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计算机的发展历史

 
 


世界上第一台电子数字计算机于1946年2月15日在宾夕法尼亚大学正式投入使用。它的名字是ENIAC(Enniac),它是电子数字插入器和计算机。缩写。

它使用17468个真空管,消耗174千瓦,占地面积170平方米,重30吨,每秒可以增加5,000个。

虽然它不像今天最常见的功能,但它是当时计算速度的绝对支持者,其计算的准确性和准确性是前所未有的。

以pi(π)的计算为例,中国古代科学家祖冲之用这个计算并花费了15年的努力来计算小数点后7位数的pi。

经过一千多年的努力,英国人尚克斯计算了他的生命,并在小数点后将其计算为707。

使用ENIAC进行计算,只需40秒即可达到此记录。还发现在计算Shanks时的第528个错误。

ENIAC为电子计算机的发展奠定了基础,开辟了计算机科学与技术的新纪元。

有人称之为人类第三次工业革命开始的象征。

在ENIAC诞生之后,数学家冯·诺伊曼提出了一个重要的改进理论。有两个要点:一个是计算机应该基于二进制计算,另一个是计算机应该在存储程序中工作并进一步澄清它指出整个计算机的结构应该由五部分组成:操作员,控制器,存储器,输入设备和输出设备。

冯诺依曼这些理论的引入解决了计算机自动化和速度协调的问题,在计算机的发展中起到了决定性的作用。

直到今天,大多数计算机仍以冯·诺依曼的形式工作。

在ENIAC诞生后的短短几十年里,计算机的发展实现了跨越式发展。

主要的电子器件已经相继使用,晶体管,中小型集成电路和大规模,超大规模的集成电路,导致计算机的多次更新。每次更新和更换都会使计算机的尺寸和功耗大大降低,功能大大增强,应用领域进一步拓宽。

特别是,小型,低成本和功能强大的微型计算机的出现使计算机变得流行,进入办公室和家庭,并在办公自动化和多媒体应用中发挥重要作用。

目前,计算机的应用已经扩展到社会的各个领域。

电子计算机仍在以下四个方面发展:

巨人

天文学,军事,模拟和其他领域需要大量计算,要求计算机具有更高的计算速度和更大的存储容量。这需要开发更强大的超级计算机。

微型化

专用微型计算机已广泛用于仪器,仪表和家用电器。

通用微型计算机已大量进入办公室和家庭,但人们需要更小,更轻,更便携的微型计算机,以便在外出或外出时使用计算机。

随着它们的出现而出现的便携式小型计算机(笔记本电脑)和手持式微型计算机不断涌现并迅速普及。

联网

计算机网络通过专用电缆或通信线路互连地理上分散的计算机而形成。

网络可以共享分散的各种资源,并且计算机的实际效用得到很大改善。

计算机网络不再是可有可无的东西,而是计算机应用程序中非常重要的一部分。

互联网(互联网,也被翻译为互联网)通常被称为通过通信线路连接并覆盖整个世界的计算机网络。

通过互联网,人们可以在不离开家的情况下访问大量信息,快速与世界各地的亲朋好友进行交流,进行在线交易等。

智能

目前的计算机已经能够部分取代人脑工作,因此通常被称为计算机。

但人们希望计算机具有更多类似人类的智能,例如:能够理解人类语言,识别图形,自学等等,这需要进一步的研究。

近年来,通过进一步的深入研究,发现由于电子电路的局限性,理论上电子计算机的发展具有一定的局限性。因此,人们正在开发不使用集成电路的计算机,例如生物计算机,光子计算机,超导计算机。等待。第一台计算机(ENIAC)于1946年2月在美国诞生。

ENIAC PC

耗资100万美元600美元

重量30吨10kg

占地面积150平方米,面积0.25平方米

电子设备19,000管100集成电路

运行速度5000次/秒500万次/秒

计算机于1946年问世,有人说这是由战争的需要引起的。我们认为,计算机的基本驱动力是人们创造更多的物质财富,扩展人类的大脑,并使人们的潜力更大。发展。

正如汽车的发明是延伸人的腿一样,计算机的发明实际上是人脑智能的继承和扩展。

在过去的十年中,计算机的应用越来越多地渗透到社会的各个领域,如管理和办公自动化。

随着计算机变得越来越智能化,人们简单地将它们称为“计算机”。

计算机产生的动机是人们想要发明一种可以进行科学计算的机器,因此它们被称为计算机。

它一出生,就立即成为先进生产力的代表,开启了工业革命以来的又一次新的科技革命。

为了追溯计算机的发明,我们可以从古代中国时代开始。在古代,人类发明了算盘来处理一些数据。使用安排珠子的方法,人们不需要做心算,答案可以通过固定的嘴来计算。

这种被称为“计算和逻辑运算”的操作概念被引入西方并由美国人推进。

直到十六世纪才发明了一种能够帮助处理更复杂的数学方程式(如乘法器)的机器,它被称为“棋盘计算器”。然而,这个时期只属于纯粹计算的阶段,并且只是在十九世纪才有了快速发展。

第一代电脑管(1945-1956)

在第二次世界大战中,美国政府寻求计算机来发展潜在的战略价值。

这促进了计算机的研究和开发。

1944年,霍华德艾肯(1900-1973)开发了一种全电子计算器,为美国海军绘制弹道图。

这台名为Mark I的机器有半个足球场,包含500英里的电线。它使用电磁信号来移动机械部件。它非常慢(在3-5秒内计算)并且适应性差。它仅用于专业领域。但是,它可以执行基本算术运算和复杂方程。1946年2月14日,标志着现代计算机诞生的ENIAC(电子数字积分器和计算机)在费城公开。

ENIAC代表了计算机开发历史上的一个里程碑,它通过不同部分之间的重新布线编程和并行计算功能。

ENIAC由美国政府和宾夕法尼亚大学开发,使用18,000个电子管,70,000个电阻器,500万个焊点,消耗160千瓦。它比Mark I快1000倍.ENIAC是第一台通用计算机。

在20世纪40年代中期,冯·诺伊曼(1903-1957)参加了宾夕法尼亚大学的小组。 1945年,他设计了电子离散变量自动计算机(EDVAC),以相同的格式存储程序和数据。在记忆中。

这允许计算机在任何时候暂停或继续工作。机器体系结构的关键部分是中央处理器,它通过单一资源统一计算机的所有功能。

1946年,美国物理学家莫奇莉成为首席设计师并成功开发。

世界上第一台电子管计算机ENIAC(左图中为Mochili)第一代计算机的特点是针对特定任务的操作指令,每台机器都有自己不同的机器语言,功能有限,速度慢。

另一个重要特征是使用真空管和鼓来存储数据。

第一台电子管计算机(ENIAC)占地面积170平方米,重达30吨。

有18,000个管,以十进制计算,每秒500次操作

第二代晶体管计算机(1956-1963)

1948年,晶体管的发明极大地促进了计算机的发展。晶体管取代了庞大的管子,电子器件的尺寸继续减小。

1956年,晶体管被用于计算机,晶体管和核心存储器导致了第二代计算机的诞生。第二代计算机体积小,速度快,功耗低,稳定性好。

第一个使用晶体管技术的是早期的超级计算机,它主要用于原子科学中的大规模数据处理。这些机器很昂贵并且生产量非常小。

1960年,有一些第二代计算机成功应用于商业,大学和政府部门。

第二代计算机使用晶体管代替管,以及现代计算机的某些部分。:打印机,磁带,磁盘,内存,操作系统等。

存储在计算机中的程序使计算机具有很强的适应性,并且可以更有效地用于商业目的。

在此期间,出现了更多高级语言,如COBOL(通用业务导向语言)和FORTRAN(公式转换器),用单词,句子和数学公式代替二进制机器代码,使计算机编程更容易。

新的职业,如程序员,分析师和计算机系统专家,诞生于整个软件行业。

第三代集成电路计算机(1964-1971)

尽管晶体管是对管子的重大改进,但晶体管会产生大量热量,这会损坏计算机的敏感部件。

1958年,发明了一种集成电路(IC),将三个电子元件组合到一小块硅片上。

科学家已将更多组件集成到单个半导体芯片中。

结果,计算机变得更小,功耗更低,速度更快。

这一时期的发展还包括使用一种操作系统,该系统允许计算机在中央程序的控制下同时运行许多不同的程序。

1964年,IBM在美国成功开发出第一款采用集成电路的通用电子设备。

计算机系列IBM360系统

第四代大规模集成电路计算机(1971年至今)

集成电路出现后,唯一的发展方向是扩大规模。

大规模集成电路(LSI)可在单个芯片上容纳数百个元件。

在20世纪80年代,VLSI在芯片上安装了数十万个元件,后来ULSI将这个数字扩大到了100万个。在硬币大小的芯片上容纳如此大量的组件的能力允许计算机的尺寸和价格下降,同时功能和可靠性继续增加。

基于“半导体”的发展,到1972年,第一台真正的个人电脑诞生了。

使用的微处理器包含2,300个“晶体管”,可以在一秒内执行60,000个指令,并且尺寸要小得多。

随着“半导体”和“晶体管”的发展,世界各国也开辟了计算机史上的新篇章。

在20世纪70年代中期,计算机制造商开始将计算机带给普通消费者,小型计算机带有软件包,非专业人员的程序,以及最流行的文字处理和电子表格程序。

该领域的先驱包括Commodore,Radio Shack和Apple Computers。

1981年,IBM推出了适用于家庭,办公室和学校的个人计算机(PC)。

20世纪80年代个人计算机的竞争导致价格下降,PC数量继续增加,计算机的尺寸继续缩小,从桌面到膝盖到手掌。

Apple Macintosh系列与IBM PC竞争,于1984年推出.Macintosh提供友好的图形界面,用户可以使用鼠标轻松操作。

FACOMM-382电脑

计算机的发明是20世纪40年代的事情。经过几十年的发展,它已成为一门复杂的工程技术学科。其应用范围从国防和科学计算到家庭办公,教育和娱乐。

其分类范围从超级计算机,大型机,小型计算机到工作站和个人计算机。

然而,无论多么复杂,多么高科技,从诞生之日起,在许多人心目中它是一台机器,一台冷酷的高速计算机器。

从ENIAC揭开计算机时代的序幕,UNIVAC已经成为计算机时代的宠儿,不难看出有两个根本性的变化:一是计算机已从实验室转移到社会,正式成为商品交付客户二,计算机已从纯军事用途进入公共数据处理领域,这确实引起了强烈的社会反响。世界上第一台电子数字计算机于1946年2月15日在宾夕法尼亚大学正式投入使用。它的名字是ENIAC(Enniac),它是电子数字插入器和计算机。缩写。

它使用17468个真空管,消耗174千瓦,占地面积170平方米,重30吨,每秒可以增加5,000个。

虽然它不像今天最常见的功能,但它是当时计算速度的绝对支持者,其计算的准确性和准确性是前所未有的。

以pi(π)的计算为例,中国古代科学家祖冲之用这个计算并花费了15年的努力来计算小数点后7位数的pi。

经过一千多年的努力,英国人尚克斯计算了他的生命,并在小数点后将其计算为707。

使用ENIAC进行计算,只需40秒即可达到此记录。还发现在计算Shanks时的第528个错误。

ENIAC为电子计算机的发展奠定了基础,开辟了计算机科学与技术的新纪元。

有人称之为人类第三次工业革命开始的象征。

在ENIAC诞生之后,数学家冯·诺伊曼提出了一个重要的改进理论。有两个要点:一个是计算机应该基于二进制计算,另一个是计算机应该在存储程序中工作并进一步澄清它指出整个计算机的结构应该由五部分组成:操作员,控制器,存储器,输入设备和输出设备。

冯诺依曼这些理论的引入解决了计算机自动化和速度协调的问题,在计算机的发展中起到了决定性的作用。

直到今天,大多数计算机仍以冯·诺依曼的形式工作。

在ENIAC诞生后的短短几十年里,计算机的发展实现了跨越式发展。

主要的电子器件先后使用了真空管,晶体管,中小型集成电路以及大规模,超大规模的集成电路,对计算机进行了多次更新。每次更新和更换都会使计算机的尺寸和功耗大大降低,功能大大增强,应用领域进一步拓宽。

特别是,小型,低成本和功能强大的微型计算机的出现使计算机变得流行,进入办公室和家庭,并在办公自动化和多媒体应用中发挥重要作用。

目前,计算机的应用已经扩展到社会的各个领域。

电子计算机仍在以下四个方面发展:

巨人

天文学,军事,模拟和其他领域需要大量计算,要求计算机具有更高的计算速度和更大的存储容量。这需要开发更强大的超级计算机。

微型化

专用微型计算机已广泛用于仪器,仪表和家用电器。

通用微型计算机已大量进入办公室和家庭,但人们需要更小,更轻,更便携的微型计算机,以便在外出或外出时使用计算机。

随着它们的出现而出现的便携式小型计算机(笔记本电脑)和手持式微型计算机不断涌现并迅速普及。

联网

计算机网络通过专用电缆或通信线路互连地理上分散的计算机而形成。

网络可以共享分散的各种资源,并且计算机的实际效用得到很大改善。

计算机网络不再是可有可无的东西,而是计算机应用程序中非常重要的一部分。

互联网(互联网,也被翻译为互联网)通常被称为通过通信线路连接并覆盖整个世界的计算机网络。

通过互联网,人们可以在不离开家的情况下访问大量信息,快速与世界各地的亲朋好友进行交流,进行在线交易等。

智能

目前的计算机已经能够部分取代人脑工作,因此通常被称为计算机。

但人们希望计算机具有更多类似人类的智能,例如:能够理解人类语言,识别图形,自学等等,这需要进一步的研究。

近年来,通过进一步的深入研究,发现由于电子电路的局限性,理论上电子计算机的发展具有一定的局限性。因此,人们正在开发不使用集成电路的计算机,例如生物计算机,光子计算机,超导计算机。等待。下表记录了中国计算机发展的历史。: 1958年,中国科学院计算所成功研制出中国第一台小型电子管通用计算机103机(8月1日型),标志着中国第一台电子计算机诞生。

1965年,第一台大型晶体管计算机109B由中国科学院计算技术研究所成功开发。后来,推出了109-C机器。该机器在双弹性测试中发挥了重要作用。 1974年,清华大学等单位联合设计开发了集成电路。 DJS-130小型计算机的计算速度为每秒100万次。 1983年,国防科技大学成功开发出Galaxy-I超级计算机,其计算速度达到每秒数亿次。这是中国高速计算机发展的重要里程碑; 1985年,电子工业部计算机管理局成功开发出与IBM PC兼容的长城0520CH微机。

1992年,国防科技大学研究了Galaxy-II通用并行超级计算机,其峰值速度为每秒4亿次浮点运算(相当于每秒10亿次基本运算),这是一款用于共享主存储器的四处理器矢量机。其矢量中央处理单元由中小型集成电路设计,在20世纪80年代中后期达到国际先进水平。

主要用于中期天气预报; 1993年,国家智能计算机研究开发中心(后来成立北京曙光计算机公司)成功开发了曙光1号全对称共享存储多处理器,这是中国首次基于VLSI。并行计算机由通用微处理器芯片和标准UNIX操作系统设计开发; 1995年,曙光公司在中国推出了第一台具有大规模并行处理器(MPP)结构的并行机器曙光1000(包括36个处理器)。峰值速度为每秒25亿次浮点运算,实际运算速度是每秒10亿次浮点运算的高性能步骤。

曙光1000和美国英特尔公司于1990年推出了大规模并行机器架构和实施技术,与国外的差距缩小到大约五年。

1997年,国防科技大学成功开发了Galaxy-III数十亿并行超级计算机系统,采用可扩展的分布式共享存储并行处理架构,包含130多个处理节点,峰值性能达到130亿浮点运算第二。系统集成技术在20世纪90年代中期达到国际先进水平。从1997年到1999年,曙光公司在市场上推出了具有集群结构的曙光1000A,曙光2000-I和曙光2000-II超级服务器。峰值计算速度每秒超过1000亿次浮点运算。已经使用了160多个处理器。 1999年,国家并行计算机工程技术研究中心开发的神威一号计算机通过国家验收,并在国家气象中心投入运行。

系统有384个算术处理单元,峰值运算速度为每秒3840亿次。 2000年,曙光公司推出了曙光3000超级服务器,每秒3000亿次浮点运算。

2001年,中国科学院计算技术研究所成功开发出中国第一台通用CPU——“龙芯”芯片。 2002年,曙光公司推出了具有完全自主知识产权的“龙腾”服务器。龙腾服务器采用了“龙芯1号”CPU并采用了该公司。由中国科学院计算技术研究所联合开发的服务器专用主板采用曙光LINUX操作系统,这是中国第一个完全实现自身产权的产品,将在防御和防御方面发挥重要作用。安全部门。

2003年,数百亿次数据处理超级服务器曙光4000L通过国家验收,再次刷新了国内超级服务器的历史,使得国内高性能产业迈上了一个新台阶。

曙光4000L是曙光4000超级计算机系列的成员。它是一个基于Linux的超级服务器系统。它是中国最大的IDC数据处理主机,其存储和处理能力非常强大。

目前,整个4000L系统由40个机柜组成,具有644个CPU,每秒3万亿个峰值速度,644G内存和太字节存储。

据专家介绍,该系统的可扩展性非常好,最大可以“在线”扩展到80个机柜,1300个CPU,每秒峰值速度6.75万亿。

 
 
 
 
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