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简述算法工具的发展历史

计算机的发展历史 电子计算机的发展经历了五代:第一代电子计算机(1946-1958年)以电子管作为逻辑部件,被称为电子管时代;第二代电子计算机(1959-1964年)采用晶体管作为计算机逻辑部件,被

计算机的发展历史

电子计算机的发展经历了五代:第一代电子计算机(1946-1958年)以电子管作为逻辑部件,被称为电子管时代;第二代电子计算机(1959-1964年)采用晶体管作为计算机逻辑部件,被称为晶体管时代;第三代电子计算机(1965-1970年)用集成电路作为逻辑元件,被称为小规模集成电路时代;第四代电子计算机(1971-1989年)大规模集成电路应用于计算机,寄存器多,速度快、称为大规模及超大规模集成电路时代;第五代为发展中的计算机科学时代,主要有智能型计算机、分布式计算机系统及多媒体技术。一、计算机的发展史: 根据计算机所采用的物理器件不同,可分为四个阶段。 第一代:电子管计算机,开始于1946年,结构上以CPU为中心,使用机器语言,速度慢、存储量小,主要用于数值计算。 第二代:晶体管计算机,开始于1958年,结构上以存储器为中心,使用高级语言应用范围扩大到数据处理和工业控制。 第三代:中小规模集成电路计算机,开始于1964年,结构上仍以存储器为中心,增加了多种外部设备,软件得到一定发展,计算机处理图像、文字和资料功能加强。 第四代:大、超大规模集成电路计算机,开始于1971年,应用更加广泛,出现了微型计算机。 计算机硬件发展的同时,软件始终伴随其步伐迅猛发展,就计算机的编程语言而言,也划分为三代。 第一代:机器语言。每条指令用二进制编码,效率很低。 第二代:汇编语言。用符号编程,和具体机器指令有关,效率不高。 第三代:高级语言:如FORTRAN、COBOL、BASIC、PASCAL等都属于高级语言。 二、我国计算机的发展 我国从1956年开始电子计算机科研和教学工作。 1983年12月研制成功每秒运行1亿次的"银河"巨型计算机; 1992年11月研制成功每秒运行10亿次的"银河Ⅱ"巨型计算机; 1997年研制成功每秒运行130亿次的"银河Ⅲ"巨型计算机。 三、计算机的发展趋势 计算机的发展向微型化和巨型化、多媒体化和网络化方向发展。 计算机的基本概念 计算机内所有的信息都是以二进制的形式表示的,单位是位。 位:计算机只认识由0或1组成的二进制数,二进制数中的每个0或1就是信息的最小单位,称为"位"(bit)。 字节:是衡量计算机存贮容量的单位。一个8位的二进制数据单元称一个字节(byte)。在计算机内部,一个字节可以表示一个数据,也可以表示一个英文字母或其他特殊字符,二个字节可以表示一个汉字。 字:在计算机中,作为一个整体单元进行存贮和处理的一组二进制数。一台计算机,字的二进制数的位数是固定的。 字长:一个字中包含二进制数位数的多少称为字长。字长是标志计算机精度的一项技术指标。 存贮器编址:为了便于对计算机内的数据进行有效的管理和存贮,需要对内存单元编号,即给每个存贮单元一个地址。每个存贮单元存放一个字节的数据。如果需要对某一个存贮单元进行存贮,必须先知道该单元的地址,然后才能对该单元进行信息的存取。 注意:存贮单元的地址和存贮单元中的内容是不同。 指令:指挥计算机进行基本操作的命令。 指令系统:一种计算机所能执行的全部指令的集合。 程序:按一定处理步骤编排的,能完成一定处理能力的指令序列。

计算机的发展史

    计算机俗称电脑,是一种能高速运算、具有内部存储能力、由程序控制其操作过程,并能自动进行信息处理的设备。简单地说计算机就是一种能快速、高效地对各种信息进行存储和处理的电子设备。

      1946年2月,美国宾夕法尼亚大学成功研制了电子数字积分计算机(Electronic Numerical Integrator and Computer, ENIAC),世界上第一台计算机诞生了,这台计算机被命名为ENIAC(Electronic Numerical Integrator And-Calculator)。ENIAC长30.48m,宽1m,占地面积约170㎡,有30个操作台,约相当于10间普通房间的大小,重为30t,耗电量每小时150kW,造价48万美元。同时,它包含了17468个真空管、7200个水晶二极管、70000个电阻器、10000个电容器、1500个继电器、6000多个开关,每秒执行5000次加法或400次乘法,是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。它的内存容量为16KB,运行速度仅有每秒5000次,且可靠性差。它的诞生揭开了人类科技的新纪元,也是人们所称的第四次科技革命(信息革命)的开端。

①计算机的发展历程——大型计算机时代

      在计算机的发展过程中,电子器件的变更起到了决定性作用,它是计算机换代的主要标志,机器系统结构方面的改进和计算机软件的发展与计算机的更新换代有紧密的联系。

      人们通常根据计算机采用电子元件的不同,将计算机的发展过程划分为电子管、晶体管、集成电路、以及大规模和超大规模集成电路4个阶段,这4个阶段的计算机分别被称为第一代至第四代计算机。在这4个阶段的发展过程中,计算机的体积越来越小,功能越来越强大,价格越来越低,应用也越来越广泛。

⑴第一代计算机(1946-1958年)

      主要元件是电子管。内存储器采用水银延迟线,外存储器采用磁鼓、纸带、卡片等,机器的总体结构以运算器为中心。运算速度为每秒几千次到几万次,内存容量仅为1000~4000Byte(字节)。体积庞大,造价昂贵,速度低,存储容量小,可靠性差,不易掌握,维护困难。主要用于军事和科学研究。代表机型为UNIVAC-I。

⑵第二代计算机(1958-1964年)

      主要元件是晶体管。大量采用磁芯做内存储器,采用磁盘、磁带等做外存储器,总体结构改为以存储器为中心。运算速度提高到每秒几十万次,内存容量扩大到几十万字节。体积小,重量轻,耗电量少,速度快,可靠性高,工作稳定。应用已扩展到数据处理和事务处理。代表机型为IBM公司的IBM-7094计算机和CDC公司的CDC1604计算机。

⑶第三代计算机(1946-1971年)

      主要元件采用小规模集成电路和中规模集成电路。开始采用性能优良的半导体存储器。运算速度提高到每秒几十万次到几百万次。功耗、体积、价格等进一步降低,而速度及可靠性相应提高。主要用于科学计算、数据处理及过程控制。代表机型IBM-360系列。

⑷第四代计算机(1971年至今)

      主要元件采用大规模集成电路和超大规模集成电路。主存储器采用集成度很高的半导体存储器。运算速度可达每秒几百万次至上亿次。体积、重量、功耗进一步减小。应用领域不断向社会各个方面渗透。

②计算机发展历程——微型计算机的发展

      1971年,世界上第一个4位微处理器4004在Intel公司诞生,标志着计算机进入了微型计算机时代。

      微处理器是大规模和超大规模集成电路的产物,以微处理器为核心的微型计算机属于第四代计算机。通常人们以微处理器为标志来划分微型计算机,如286机、386机、486机、Pentium机、Pentium II机、PentiumIII机和Pentium IV机等。因此,微型计算机的发展史实际上就是微处理器的发展史。微处理器一直遵循摩尔(Moore)定律,其性能以平均每18个月提高一倍的高速度发展着。Intel公司的芯片设计与制造工艺一直领导着芯片业的潮流,在宏观上可划分为80X86时代和Pentium时代。

        1978年,第一代微型计算机诞生,1982年,第二代微型计算机出世,1985年第三代微型计算机问世,1989年,第四代微型计算机面世,1993年,第五代微型计算机出现,1997年,第六代微型计算机上市,1999年,第七代微型计算机发布呈现在人们面前。

      目前,微处理器仍在不断发展之中,性能也在不断提升。

我国计算机技术的发展历程如下:

·1956年,开始研制计算机。

·1958年,研制成功第一台电子管计算机——103机。

·1959年,104机研制成功,这是我国第一台大型通用电子数字计算机。

·1964年,研制成功晶体管计算机。

·1971年,研制成功以集成电路为主要器件的DJS系列机。这一时期,在微型计算机方面,我国研制开发了长城、紫金、联想系列微机。

·1983年,我国第一台亿次巨型计算机——“银河”诞生。

·1992年,10亿次巨型计算机——“银河II”诞生。

·1995年,第一套大规模并行机系统——“曙光”研制成功。

·1997年,每秒130亿浮点运算、全系统内存容量为9.15GB的巨型机——“银河III”研制成功。

·1998年,“曙光2000-I”诞生,其峰值运算速度为每秒200亿次浮点运算。

·1999年,“曙光2000-II”超级服务器问世,其峰值速度达每秒1117亿次,内存高达50GB。

·1999年,“神威”并行计算机研制成功,其技术指标位居世界第48位。

·2001年,中国科学院计算科技研究所成功研制我国第一款通用CPU——“龙芯”芯片。

·2002年,我国第一台拥有完全自主知识产权的“龙腾”服务器诞生。

·2005年,联想并购IBM PC,一跃成为全球第三大PC制造商。

·2008年,我国自主研发制造的百万亿次超级计算机——“曙光5000”获得成功。

·近几年来,我国的高性能计算机和微型计算机的发展更为迅速。


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