计算机发展史及发展趋势讲座

1. 计算机发展史及发展趋势讲座 计算机发展史 2013.4 计算机与电气自动化学院 刘明信

2. 计算机发展史 • 人类计算所使用的工具是随着生产的发展和社会的进步，从简单到复杂，从低级到高级的发展过程，计算工具相继出现了如算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。

3. 计算机发展史 • 这是1946年在美国诞生的世界上第一台电子计算机ENICA。占地170平米，重量30吨，使用了18800个电子管，功耗140千瓦，运算速度达到每秒能进行5000次加法或者300次乘法。然而， 2008年 世界上最快的 计算机已经达 到每秒千万亿次 。

4. 计算机发展史 • 电子计算机在短短的60多年里经历了电子管、晶体管、集成电路(IC)、超大规模集成电路(VLSI)四个阶段的发展，使计算机的体积越来越小、速度越来越快、功能越来越强、价格越来越低，应用越来越广泛，目前正朝着智能化(第五代)计算机方向发展。

5. 第一代电子计算机 • 第一代电子计算机是从1946年—1953年。它们体积较大，运算速度较低，存储容量不大，而且价格昂贵。使用也不方便。 • 主要用于科学计算，重要研究部门等。

6. 第二代晶体管计算机 • 第二代计算机是从1954年—1963年。它们全部采用晶体管作为电子元器件，其运算速度比第一代要提高近百倍。体积为原来的几十分之一。 • 在软件方面，开始使用计算机算法语言。 • 不仅应用于科学计算，还用于数据处理、事务处理及工业控制。

7. 第二代晶体管计算机

8. 第三代集成电路计算机 • 第三代计算机是从1964年—1971年。 • 这一时期主要特征是以中、小规模集成电路为电子元器件，而且出现了操作系统，使计算机的功能越来越强，应用范围越来越广。 • 它们不仅应用于科学计算，还应用于文字处理、企业管理、自动控制等领域；出现了计算机技术与通讯技术相结合的信息管理系统；生产管理、通讯管理、情报检索等。

9. 第三代集成电路计算机 • 1964年，IBM公司的IBM360计算机问世。 • 这是第三代计算机正式登上历史舞台。

10. 第三代集成电路计算机

11. 第四代超大规模集成电路计算机 • 第四代计算机是从1971年—现在。从1970年开始在计算机技术上采用大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)为主要电子元器件制成的计算机。 • 第四代计算机的最典型代表就是微型计算机，即PC 机（个人电脑）。

12. 第四代超大规模集成电路计算机 • 特点： • 体积越来越小 • 功能越来越强

13. 计算机发展史及发展趋势讲座 计算机发展趋势 2013.4 计算机与电气自动化学院 刘明信

14. 英国未来学家预测未来30年高科技发展前景 杨.皮尔逊预言 • 2005年，人工智能的研究将有重大突破；2006年，互动玩具将平等地同孩子们交往；2007年，仿真机器人将取代工厂里的工人。 • 2011年，所有的程序都将由机器来承担。 • 2015年，管理家务和医院看病都是机器人。“具有人类智慧”的机器人将应用于人类生活的各个领域，人们已离不开它们。太空旅游将成为家常便饭。

15. 英国未来学家预测未来30年高科技发展前景 • 2018年，人工智能机将获诺贝尔奖。 • 2020年，电子生命形态将受到法律保护。 • 2030年，电子生命在智力和体力上都将超过人类，而且多半不再接受创造者的支配。

16. 计算机的发展方向 • 巨型化计算机 • 微型化计算机 • 网络化计算机 • 智能化计算机 • 个性化计算机

17. 巨型计算机 • 巨型计算机 • 巨型计算机的应用 • 巨型计算机发展前景

18. 巨型计算机 • 巨型计算机也称超级计算机一般指其所在时代里性能最强、规模最大、技术最新的计算机。 • 以往巨型机用于科学计算和军事应用，现在已渗透到经济领域。如经济模型、数值模拟等。 • 巨型机研制水平和应用能力已成为衡量一个国家经济实力和科技水平的重要标志之一，对国家安全和科技发展起着极其重要的作用。

19. 巨型计算机 • 美国研制出“最快”计算机“泰坦”，现500强排名第一。有200个机柜，299008个CPU，18688个GPU（协处理器），每秒运算20千万亿次。

20. 巨型计算机 • 日本“京”超级计算机，现500强排名第二，它有70万个CPU，造价在12.5亿美元，每秒运算速度1.051亿亿次。

21. 巨型计算机 • “天河一号”超级计算机，有186368个CPU，其中的一部分是国产的，每秒运行1千万亿次以上，现已经在500强的前十。

22. 天河一号的重大影响 • 美国斯坦福大学计算机系主任、NVIDIA公司首席科学家比尔·戴利(Bill Dally)说：“中国的天河计算机采取的CPU与GPU融合的结构代表了未来高性能计算机的发展趋势。” • 德国Prometeus公司咨询专家、世界计算机500强排行榜代表霍斯特.基尔特(Horst Giet)说：“研制千万亿次计算机是很难的，中国在这方面将有所斩获。” • 实际上，天河一号在2010年的500强排行榜上已进入前十。

23. 巨型计算机 • 曙光“星云”超级计算机

24. 巨型机应用领域 • 应用十分广泛，主要包括： --计算密集型(如大规模工程计算和数值模拟) --数据密集型(如数据仓库和数据采集) --通讯密集型(如协同工作和远程遥控) • 巨型机的出现使以前无法完成的复杂计算(如热核聚变反应的模拟、天体运动的模拟、气象观测数据处理等)成为可能，促进科学计算的发展。

25. 巨型机的发展前景 • 巨型机的总装机量和总计算能力已成为一个国家发达程度和综合国力的象征。 • 人类对高性能计算机的处理性能需求是永无止境的。 • 中国在高性能超级计算机的研制上与发达国家的差距正在迅速的缩小。

26. 计算机的发展方向 • 巨型化计算机 • 微型化计算机 • 网络化计算机 • 智能化计算机 • 个性化计算机

27. 微型计算机 微型计算机 微型计算机的应用 微型计算机的发展趋势

28. 微型计算机 • 微型计算机就是我们常说的个人电脑。 • 微型计算机的应用领域极其广泛，如报表管理、文字处理、信息管理、通讯管理以及工业控制等各个领域。 • PC机、PAD机、手机

29. 微型机的发展趋势 • 进一步提高集成度，利用高性能的超大规模集成电路研制质量更加可靠、性能更加优良、价格更加低廉整机更加小巧的微型计算机，如腕式计算机。

30. 微型计算机发展趋势 • 趋势之一：更小 • 趋势之二：更个性化 • 趋势之三：更聪明 • 趋势之四：更廉价 • 趋势之五：更“无线”（“无限”） • 趋势之六：更普遍 • 趋势之七：更时尚

31. 趋势一、更小

32. 趋势二、更个性化

33. 趋势三、更聪明

34. 趋势四、更廉价 100美元以下： 规格： 500MHzCPU 1GB内存 双模式显示 专为贫困国家的 儿童设计

35. 趋势五、更“无线”（无限） • 在任何地点与任何机器交流 • 互联网、PAD、驾乘的汽车、多媒体、家用电器、无缝对接。

36. 趋势六、更普及 • 未来PC机无处不在 • 电脑厂商达成共识：PC机发展的大方向将是一个无所不在的运算环境，未来的电脑将与具有电脑功能的家电以及公共设施一起构成统一的运算环境（未来的PC机也不是现在的摸样）。 • 机场、车站、码头、商场、手中的IT设备、红外技术，联网。

37. 趋势七、更时尚 • 永远走在时尚的前列。 • 苹果的”iMac”即为未来发展趋势之一。不要塑料，要钛金、铝金材料 • 显示器的能耗越来越小，分辨率越来越高，可以弯曲、可以折叠。

38. 关于微型计算机的结论 • 微型计算机将会像手机一样普及和应用 • 它会像PDA(个人数据接口)一样随身携带、随时使用 • 它甚至会缩小到植入人体器官中或日常用品中发挥计算功能 • ……….

39. 计算机的发展方向 • 巨型化计算机 • 微型化计算机 • 网络化计算机 • 智能化计算机 • 个性化计算机

40. 网络化计算机 网络化计算机 网络化计算机的应用 网络计算机的发展趋势

41. 网络化计算机 • 网络前景的七大预测：这是贝尔实验室总裁在2000年贝尔中国研究院成立时，曾对因特网的未来发展趋势做出七大预测。 • 预测一：2025年地球披上一层“通讯外壳” • 预测二：设备通讯量将超过人与人的通讯量 • 预测三：带宽的成本将变得非常低 • 预测四：个人及企业将获得大量个性化服务 • 预测五：因特网是个更加聪明的高智商网络 • 预测六：这种网络是人与信息的高层调节者 • 预测七：这是一个充满虚拟性的新时代

42. 互联网发展的三个阶段 • 比尔.盖茨曾说过：互联网将进入第三阶段。 • 对于企业，前两个阶段是： 第一阶段：最关心你是否设立了网站，点击的人数多不多，点击率如何等。 第二阶段：公司必须进行电子商务，经营者开始注意网上交易的营业额。 • 对于个人，前两个阶段是： 第一阶段是使用者只上网浏览和阅读，获得信息。 第二阶段则开始使用网上信息

43. 互联网的第三阶段 • 盖茨这样描述说:前两个阶段的特点是用户在同一个时间只能上一个网站。 • 对于知识型员工，公司应认真考虑如何为员工提供最好的工具，如从手机阅读或接受电邮，就只显示电邮的简要内容，而不是全文。 • 用户流动性强了，资讯如何随身携带，是一个重要问题。 • 在互联网的第三阶段，将有更多个人或企业资讯是在互联网上，不管身在何处，资料随时可得。

44. 下一代互联网IPv6 • 中国下一代互联网示范工程CNGI示范网络核心网络在2006年9月在北京通过专家验收。 • 它是世界上规模最大的纯IPv6技术的互联网。每秒10G的传输率(相当于每秒传送10个VCD光盘存储的信息)，链接全国20个主要城市的核心节点。 • 专家预测：基于下一代互联网的真正数字化时代即将来临。

45. 新一代互联网是革命性的 • IPv6与IPv4的比较： • 更大：启用IPv6技术，几乎可以给你家中的每一个物件分配一个IP。 • 更快：传输速度和传输方式有明显变化：速度是IPv4的1000倍；端到端的传输效率更高。 • 更安全：有严格的管理规范，身份识别与IP地址捆绑。 • 更便捷：在家可与医保系统联系，提取自己的生物钟信息，分析你的身体现状，对你的饮食加以监管。

46. 目前只有中美有技术优势 • 新一代互联网的核心技术是路由技术。以前这方面是由美国掌控。经过多年的发展，我国目前已经掌握了包括IPv6技术在内的核心路由器技术，能独立建设自己的互联网，而不再依赖国外。目前具有着样能力的国家，只有美国和中国。

47. 关于网络化的结论 • 未来的计算机网络将自然而然地融入到我们的生活中和工作中。 • 到那时，无论何时、何地、何种方式，都能得到你所需要的任何信息。

48. 计算机的发展方向 • 巨型化计算机 • 微型化计算机 • 网络化计算机 • 智能化计算机 • 个性化计算机

49. 智能化计算机 • 智能化计算机 • 智能化计算机的应用 • 智能化计算机的发展趋势

50. 智能化计算机 • 智能化计算机与人工智能密切相关。 • 笛卡尔说过：“总有一天，人类会造出一 些举止和人一样的没有灵魂的机器来。”