第1课 计算机的过去与未来——计算机的发展历程 教学设计

第一课 计算机的过去与未来 ———计算机的发展历程 学习目标： 了解计算机的发展历史 了解历代计算机采用的主要部件 了解计算机未来发展的方向 计算机的发明是20世纪人类最伟大的科学技术成就之一。随着科技的不断创新，计算机技术得以不断发展和应用。了解计算机的发展史，有助于我们更好的学习计算机技术。 1．信息技术 信息技术（Information Technology ，简称IT）是指用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。计算机技术及网络技术则是现代信息科学技术的基础，是现代信息社会的主要技术之一。计算机技术在人类社会各个领域中的广泛应用，已使人类对数字、文字、声音、图形图像、动画视频、语言语音等各种信息的处理技术进入了崭新的“数字化”时代，它正在改变并将继续改变人类的学习、工作和生活方式。 2．计算机发展史 从古至今，人类运用智慧不断地发明了各种计算器械来减轻自身的劳动强度。总体看来，计算工具的发展可以分为三个阶段：手工计算→机械计算→电子计算。 41148002400935图1-2 帕斯卡机械加法机 00图1-2 帕斯卡机械加法机 0379095图1-1 算 盘 00图1-1 算 盘 古代人类用堆石头、打结、刻记号等方法用于计数，对于较小的数目还可以承受，但随着他们对环境的认识越来越深入，这些方式已经不能适应实际需要了,许多用于计算的工具和方法便应运而生。 算盘，是我国劳动人民在生产实践中创造出的一种简单、实用的计算工具（图1-1），有着悠久的历史，它不但可以完成加、减、乘、除运算，甚至还可以进行乘方、开方计算。在计算机已被普遍应用的今天，古老的算盘不仅没有被废弃，在某些领域由于它的简单、灵便等优点，还被广泛地应用着。 在国外，人们对计算方法的研究也有很长的历史。特别在工业革命时期，机械作业大量代替人工劳动，对计算工具的研究开始用机械来实现。法国人帕斯卡在19岁时，花了3年时间设计出了机械式加法机，成为世界上第一台机械式数字计算机（图1-2）。帕斯卡的机械加法机的研究成功给人们的启示是：用一种纯粹机械的装置去代替人们的思考和记忆，是完全可以做到的。在以后很多年里，各种机械计算机被研究出来，功能也越来越强，比较著名的有:1672年的德国1600200126365图1-3 莱布尼兹的乘法机 图1-4 查尔斯·巴贝奇的差分机、分析机 00图1-3 莱布尼兹的乘法机 图1-4 查尔斯·巴贝奇的差分机、分析机 莱布尼兹的机器乘法计算机模型（图1-3）；1822年至1834年的英国查尔斯·巴贝奇的机械差分机和分析机（图1-4），同现代计算机一样可以编程，这为现代计算机设计思想的发展奠定了基础。 随着电子技术的逐步成熟，人们开始尝试用电子技术来实现数字计算。1946年，在美国诞生了世界上第一台电子数字计算机（ENIAC），虽然这台计算机在功能、运算速度等方面与目前我们所使用的任何一台计算机都是无法相比，但它的问世却是人类科学史上的一个伟大的创举，具有划时代的意义，它标志着数字时代的到来。 1143002906395电子管 晶体管 集成电路 大规模集成电路 00电子管 晶体管 集成电路 大规模集成电路 24803105203825图1-7 各种电子器件 00图1-7 各种电子器件 3314700126365图1-6 第一台电子计算机（ENIAC） 00图1-6 第一台电子计算机（ENIAC） 第一台电子计算机的核心部件采用了一种称为“电子管”的电子器件，这种器件体积相对比较大，它的总耗电量达到140千瓦，但运算速度只有每秒5000次加法或者400次乘法。在以后的几年里，随着半导体技术的逐步成熟，用晶体管代替电子管作为计算机的主要器件，这时的计算机称为“晶体管计算机”。采用晶体管的计算机耗电低、体积小、寿命长、运算速度快，使计算机的性能有了很大的提高。半导体技术发展到上世纪六十年代，人们能在一片小小的硅片上集成相 ... ...