1、江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院主講人 張富國Email：redbird_江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院學(xué)習(xí)方法 由淺入深，循序漸進(jìn)由淺入深，循序漸進(jìn) 注重學(xué)習(xí)內(nèi)容的全面性注重學(xué)習(xí)內(nèi)容的全面性 注重學(xué)習(xí)內(nèi)容的深入性注重學(xué)習(xí)內(nèi)容的深入性 重視上機(jī)實(shí)踐重視上機(jī)實(shí)踐 在游泳中學(xué)游泳在游泳中學(xué)游泳 注重培養(yǎng)自學(xué)能力和分析問題解決問題的能力注重培養(yǎng)自學(xué)能力和分析問題解決問題的能力江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院第一章第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用3江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院1.1.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展1) 1) 計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段2) 2) 我國電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展我國電子計(jì)算機(jī)的

2、發(fā)展3) 3) 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢4) 4) 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類4江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院1.1.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展1) 1) 計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程2)2)我國電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展我國電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展 中國計(jì)算機(jī)發(fā)展簡要中國計(jì)算機(jī)發(fā)展簡要5江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院1.1.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展3)3)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢 大型化、巨型化大型化、巨型化 微型化微型化 網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化 人工智能人工智能4)4)計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類 巨型機(jī)巨型機(jī) 大型機(jī)

3、大型機(jī) 小型機(jī)小型機(jī) 工作站工作站 微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī) 大大( (強(qiáng)強(qiáng)) ) 小小( (弱弱) )6江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院1.1.2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展19711971年美國年美國IntelIntel公司研制出了世界上的第一個(gè)單片公司研制出了世界上的第一個(gè)單片微處理器微處理器Intel 4004Intel 4004，它的出現(xiàn)為微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，它的出現(xiàn)為微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展開辟了一條嶄新的途徑。在其后的開辟了一條嶄新的途徑。在其后的3030多年中，微型計(jì)多年中，微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了六個(gè)時(shí)代。算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了六個(gè)時(shí)代。微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡歷微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡歷Pe

4、ntiumPentium微處理器微處理器7江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域1) 1) 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 自動(dòng)控制自動(dòng)控制 運(yùn)算速度快運(yùn)算速度快 精確度高精確度高 具有記憶能具有記憶能力和邏輯判斷能力力和邏輯判斷能力 支持人機(jī)交互支持人機(jī)交互2) 2) 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 過程控制過程控制 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 人工智能人工智能 電子商務(wù)電子商務(wù)結(jié)束本節(jié)結(jié)束本節(jié)8江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)“科洛薩斯科洛薩斯”誕生于英國，誕生于英國，“科洛薩斯科洛薩斯”計(jì)

5、算機(jī)是計(jì)算機(jī)是19431943年年3 3月開始研制的，月開始研制的，當(dāng)時(shí)研當(dāng)時(shí)研制制“科洛薩斯科洛薩斯”計(jì)算機(jī)的主要目的是破譯經(jīng)德國計(jì)算機(jī)的主要目的是破譯經(jīng)德國“洛倫洛倫茨茨”加密機(jī)加密過的密碼。加密機(jī)加密過的密碼。使用其他手段破譯這種密碼使用其他手段破譯這種密碼需要需要6 6至至8 8個(gè)星期，而使用個(gè)星期，而使用科洛薩斯科洛薩斯計(jì)算機(jī)則僅需計(jì)算機(jī)則僅需6 6至至8 8小時(shí)。小時(shí)。19441944年年1 1月月1010日，日，“科洛薩斯科洛薩斯”計(jì)算機(jī)開始計(jì)算機(jī)開始運(yùn)行。自它投入使用后，德軍大量高級軍事機(jī)密很快被運(yùn)行。自它投入使用后，德軍大量高級軍事機(jī)密很快被破譯，盟軍如虎添翼。破譯，盟軍如虎

6、添翼。9江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生“科洛薩斯科洛薩斯”比美國的比美國的ENIACENIAC計(jì)算機(jī)問世早兩年多，計(jì)算機(jī)問世早兩年多，在二戰(zhàn)期間破譯了大量德軍機(jī)密，戰(zhàn)爭結(jié)束后，它被秘在二戰(zhàn)期間破譯了大量德軍機(jī)密，戰(zhàn)爭結(jié)束后，它被秘密銷毀了，故不為人所了解。密銷毀了，故不為人所了解。盡管第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生于英國，但英國沒有抓盡管第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生于英國，但英國沒有抓住由計(jì)算機(jī)引發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命的機(jī)遇。相比之下，住由計(jì)算機(jī)引發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命的機(jī)遇。相比之下，美國抓住了這一歷史機(jī)遇，鼓勵(lì)發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，美國抓住了這一歷史機(jī)遇，鼓勵(lì)發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，從而崛起了一大批計(jì)算

7、機(jī)產(chǎn)業(yè)巨頭，大大促進(jìn)了美國綜從而崛起了一大批計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)巨頭，大大促進(jìn)了美國綜合國力的發(fā)展。合國力的發(fā)展。10江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生19441944年美國國防部門組織了有莫奇利和?？嗣擃I(lǐng)導(dǎo)年美國國防部門組織了有莫奇利和?？嗣擃I(lǐng)導(dǎo)的的ENIACENIAC計(jì)算機(jī)的研究小組，當(dāng)時(shí)在普林斯頓大學(xué)工作計(jì)算機(jī)的研究小組，當(dāng)時(shí)在普林斯頓大學(xué)工作的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的奠基者美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的奠基者美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮諾依曼也諾依曼也參加了研究工作。參加了研究工作。19461946年研究工作獲得成功，制成了年研究工作獲得成功，制成了世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)EN

8、IACENIAC。11江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)叫世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)叫“埃尼阿克埃尼阿克”（ENIACENIAC，是英文是英文“電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)”的簡稱，英文全稱是：的簡稱，英文全稱是：Electronic Numerical Integrator And CalculatorElectronic Numerical Integrator And Calculator），他于，他于19461946年年2 2月，在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生。月，在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生。12江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生埃尼阿克總重達(dá)埃尼

9、阿克總重達(dá)3030噸，占地噸，占地167167平方米，是科學(xué)家和工程平方米，是科學(xué)家和工程師用了近三年的心血完成的龐師用了近三年的心血完成的龐大工程。埃尼阿克使用了大工程。埃尼阿克使用了1.81.8萬個(gè)電子管、萬個(gè)電子管、1 1萬個(gè)電容、萬個(gè)電容、7 7萬萬個(gè)電阻和個(gè)電阻和500500個(gè)繼電器，功率個(gè)繼電器，功率150150千瓦。千瓦。運(yùn)算速度運(yùn)算速度5000次次/秒；秒；比當(dāng)時(shí)已有的計(jì)算裝置要快比當(dāng)時(shí)已有的計(jì)算裝置要快1000倍倍. 13江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程14【電子管(1946-1959)】【晶體管1960-1964】【集成電路 1965-1970】【大規(guī)模

10、集成電路 1971】計(jì)算機(jī)的發(fā)展分代是根據(jù)電子元器件的發(fā)展而劃分：計(jì)算機(jī)的發(fā)展分代是根據(jù)電子元器件的發(fā)展而劃分： 江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類與應(yīng)用計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程 （1）第一代：電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代（第一代：電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代（19461957年）年） 采用電子管作為運(yùn)算和邏輯元件，使用機(jī)器語言和匯編語言。運(yùn)算次數(shù)采用電子管作為運(yùn)算和邏輯元件，使用機(jī)器語言和匯編語言。運(yùn)算次數(shù) 達(dá)到達(dá)到500030000次次/秒。耗資秒。耗資100萬美元以上，使用和維護(hù)也很困難。應(yīng)用萬美元以上，使用和維護(hù)也很困難。應(yīng)用范圍主要局限在科學(xué)研究和工程計(jì)算領(lǐng)域。范圍

11、主要局限在科學(xué)研究和工程計(jì)算領(lǐng)域。IBM705電子計(jì)算機(jī)江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程小試身手的第二代計(jì)算機(jī)小試身手的第二代計(jì)算機(jī)19601960年到年到19641964年的第二代計(jì)算機(jī)中采用了比電子管年的第二代計(jì)算機(jī)中采用了比電子管更先進(jìn)的晶體管，稱為更先進(jìn)的晶體管，稱為“晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代”。晶體管。晶體管與電子管相比，具有體積小、壽命長、開關(guān)速度快、省與電子管相比，具有體積小、壽命長、開關(guān)速度快、省電等優(yōu)點(diǎn)。電等優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)算速度運(yùn)算速度可以達(dá)到幾十萬次可以達(dá)到幾十萬次/ /秒。秒。內(nèi)存內(nèi)存主要主要采用磁芯存儲(chǔ)器，采用磁芯存儲(chǔ)器，外存外存開始使用磁盤。這個(gè)

12、時(shí)期，計(jì)算開始使用磁盤。這個(gè)時(shí)期，計(jì)算機(jī)的機(jī)的軟件軟件也有很大發(fā)展，操作系統(tǒng)及各種早期的高級語也有很大發(fā)展，操作系統(tǒng)及各種早期的高級語言（言（FORTRANFORTRAN、COBOLCOBOL、BASICBASIC）相繼投入使用。）相繼投入使用。16江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程由于采用了晶體管，第二代計(jì)算機(jī)的體積大大減小，由于采用了晶體管，第二代計(jì)算機(jī)的體積大大減小，運(yùn)算速度及可靠性等各項(xiàng)性能大為提高。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用運(yùn)算速度及可靠性等各項(xiàng)性能大為提高。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已由科學(xué)計(jì)算拓展到已由科學(xué)計(jì)算拓展到數(shù)據(jù)處理、過程控制數(shù)據(jù)處理、過程控制等領(lǐng)域。等領(lǐng)域。19621962年，年

13、，IBMIBM公司研制的第一臺(tái)公司研制的第一臺(tái)分時(shí)分時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IBM IBM 70907090可以稱為第二代計(jì)算機(jī)的代表，可以稱為第二代計(jì)算機(jī)的代表，IBM 7090IBM 7090計(jì)算機(jī)曾計(jì)算機(jī)曾為美國首次為美國首次登月計(jì)劃登月計(jì)劃承擔(dān)極為重要的數(shù)據(jù)計(jì)算和飛行模承擔(dān)極為重要的數(shù)據(jù)計(jì)算和飛行模擬工作，為人類的首次成功登月做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。擬工作，為人類的首次成功登月做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。17江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程開始廣泛應(yīng)用的第三代計(jì)算機(jī)開始廣泛應(yīng)用的第三代計(jì)算機(jī)19651965年到年到19701970年的第三代計(jì)算機(jī)采用了集成電路，年的第三代計(jì)算

14、機(jī)采用了集成電路，這段時(shí)期計(jì)算機(jī)被稱為這段時(shí)期計(jì)算機(jī)被稱為“中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)”。集成電路是將由幾千個(gè)晶體管元件構(gòu)成的完整電子電路集成電路是將由幾千個(gè)晶體管元件構(gòu)成的完整電子電路做在比手指甲還小的一個(gè)晶片上，所以，第三代計(jì)算機(jī)做在比手指甲還小的一個(gè)晶片上，所以，第三代計(jì)算機(jī)的體積更加小型化，而且大大的體積更加小型化，而且大大降低了功耗降低了功耗；運(yùn)算速度提；運(yùn)算速度提高到每秒幾十萬次到幾百萬次，可靠性也進(jìn)一步提高。高到每秒幾十萬次到幾百萬次，可靠性也進(jìn)一步提高。18江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程走入尋常百姓家的第四代計(jì)算機(jī)走入尋常百姓家的第四代計(jì)

15、算機(jī)2020世紀(jì)世紀(jì)70807080年代的第四代計(jì)算機(jī)使用的集成電路已經(jīng)年代的第四代計(jì)算機(jī)使用的集成電路已經(jīng)大大改善，可以在手指甲大小的一個(gè)晶片上包含著幾十萬大大改善，可以在手指甲大小的一個(gè)晶片上包含著幾十萬到上百萬個(gè)晶體管，稱之為到上百萬個(gè)晶體管，稱之為“大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)集成電路計(jì)算機(jī)”，運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百萬次至上億次。，運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百萬次至上億次。從從19751975年美國年美國IBMIBM公司推出的公司推出的“個(gè)人計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)”（Personal Personal Computer,Computer,簡稱簡稱PCPC）開始，體型越

16、來越輕便，功能越來越強(qiáng)大，開始，體型越來越輕便，功能越來越強(qiáng)大，應(yīng)用越來越方便，價(jià)格越來越便宜。應(yīng)用越來越方便，價(jià)格越來越便宜。19IBM-PC江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程極富想象力的第五代計(jì)算機(jī)研發(fā)極富想象力的第五代計(jì)算機(jī)研發(fā)第五代計(jì)算機(jī)又稱第五代計(jì)算機(jī)又稱“新一代計(jì)算機(jī)新一代計(jì)算機(jī)”，19811981年年1010月，日本月，日本首先向世界宣告開始研制第五代計(jì)算機(jī)，并于首先向世界宣告開始研制第五代計(jì)算機(jī)，并于19821982年年4 4月制訂月制訂了了“第五代計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)計(jì)劃第五代計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)計(jì)劃”，總投資為，總投資為1 1千億日元。從千億日元。從此引發(fā)了美國、歐洲

17、等發(fā)達(dá)國家在新一代計(jì)算機(jī)研制領(lǐng)域的此引發(fā)了美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家在新一代計(jì)算機(jī)研制領(lǐng)域的激烈競爭。激烈競爭。 對第五代計(jì)算機(jī)目前還正在研究當(dāng)中，沒有形成對第五代計(jì)算機(jī)目前還正在研究當(dāng)中，沒有形成一致的結(jié)論一致的結(jié)論。但科學(xué)家關(guān)于新一代計(jì)算機(jī)的設(shè)想有一些。但科學(xué)家關(guān)于新一代計(jì)算機(jī)的設(shè)想有一些共同共同點(diǎn)點(diǎn)：計(jì)算機(jī)將采用超大規(guī)模集成電路或研制其他更先進(jìn)的元：計(jì)算機(jī)將采用超大規(guī)模集成電路或研制其他更先進(jìn)的元件，而且不限于電子原件，如采用蛋白分子制作的元件；件，而且不限于電子原件，如采用蛋白分子制作的元件；20江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)不但能進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，而且還能將聲音、圖

18、形、計(jì)算機(jī)不但能進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，而且還能將聲音、圖形、圖像等多媒體信息、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)集成為一個(gè)整圖像等多媒體信息、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)集成為一個(gè)整體，使計(jì)算機(jī)具有像人一樣的能聽、能看、能說、體，使計(jì)算機(jī)具有像人一樣的能聽、能看、能說、“能想能想”、“能寫能寫”等功能，制造出具有某些等功能，制造出具有某些“智力智力”甚至甚至“情感情感”的計(jì)算的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品?？茖W(xué)家已經(jīng)想象出來一可能的計(jì)算機(jī)，例如：可機(jī)產(chǎn)品?？茖W(xué)家已經(jīng)想象出來一可能的計(jì)算機(jī)，例如：可以模擬人的大腦思維的以模擬人的大腦思維的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)”；運(yùn)用生物工程；運(yùn)用生物工程技術(shù)、采用用蛋白分子作芯片的技術(shù)、采用用蛋白分

19、子作芯片的“生物計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)”；用光作為；用光作為信息載體、通過對光的處理來完成信息處理的信息載體、通過對光的處理來完成信息處理的“光計(jì)算機(jī)光計(jì)算機(jī)”等。等。 21江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史中國計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史中國計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史19581958年年，中科院計(jì)算所研制成功我國第一臺(tái)小型電子管通用，中科院計(jì)算所研制成功我國第一臺(tái)小型電子管通用計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)103103機(jī)機(jī)( (八一型八一型),),標(biāo)志著我國第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生；標(biāo)志著我國第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生；19651965年年，中科院計(jì)算所研制成功第一臺(tái)大型晶體管計(jì)算機(jī)，中科院計(jì)算所研制成功第一臺(tái)大型晶體管計(jì)算機(jī)1

20、09109乙，之后推出乙，之后推出109109丙機(jī)，該機(jī)為兩彈試驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用；丙機(jī)，該機(jī)為兩彈試驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用；19741974年年，清華大學(xué)等單位聯(lián)合設(shè)計(jì)、研制成功采用集成電路，清華大學(xué)等單位聯(lián)合設(shè)計(jì)、研制成功采用集成電路的的DJS-130DJS-130小型計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度達(dá)每秒小型計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度達(dá)每秒100100萬次；萬次； 19831983年年，國防科技大學(xué)研制成功運(yùn)算速度每秒上億次的，國防科技大學(xué)研制成功運(yùn)算速度每秒上億次的銀河銀河- -I I巨型機(jī)巨型機(jī)，這是我國高速計(jì)算機(jī)研制的一個(gè)重要里程碑；，這是我國高速計(jì)算機(jī)研制的一個(gè)重要里程碑；22江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院中國計(jì)算機(jī)發(fā)

21、展史中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史19851985年年，電子工業(yè)部計(jì)算機(jī)管理局研制成功與，電子工業(yè)部計(jì)算機(jī)管理局研制成功與IBM PCIBM PC機(jī)兼容機(jī)兼容的長城的長城0520CH0520CH微機(jī)；微機(jī)；19921992年年，國防科技大學(xué)研究出銀河，國防科技大學(xué)研究出銀河-II-II通用并行巨型機(jī)，峰值通用并行巨型機(jī)，峰值速度達(dá)每秒速度達(dá)每秒4 4億次浮點(diǎn)運(yùn)算億次浮點(diǎn)運(yùn)算( (相當(dāng)于每秒相當(dāng)于每秒1010億次基本運(yùn)算操作億次基本運(yùn)算操作) )，為共享主存儲(chǔ)器的四處理機(jī)向量機(jī)，其向量中央處理機(jī)是采為共享主存儲(chǔ)器的四處理機(jī)向量機(jī)，其向量中央處理機(jī)是采用中小規(guī)模集成電路自行設(shè)計(jì)的，總體上達(dá)到用中小規(guī)模集成電路自

22、行設(shè)計(jì)的，總體上達(dá)到8080年代中后期年代中后期國際先進(jìn)水平。它主要用于中期天氣預(yù)報(bào)；國際先進(jìn)水平。它主要用于中期天氣預(yù)報(bào)；23江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院19931993年年，國家智能計(jì)算機(jī)研究開發(fā)中心（后成立北京市曙，國家智能計(jì)算機(jī)研究開發(fā)中心（后成立北京市曙光計(jì)算機(jī)公司）研制成功曙光一號全對稱共享存儲(chǔ)多處光計(jì)算機(jī)公司）研制成功曙光一號全對稱共享存儲(chǔ)多處理機(jī)，這是國內(nèi)首次以基于超大規(guī)模集成電路的通用微理機(jī)，這是國內(nèi)首次以基于超大規(guī)模集成電路的通用微處理器芯片和標(biāo)準(zhǔn)處理器芯片和標(biāo)準(zhǔn)UNIXUNIX操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的并行計(jì)算機(jī)；操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的并行計(jì)算機(jī)；中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史江西財(cái)經(jīng)大學(xué)

23、信息學(xué)院中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史19951995年年，曙光公司又推出了國內(nèi)第一臺(tái)具有大規(guī)模并行處理，曙光公司又推出了國內(nèi)第一臺(tái)具有大規(guī)模并行處理機(jī)機(jī)(MPP)(MPP)結(jié)構(gòu)的并行機(jī)曙光結(jié)構(gòu)的并行機(jī)曙光1000(1000(含含3636個(gè)處理機(jī)個(gè)處理機(jī)) )，峰值速度每，峰值速度每秒秒2525億次浮點(diǎn)運(yùn)算，實(shí)際運(yùn)算速度上了每秒億次浮點(diǎn)運(yùn)算，實(shí)際運(yùn)算速度上了每秒1010億次浮點(diǎn)運(yùn)算億次浮點(diǎn)運(yùn)算這一高性能臺(tái)階。曙光這一高性能臺(tái)階。曙光10001000與美國與美國IntelIntel公司公司19901990年推出的大年推出的大規(guī)模并行機(jī)體系結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)相近，與國外的差距縮小到規(guī)模并行機(jī)體系結(jié)構(gòu)

24、與實(shí)現(xiàn)技術(shù)相近，與國外的差距縮小到5 5年左右。年左右。19971997年年，國防科大研制成功銀河，國防科大研制成功銀河-III-III百億次并行巨型計(jì)算機(jī)百億次并行巨型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，采用可擴(kuò)展分布共享存儲(chǔ)并行處理體系結(jié)構(gòu)，由系統(tǒng)，采用可擴(kuò)展分布共享存儲(chǔ)并行處理體系結(jié)構(gòu)，由130130多多個(gè)處理結(jié)點(diǎn)組成，峰值性能為每秒個(gè)處理結(jié)點(diǎn)組成，峰值性能為每秒130130億次浮點(diǎn)運(yùn)算，系統(tǒng)綜億次浮點(diǎn)運(yùn)算，系統(tǒng)綜合技術(shù)達(dá)到合技術(shù)達(dá)到9090年代中期國際先進(jìn)水平。年代中期國際先進(jìn)水平。25江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史19971997至至19991999年年，曙光公司先后在市場上推出具有機(jī)

25、群結(jié)構(gòu)，曙光公司先后在市場上推出具有機(jī)群結(jié)構(gòu)(Cluster)(Cluster)的曙光的曙光1000A1000A，曙光，曙光2000-I2000-I，曙光，曙光2000-II2000-II超級服務(wù)超級服務(wù)器，峰值計(jì)算速度已突破每秒器，峰值計(jì)算速度已突破每秒10001000億次浮點(diǎn)運(yùn)算，機(jī)器規(guī)模億次浮點(diǎn)運(yùn)算，機(jī)器規(guī)模已超過已超過160160個(gè)處理機(jī)，個(gè)處理機(jī)，19991999年年，國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究，國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制的神威中心研制的神威I I計(jì)算機(jī)通過了國家級驗(yàn)收，并在國家氣象中計(jì)算機(jī)通過了國家級驗(yàn)收，并在國家氣象中心投入運(yùn)行。系統(tǒng)有心投入運(yùn)行。系統(tǒng)有384384個(gè)運(yùn)算

26、處理單元，峰值運(yùn)算速度達(dá)每個(gè)運(yùn)算處理單元，峰值運(yùn)算速度達(dá)每秒秒38403840億次億次 。20002000年年，曙光公司推出每秒，曙光公司推出每秒30003000億次浮點(diǎn)運(yùn)算的曙光億次浮點(diǎn)運(yùn)算的曙光30003000超超級服務(wù)器。級服務(wù)器。20012001年年，中科院計(jì)算所研制成功我國第一款通用，中科院計(jì)算所研制成功我國第一款通用CPU“CPU“龍龍芯芯”芯片。芯片。26江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史20022002年年，曙光公司推出完全自主知識產(chǎn)權(quán)的，曙光公司推出完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“龍騰龍騰”服務(wù)器，服務(wù)器，龍騰服務(wù)器采用了龍騰服務(wù)器采用了“龍芯龍芯-1”CPU-1”CP

27、U，采用了曙光公司和中科院，采用了曙光公司和中科院計(jì)算所聯(lián)合研發(fā)的服務(wù)器專用主板，采用曙光計(jì)算所聯(lián)合研發(fā)的服務(wù)器專用主板，采用曙光LINUXLINUX操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)，該服務(wù)器是國內(nèi)第一臺(tái)完全實(shí)現(xiàn)自有產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，在國防、該服務(wù)器是國內(nèi)第一臺(tái)完全實(shí)現(xiàn)自有產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，在國防、安全等部門將發(fā)揮重大作用。安全等部門將發(fā)揮重大作用。 20032003年年，萬億次數(shù)據(jù)處理超級服務(wù)器曙光，萬億次數(shù)據(jù)處理超級服務(wù)器曙光4000L4000L通過國家驗(yàn)通過國家驗(yàn)收，再一次刷新國產(chǎn)超級服務(wù)器的歷史紀(jì)錄，峰值浮點(diǎn)計(jì)算收，再一次刷新國產(chǎn)超級服務(wù)器的歷史紀(jì)錄，峰值浮點(diǎn)計(jì)算速度達(dá)到每秒速度達(dá)到每秒3 3萬億次。萬億次。

28、20042004年年 美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室公布了最新的全美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室公布了最新的全球計(jì)算機(jī)球計(jì)算機(jī)500500強(qiáng)名單，曙光計(jì)算機(jī)公司研制的強(qiáng)名單，曙光計(jì)算機(jī)公司研制的“曙光曙光4000A”4000A”運(yùn)運(yùn)算速度達(dá)算速度達(dá)8.0618.061萬億次萬億次LinpackLinpack計(jì)算值位列全球第十。計(jì)算值位列全球第十。27江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史中國計(jì)算機(jī)發(fā)展史20082008年年, ,曙光曙光5000A5000A的第一套超大型系統(tǒng)將于的第一套超大型系統(tǒng)將于0808年年1111月份落戶月份落戶“上海超級計(jì)算中心上海超級計(jì)算中心”，該系統(tǒng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)機(jī)采

29、用四路四核，該系統(tǒng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)機(jī)采用四路四核AMD AMD Barcelona (Barcelona (主頻主頻2.0GHz)2.0GHz)處理器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)處理器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)64GB64GB內(nèi)存，胖節(jié)內(nèi)存，胖節(jié)點(diǎn)機(jī)采用八路四核點(diǎn)機(jī)采用八路四核AMD Barcelona(AMD Barcelona(主頻主頻 2.0GHz)2.0GHz)處理器，每處理器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)128GB128GB內(nèi)存，整個(gè)系統(tǒng)由內(nèi)存，整個(gè)系統(tǒng)由16501650個(gè)節(jié)點(diǎn)組成龐大機(jī)群，共個(gè)節(jié)點(diǎn)組成龐大機(jī)群，共有有60006000顆顆CPUCPU與與100T100T海量內(nèi)存，其理論浮點(diǎn)峰值為海量內(nèi)存，其理論浮點(diǎn)峰值為每秒每秒2302

30、30萬萬億次億次，采用，采用20GB20GB，延遲小于，延遲小于1.3us1.3us的的InfinibandInfiniband高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)，采用了互聯(lián)，采用了WCCS + SuSe Linux WCCS + SuSe Linux 雙操作系統(tǒng)。雙操作系統(tǒng)。 28江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類與應(yīng)用4 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類 分類標(biāo)準(zhǔn)：價(jià)格運(yùn)算速度、字長、主存容量、軟件配置 。 (1)、巨型計(jì)算機(jī)、巨型計(jì)算機(jī) 也稱為超級計(jì)算機(jī)，其占地最大，價(jià)格最貴，功能最強(qiáng)，其運(yùn)算速度最也稱為超級計(jì)算機(jī)，其占地最大，價(jià)格最貴，功能最強(qiáng)，其運(yùn)算速度最 快，每

31、秒萬億次。目前多用于軍事、氣象預(yù)報(bào)、科學(xué)研究等領(lǐng)域?？?，每秒萬億次。目前多用于軍事、氣象預(yù)報(bào)、科學(xué)研究等領(lǐng)域。銀河巨型計(jì)算機(jī)江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院超級計(jì)算機(jī)超級計(jì)算機(jī)n 超級計(jì)算機(jī)通常是指超級計(jì)算機(jī)通常是指由數(shù)百數(shù)千甚至更多的處理器由數(shù)百數(shù)千甚至更多的處理器（機(jī)）組成的、能計(jì)算普通（機(jī)）組成的、能計(jì)算普通PCPC機(jī)和服務(wù)器不能完成的機(jī)和服務(wù)器不能完成的大型復(fù)雜課題的計(jì)算機(jī)。大型復(fù)雜課題的計(jì)算機(jī)。 為了更好地理解超級計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，我們把為了更好地理解超級計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，我們把普通計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比做成人的走路速度，那么超級普通計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比做成人的走路速度，那么超級計(jì)算機(jī)就達(dá)到了計(jì)算機(jī)就

32、達(dá)到了火箭火箭的速度。在這樣的運(yùn)算速度前提下，的速度。在這樣的運(yùn)算速度前提下，人們可以通過數(shù)值模擬來預(yù)測和解釋以前無法實(shí)驗(yàn)的自人們可以通過數(shù)值模擬來預(yù)測和解釋以前無法實(shí)驗(yàn)的自然現(xiàn)象。然現(xiàn)象。30江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院超級計(jì)算機(jī)超級計(jì)算機(jī)n 生產(chǎn)巨型機(jī)的公司主要有美國的生產(chǎn)巨型機(jī)的公司主要有美國的Cray、TMC，日本的富士通、，日本的富士通、日立等。我國研制的日立等。我國研制的“曙光曙光”、“銀河銀河”也屬于巨型機(jī)，也屬于巨型機(jī)，“曙光曙光5000”為超百萬億次機(jī)為超百萬億次機(jī)。31江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類與應(yīng)用4 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類 (2)、大

33、型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī) 微型機(jī)出現(xiàn)之前最主要的計(jì)算機(jī)模式，即把大型主機(jī)放在計(jì)算中心的玻璃機(jī)房中，用微型機(jī)出現(xiàn)之前最主要的計(jì)算機(jī)模式，即把大型主機(jī)放在計(jì)算中心的玻璃機(jī)房中，用戶要上機(jī)就必須去計(jì)算中心的終端上工作。它的特點(diǎn)是大型、通用，具有較快的處理速度戶要上機(jī)就必須去計(jì)算中心的終端上工作。它的特點(diǎn)是大型、通用，具有較快的處理速度和較強(qiáng)的處理能力。和較強(qiáng)的處理能力。 IBM大型計(jì)算機(jī)江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類與應(yīng)用4 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類 (3)、小型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī) 在集成電路推動(dòng)下，開發(fā)出了一系列規(guī)模小、結(jié)構(gòu)簡單、便于操作和維護(hù)的小型機(jī)。在集成電路

34、推動(dòng)下，開發(fā)出了一系列規(guī)模小、結(jié)構(gòu)簡單、便于操作和維護(hù)的小型機(jī)。該類機(jī)型比大型機(jī)有更大的吸引力，更容易推廣和普及。小型機(jī)應(yīng)用范圍很廣，如工業(yè)自該類機(jī)型比大型機(jī)有更大的吸引力，更容易推廣和普及。小型機(jī)應(yīng)用范圍很廣，如工業(yè)自動(dòng)控制、大型分析儀器、測量儀器、醫(yī)療設(shè)備中的數(shù)據(jù)采集、分析計(jì)算等。動(dòng)控制、大型分析儀器、測量儀器、醫(yī)療設(shè)備中的數(shù)據(jù)采集、分析計(jì)算等。 小型機(jī)江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類與應(yīng)用4 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類 (4)、工作站、工作站一種介于微型機(jī)和小型機(jī)之間的高檔微機(jī)系統(tǒng)。一種介于微型機(jī)和小型機(jī)之間的高檔微機(jī)系統(tǒng)。工作站與高檔微機(jī)之間的界限并不

35、十分明確，而且高性能的工作站能與小型機(jī)媲美。工作站明顯的特征：使用大屏幕、高分辨率的顯示器，有大容量的內(nèi)外存儲(chǔ)器，而且大都具有網(wǎng)絡(luò)功能。它們的用途也比較特殊，如用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、圖像處理、軟件工程以及大型控制中心。 小型機(jī)江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類與應(yīng)用4 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類 (5)、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī) 又稱又稱“個(gè)人計(jì)算機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)”（PC），俗稱），俗稱“電腦電腦”。價(jià)格便宜，功能齊全，廣泛應(yīng)用于。價(jià)格便宜，功能齊全，廣泛應(yīng)用于 家庭、學(xué)校、辦公等。家庭、學(xué)校、辦公等。 主要類型有臺(tái)式的、筆記本式等。目前市場上主要流主要類型有臺(tái)式的、筆

36、記本式等。目前市場上主要流 流行的是流行的是“雙核雙核”CPU 的計(jì)算機(jī)。的計(jì)算機(jī)。 微型機(jī)江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類與應(yīng)用4 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類 (6)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī) Network Computer（簡稱（簡稱NC）是在）是在Internet充分普及的情況下提出的一種全新概念充分普及的情況下提出的一種全新概念的計(jì)算機(jī)。它屬于瘦客戶機(jī)服務(wù)器（的計(jì)算機(jī)。它屬于瘦客戶機(jī)服務(wù)器（Thin-Client/Server）體系中的客戶機(jī)設(shè)備，各個(gè)）體系中的客戶機(jī)設(shè)備，各個(gè)客戶機(jī)可以訪問、使用服務(wù)器上的所有的軟、硬件和數(shù)據(jù)資源。眾多的客戶端可以同時(shí)登

37、客戶機(jī)可以訪問、使用服務(wù)器上的所有的軟、硬件和數(shù)據(jù)資源。眾多的客戶端可以同時(shí)登錄到服務(wù)器上，仿佛同時(shí)在服務(wù)器上工作一樣。錄到服務(wù)器上，仿佛同時(shí)在服務(wù)器上工作一樣。 微型機(jī)江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡況微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡況第一階段（第一階段（1971197119731973年）年）是是 4 4 位和位和 8 8 位低檔位低檔微處理微處理器時(shí)代。通常稱為第一代，其典型產(chǎn)品是器時(shí)代。通常稱為第一代，其典型產(chǎn)品是 Intel4004 Intel4004 和和Intel8008 Intel8008 微處理器。采用機(jī)器語言或簡單的匯編語言，微處理器。采用機(jī)器語言或簡單的匯編語言，主要用于家電和簡

38、單的控制場合。主要用于家電和簡單的控制場合。37江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡況微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡況第二階段（第二階段（1974197419771977年）年）：8 8 位微處理器位微處理器時(shí)代。其典時(shí)代。其典型產(chǎn)品是型產(chǎn)品是 Intel8080 /8085 Intel8080 /8085 、MotorolaMotorola公司的公司的 MC6800 MC6800 、Zilog Zilog 公司的公司的 Z80 Z80 等，以及各種等，以及各種 8 8 位單片機(jī)，如位單片機(jī)，如Intel Intel 公公司的司的 8048 8048 、MotorolaMotorola公司的公司的 MC

39、6801 MC6801 、Zilog Zilog 公司的公司的 Z8Z8等。它們的特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)指令長為等。它們的特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)指令長為8 8位。集成度較高，采用位。集成度較高，采用匯編語言和高級編程語言，并出現(xiàn)了操作系統(tǒng)。匯編語言和高級編程語言，并出現(xiàn)了操作系統(tǒng)。38江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡況微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡況第三階段（第三階段（1978197819841984年）年）是是 16 16 微處理器微處理器時(shí)代。其典時(shí)代。其典型產(chǎn)品是型產(chǎn)品是 Intel Intel 公司的公司的 8086/8088 8086/8088 、8028680286，MotorolaMotorola公公司的

40、司的 M68000 M68000 ， ZilogZilog公司的公司的Z8000 Z8000 等微處理器。其特點(diǎn)等微處理器。其特點(diǎn)是是芯片的集成度達(dá)芯片的集成度達(dá)29000個(gè)晶體管片，時(shí)鐘頻率為個(gè)晶體管片，時(shí)鐘頻率為510MHz。它們的運(yùn)算速度比。它們的運(yùn)算速度比8位微處理器快位微處理器快28倍。最具代表倍。最具代表性的是性的是IBM公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的IBM PC、PC/XT和和PC/AT微機(jī)，它們的性微機(jī)，它們的性能趕上和超過了能趕上和超過了20世紀(jì)世紀(jì)70年代的小型機(jī)。年代的小型機(jī)。39計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識江西財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡況微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡況第四階段（第四階段（1985198519921992年）年）是是高檔微處理器時(shí)代，其代表高檔微處理器時(shí)代，其代表產(chǎn)品是產(chǎn)品是Intel 80386、Intel 80486、M68020等等32位微處理器。芯位微處理器。芯片集成度達(dá)片集成度達(dá)45萬個(gè)晶體管片，時(shí)鐘頻率達(dá)萬個(gè)晶體管片，時(shí)鐘頻率達(dá)45MHz，速度之快、，速度之快