计算机发展史简介论文

计算机发展史不仅包含计算机技术革新的历史，也有产业发展中企业营销管理的历史，还有技术进步对社会发展推动的历史。下面是我给大家推荐的，希望大家喜欢! 篇一 《关于开设计算机发展史选修课的思考》 摘要：为使学生对计算机科学技术与产业发展历程有整体的认知，形成科学的思想方法和研究方法，并进一步培养学生不断创新的科学精神、严谨的科学态度以及产业发展的大局观念，文章归纳计算机发展史在学生培养中的多方面作用，阐述在计算机专业本科教育中开设计算机发展史选修课的必要性，并就开设计算机发展史选修课的内容、形式和方法提出初步建议。 关键词：计算机发展史;计算机教学;选修课;创新教育;素质教育 1、我国计算机人才培养现状 经过50年的发展，特别是近10年，我国的计算机教育事业已经取得了巨大进步。计算机专业的本科生招生已经达到10多万人，占工科本科生总人数的。计算机专业的快速发展，为我国资讯科技和资讯产业的发展创造了重要条件。随着计算机技术的日新月异和经济全球化的进一步加深，我国的计算机产业和计算机教育面临着新的机遇和挑战。一方面，大批高校计算机专业培养模式严重“同质化”，出现了大量计算机类毕业生就业困难的现象;另一方面，计算机产业发展急需的各类高阶创新人才却又极端缺乏。 与计算机产业发达国家相比，我国的计算机产业规模大但是创新性不强，大量的企业正处于吸收和利用先进国家的技术和模式的阶段。在过去的20年，由于发达国家的计算机企业对中国的市场环境还不够熟悉，本地化工作做得不好，我国有一批优秀的计算机企业如联想、腾讯、淘宝等脱颖而出。但是随着我国产业环境不断地融入国际经济体系中，这样的本土化优势愈来愈不明显，把国外的优秀技术和管理模式直接拿来应用的方法越来越行不通。各类媒体和行业人士都不断地追问为何中国不能诞生谷歌、苹果这样极富创新性的企业，为何不能原创性地发明谷歌地图、iPhone手机这样极具标志意义的创新性产品，为何中国不能诞生出行业的创新性领军人才，为何美国总是能够主导计算机产业的升级换代?为了在未来的全球化产业格局中占领一席之地，我国的计算机产业急需形成一批能开发原创性产品的计算机类企业。这就需要计算机教育能够培养出优秀的、具有创新精神的毕业生，使他们能够成为产业的旗手，创新团队的领导者。 面对计算机本科教育的“结构性失衡”问题，国内不少教育工作者提出了大量的意见和建议。例如，效法欧美的先进经验，增强学科的宽度，加强人文社会科学课程体系化建设，突出实践课程的重要性，开设灵活的跨学科必修课以满足多样性需求等。文章主要讨论在计算机相关类本科专业中开设计算机发展史的相关课程的必要性，以培养学生的创新精神和产业发展的巨集观意识，为计算机产业创新领导人才的培养奠定一些知识和观念基础。 2、计算机发展史对学生培养的作用 培养学生的创新精神 科技史教育的核心内容是了解科技发展的历程与科技发展的内在规律，认识科技与社会、经济与文化发展的相互关系，揭示其中所蕴含的科学精神、科学思想和科学方法。因此，科技史实际上是思想史。在计算机专业本科生中开设计算机发展史课程，形式上是将人类关于计算机历次发展所遇到的经验教训传授给学生，实质上是将计算机发展的创新思想潜移默化给学生。计算机产业的发展可谓“各领 *** 三五年”，面对产业变化，唯有创新，唯有不断寻找人的需求和计算机技术的新结合点，才能在急剧的产业变化中发展起来。 开拓学生的巨集观视野 在计算机发展的短短60余年中，各类新技术层出不穷，产业发展日新月异，各类计算机和资讯科技公司的兴衰成败此起彼伏。计算机发展史融合了国际各类新技术发展的趋势和动态，计算机与人类社会的紧密结合，计算机技术与各类学科的交叉融合等各方面的知识和经验教训。计算机发展史不仅包含计算机技术革新的历史，也有产业发展中企业营销管理的历史，还有技术进步对社会发展推动的历史。因此，计算机发展史的学习，能够使学生在单纯的计算机专业课学习中放眼整个计算机产业和人类社会的发展，从而培养学生长远而开阔的巨集观视野。也就是说，这会使学生懂得所学知识在产业和社会发展中的地位和作用，从而跳出理论和技术的小范畴，从大的巨集观背景中理解计算机技术和产业。 提高学生的综合素质 计算机出现的时间虽然不长，但产业发展却极为迅速，经历了多次更新换代，相应的资讯产业也出现了多次兴衰转变。计算机发展史所包含的内容并不单薄，反而十分丰富。随着计算机及相关技术逐步深入社会生活，计算机几乎已和人类社会的所有学科发生了密切的联络。作为科技史的重要组成部分，计算机发展史无疑能够对学生的素质培养起到积极的作用。 激发学生的学习兴趣 计算机发展史的故事性、趣味性很强，学生听起来会津津有味。而计算机发展史中所涉及的各类计算机发展的案例和知识，又能使学生产生很强的代入感，从而激发学生努力学习计算机专业知识的兴趣。 3、计算机发展史选修课的内容、形式和方法 内容安排 计算机发展史课程的内容安排应该贯彻人物、技术、企业、产业4条主线。由于计算机技术及产业发展的速度非常快，课程内容也要不断更新，大约需要每3年更新一次，特别是最近10年的技术和产业方面的内容要占到1/4～1/3的篇幅。需要指出的是，内容选取要突出产业和技术史，简略科学史。题材可以多样化，甚至诸如企业的管理形式、技术的演进过程、天才人物的杰出成就等都可以选取为课程内容。 这是由于，计算机专业作为一门工科专业，要更多地突出其工科技术背景，从而使学生具有浓厚的工科技术思维，毕业就能从事产业环境下的创造性工作。 人物主线主要讲对计算机技术和产业发展做出重大贡献的标志性人物，选取大约10～20名学术界和产业界的人物。学术界的人物要选取在思想上做出过重大创新的人，同时该人物的生平要具有一些传奇色彩或引人思考的经历故事，例如冯·诺依曼和高纳德。产业界的人物要选取对电脑科学与技术的发展产生过重大影响的人，包括在企业界的重要领袖人物，例如乔布斯和马云。这样安排内容，学生的代人感就会很强，从而激励学生奋发努力成为学术界或产业界的领袖人物。 技术主线主要讲计算机和资讯科技的重大技术革新，也包括计算机技术在其他应用领域中的技术革新，例如滑鼠、计算机网路、计算机图形、物联网等。在介绍这部分内容时，应突出每次技术诞生的背景、作用和思想，使学生能够懂得技术创新离不开思想的创新，技术创新要以推动社会发展为目的。 企业主线主要讲那些适应了技术变革和社会发展需要或采用了先进管理方法，从而成长为大企业的案例，可以选取10个左右的知名企业或科研单位。案例中要突出创新成就伟业的观念，要对企业的成功和失败的原因加以分析。例如IBM、苹果***可以和乔布斯合并来讲***、谷歌等。以IBM为例，不仅要讲其如何不断地突破计算限制，突出其技术不断突破的创新动力，从而为产业和社会带来的变革，其发展史几乎就是半个计算机产业史，还要讲它在市场开拓方面的失误，失去了市场机会，重点分析其为什么能够成功，为什么会失败，使学生明白创新的重要性，特别要明白创新的目的是要能够适应人类社会的需求和产业发展的条件。再例如讲苹果公司时，可以讲其紧紧抓住了社会对个人电脑的巨大需求的历史性机遇，并不断创新出适应人们喜好的各种杰出产品，最终成为一个伟大的公司。此外，还要讲苹果因为管理不善和战略误判导致了一段时间的发展低谷，由于后来乔布斯的重新回归，以娱乐元素和技术创新相结合，重新获得了iPhone、iPad等产品的巨大成功。在讲授苹果案例的过程中，要激发学生思考，并突出讲授技术革新和人类社会需求相结合的创新，是企业不断进步的源动力之一。 产业主线主要介绍计算机和资讯科技产业的重大变革，例如，个人电脑、网际网路、无线网、电子商务、物联网、云端计算等。重点是通过对产业变革所带来的社会影响进行分析，启发学生理解技术和产业变革的关系，以及产业变革和社会需求的关系。 人物、技术、企业、产业这4条主线是相辅相成的，并不是割裂的。领袖人物往往是技术创新的带动或推广人物，企业的成长也依赖于领袖人物的带领来实施对技术的创新。而这些创新，无不是在产业创新的大背景下完成的。最终的目标都是顺应了社会发展的潮流，满足了人与社会的需求。因此不能完全分开来讲，而是要在内容上相互呼应甚至共用一个案例。最终使学生能够理解整个计算机发展史对创新的各方面要求，为将来成长为创新性人才做好思想准备。 形式安排 计算机发展史选修课不同于专业课程，不是教会学生如何掌握一门知识，也不同于目前计算机专业教学中一些课程的个别理论或技术的回顾，不是让学生仅对计算机发展中的个别问题有个简单的了解，而是让学生通过对计算机发展史中各种变革的思考，启发他们的创造性思维，开拓他们的视野。因此其教学形式要灵活多样化，一方面要尽可能的少占用专业课程宝贵的授课时间，另一方面要寓教于乐，富于启发性。笔者建议对计算机发展史选修课的形式安排如下： ①安排10～20课时，通过对人物、技术、企业、产业的讲解，重点阐述计算机产业发展史中的30～40个关键问题，启发学生思考。 ②在大四上学期开设。学生对计算机专业各方面知识基本掌握，此时开始计算机发展史课程正好开阔视野、启发思维、激发创新动力。随后在毕业设计中发挥积极性、主动性，寻找有价值的课题去练习。 ③可不开设固定的课程，在教师的引导下，让学生发挥主动性自发组织、自发蒐集题材交流讨论。 ④充分利用影片、图片、网路等电子资源来丰富案例，可放在网站上供学生自行浏览学习并交流讨论。 ⑤建议多个学校联合开设课程，共享资源库。 ⑥尽量利用课外活动进行，如辩论赛、讲座等。 教学方法 由于计算机发展史选修课的目的是为了启发学生思考、激发创造性思维，因此教学方法主要采用案例教学和问题驱动式的方法。我们可以借鉴MBA的课程形式，突出趣味性、辨析性、启发性。课堂内容要让学生独立分析历次案例的成功经验和失败教训，使学生对当前产业界的形势有个总体的把握，启发学生对当前产业界形势进行思考。 4、结语 文章所提到的计算机发展史，其实更应该是计算机创新史，旨在通过对计算机发展阶段的各类创新案例进行分析，开拓学生视野，启发学生进行创新性思考，激发学生的创新动力。但是对创新性人才的培养，仅仅靠计算机发展史还是不够的，需要结合其他课程和实践，综合性的培养才能使学生真正成为创新性人才。 点选下页还有更多>>>

计算机的发展历史

一、第一台计算机的诞生

第一台计算机(ENIAC)于1946年2月,在美国诞生。

ENIAC PC机

耗资 100万美圆 600美圆

重量 30吨 10kg

占地 150平方米 平方米

电子器件 万只电子管 100块集成电路

运算速度 5000次/秒 500万次/秒

二、计算机发展历史

1、第一代计算机(1946~1958)

电子管为基本电子器件;使用机器语言和汇编语言;主要应用于国防和科学计算;运算速度每秒几千次至几万次。

2、第二代计算机(1958~1964)

晶体管为主要器件;软件上出现了操作系统和算法语言;运算速度每秒几万次至几十万次。

3、第三代计算机(1964~1971)

普遍采用集成电路;体积缩小;运算速度每秒几十万次至几百万次。

4、第四代计算机(1971~ )

以大规模集成电路为主要器件;运算速度每秒几百万次至上亿次。

三、我国计算机发展历史

从1953年开始研究，到1958年研制出了我国第一台计算机

在1982年我国研制出了运算速度1亿次的银河I、II型等小型系列机。

计算机的历史

计算机是新技术革命的一支主力，也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。

现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息，处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法，都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则，它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。

信息处理的一般过程，是计算机使用者针对待解抉的问题,事先编制程序并存入计算机内，然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作，直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式，其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法。

计算机的历史

现代计算机的诞生和发展 现代计算机问世之前，计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。

早在17世纪，欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年，法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置，制成了最早的十进制加法器。1678年，德国数学家莱布尼兹制成的计算机，进一步解决了十进制数的乘、除运算。

英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想，每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程。1884年，巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型，但限于当时的技术条件而未能实现。

巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间，电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展，在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管;在系统技术方面，相继发明了无线电报、电视和雷达……。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。

与此同时，数学、物理也相应地蓬勃发展。到了20世纪30年代，物理学的各个领域经历着定量化的阶段，描述各种物理过程的数学方程，其中有的用经典的分析方法已根难解决。于是，数值分析受到了重视，研究出各种数值积分，数值微分，以及微分方程数值解法，把计算过程归结为巨量的基本运算，从而奠定了现代计算机的数值算法基础。

社会上对先进计算工具多方面迫切的需要，是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后，各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山，已经阻碍了学科的继续发展。特别是第二次世界大战爆发前后，军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间，德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作，几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。

德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3，已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。在美国，1940~1947年期间也相继制成了继电器计算机MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不过，继电器的开关速度大约为百分之一秒，使计算机的运算速度受到很大限制。

电子计算机的开拓过程，经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加式程序”到“存储程序”的演变。1938年，美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件。1943年，英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机，在第二次世界大战中得到了应用。

1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC)，最初也专门用于火炮弹道计算，后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机，运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机。但是，这种计算机的程序仍然是外加式的，存储容量也太小，尚未完全具备现代计算机的主要特征。

新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案-电子离散变量自动计算机(EDVAC)。随后于1946年6月，冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7~8月间，他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》，推动了存储程序式计算机的设计与制造。

1949年，英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC);美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。至此，电子计算机发展的萌芽时期遂告结束，开始了现代计算机的发展时期。

在创制数字计算机的同时，还研制了另一类重要的计算工具--模拟计算机。物理学家在总结自然规律时，常用数学方程描述某一过程;相反，解数学方程的过程，也有可能采用物理过程模拟方法，对数发明以后，1620年制成的计算尺，己把乘法、除法化为加法、减法进行计算。麦克斯韦巧妙地把积分(面积)的计算转变为长度的测量，于1855年制成了积分仪。

19世纪数学物理的另一项重大成就--傅里叶分析，对模拟机的发展起到了直接的推动作用。19世纪后期和20世纪前期，相继制成了多种计算傅里叶系数的分析机和解微分方程的微分分析机等。但是当试图推广微分分析机解偏微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时，人们逐渐认识到模拟机在通用性和精确度等方面的局限性，并将主要精力转向了数字计算机。

电子数字计算机问世以后，模拟计算机仍然继续有所发展，并且与数字计算机相结合而产生了混合式计算机。模拟机和混合机已发展成为现代计算机的特殊品种，即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具。

20世纪中期以来，计算机一直处于高速度发展时期，计算机由仅包含硬件发展到包含硬件、软件和固件三类子系统的计算机系统。计算机系统的性能-价格比，平均每10年提高两个数量级。计算机种类也一再分化，发展成微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机)，以及各种专用机(如各种控制计算机、模拟-数字混合计算机)等。

计算机器件从电子管到晶体管，再从分立元件到集成电路以至微处理器，促使计算机的发展出现了三次飞跃。

在电子管计算机时期(1946~1959)，计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时，主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型，通常按此对计算机进行分类。

到了晶体管计算机时期(1959~1964)，主存储器均采用磁心存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展，而且中、小型计算机，特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。

1964年，在集成电路计算机发展的同时，计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，并且开始普遍采用虚拟存储技术。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展，以及微程序技术的发展和应用，计算机系统中开始出现固件子系统。

20世纪70年代以后，计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平，微处理器和微型计算机应运而生，各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用，对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了。

微型计算机在社会上大量应用后，一座办公楼、一所学校、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机。实现它们互连的局部网随即兴起，进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。

在电子管计算机时期，一些计算机配置了汇编语言和子程序库，科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。在晶体管计算机阶段，事务处理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言，和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型，使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。

进入集成电路计算机发展时期以后，在计算机中形成了相当规模的软件子系统，高级语言种类进一步增加，操作系统日趋完善，具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强，明显地改变了计算机的使用属性，使用效率显著提高。

在现代计算机中，外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上，其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强，既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合，又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。

外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类。辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等;输入输出设备又分为输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中，对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备等。

新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理，而且能面向知识处理，具有形式化推理、联想、学习和解释的能力，将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。

计算技术在中国的发展 在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。远在商代，中国就创造了十进制记数方法，领先于世界千余年。到了周代，发明了当时最先进的计算工具--算筹。这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算每一个数学问题时，通常编出一套歌诀形式的算法，一边计算，一边不断地重新布棍。中国古代数学家祖冲之，就是用算筹计算出圆周率在和之间。这一结果比西方早一千年。

珠算盘是中国的又一独创，也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具，最初大约出现于汉朝，到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用，而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区，经受了历史的考验，至今仍在使用。

中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等，不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献，而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。例如，张衡制作的水运浑象仪，可以自动地与地球运转同步，后经唐、宋两代的改进，遂成为世界上最早的天文钟。

记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序控制的发展有过间接的影响。中国古代用阳、阴两爻构成八卦，也对计算技术的发展有过直接的影响。莱布尼兹写过研究八卦的论文，系统地提出了二进制算术运算法则。他认为，世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。

经过漫长的沉寂，新中国成立后，中国计算技术迈入了新的发展时期，先后建立了研究机构，在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业，并且着手创建中国计算机制造业。

1958年和1959年，中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期，中国研制成功一批晶体管计算机，并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件。60年代后期，中国开始研究集成电路计算机。70年代，中国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后，中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用;在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展;建立了计算机服务业，逐步健全了计算机产业结构。

在计算机科学与技术的研究方面，中国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面，中国在科学计算与工程设计领域取得了显著成就。在有关经营管理和过程控制等方面，计算机应用研究和实践也日益活跃。

计算机科学与技术

计算机科学与技术是一门实用性很强、发展极其迅速的面向广大社会的技术学科，它建立在数学、电子学 (特别是微电子学)、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上。但是，它并不是简单地应用某些学科的知识，而是经过高度综合形成一整套有关信息表示、变换、存储、处理、控制和利用的理论、方法和技术。

计算机科学是研究计算机及其周围各种现象与规模的科学，主要包括理论计算机科学、计算机系统结构、软件和人工智能等。计算机技术则泛指计算机领域中所应用的技术方法和技术手段，包括计算机的系统技术、软件技术、部件技术、器件技术和组装技术等。计算机科学与技术包括五个分支学科，即理论计算机科学、计算机系统结构、计算机组织与实现、计算机软件和计算机应用。

理论计算机学 是研究计算机基本理论的学科。在几千年的数学发展中，人们研究了各式各样的计算，创立了许多算法。但是，以计算或算法本身的性质为研究对象的数学理论，却是在20世纪30年代才发展起来的。

当时，由几位数理逻辑学者建立的算法理论，即可计算性理论或称递归函数论，对20世纪40年代现代计算机设计思想的形成产生过影响。此后，关于现实计算机及其程序的数学模型性质的研究，以及计算复杂性的研究等不断有所发展。

理论计算机科学包括自动机论、形式语言理论、程序理论、算法分析，以及计算复杂性理论等。自动机是现实自动计算机的数学模型，或者说是现实计算机程序的模型，自动机理论的任务就在于研究这种抽象机器的模型;程序设计语言是一种形式语言，形式语言理论根据语言表达能力的强弱分为O~3型语言，与图灵机等四类自动机逐一对应;程序理论是研究程序逻辑、程序复杂性、程序正确性证明、程序验证、程序综合、形式语言学，以及程序设计方法的理论基础;算法分析研究各种特定算法的性质。计算复杂性理论研究算法复杂性的一般性质。

计算机系统结构 程序设计者所见的计算机属性，着重于计算机的概念结构和功能特性，硬件、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。使用高级语言的程序设计者所见到的计算机属性，主要是软件子系统和固件子系统的属性，包括程序语言以及操作系统、数据库管理系统、网络软件等的用户界面。使用机器语言的程序设计者所见到的计算机属性，则是硬件子系统的概念结构(硬件子系统结构)及其功能特性，包括指令系统(机器语言)，以及寄存器定义、中断机构、输入输出方式、机器工作状态等。

硬件子系统的典型结构是冯·诺伊曼结构，它由运算器控制器、存储器和输入、输出设备组成，采用“指令驱动”方式。当初，它是为解非线性、微分方程而设计的，并未预见到高级语言、操作系统等的出现，以及适应其他应用环境的特殊要求。在相当长的一段时间内，软件子系统都是以这种冯·诺伊曼结构为基础而发展的。但是，其间不相适应的情况逐渐暴露出来，从而推动了计算机系统结构的变革。

计算机组织与实现 是研究组成计算机的功能、部件间的相互连接和相互作用，以及有关计算机实现的技术，均属于计算机组织与实现的任务。

在计算机系统结构确定分配给硬子系统的功能及其概念结构之后，计算机组织的任务就是研究各组成部分的内部构造和相互联系，以实现机器指令级的各种功能和特性。这种相互联系包括各功能部件的布置、相互连接和相互作用。

随着计算机功能的扩展和性能的提高，计算机包含的功能部件也日益增多，其间的互连结构日趋复杂。现代已有三类互连方式，分别以中央处理器、存储器或通信子系统为中心，与其他部件互连。以通信子系统为中心的组织方式，使计算机技术与通信技术紧密结合，形成了计算机网络、分布计算机系统等重要的计算机研究与应用领域。

计算机的发展历史内容 第一台

众所周知的第一台计算机是美国军方定制，专门为了计算弹道和射击特性表面而研制的，承担开发任务的"莫尔小组"由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成。1946年这台计算机主要元器件采用的是电子管。该机使用了1500

ENIAC

ENIAC

个继电器，18800个电子管，占地170m，重量重达30多吨，耗电150KW，造价48万美元。开机时让周围居民暂时停电。这台计算机每秒能完成5000次加法运算，400次乘法运算，比当时最快的计算工具快300倍，是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。用今天的标准看，它是那样的"笨拙"和"低级"，其功能远不如一只掌上可编程计算器，但它使科学家们从复杂的计算中解脱出来，它的诞生标志着人类进入了一个崭新的信息革命时代。

然而，英国在二战期间研制的用于破解密电的电子计算机巨人(Colossus)却要比ENIAC早两年(1943年12 )，巨人计算机是第一部全然电子化的电脑器件，使用了数量庞大的真空管，以纸带作为输入器件，能够执行各种布林逻辑的运算，但仍未具备图灵完全的标准。巨人计算机建造到第9部"马克二号"4，但是其实体器件、设计图样和操作方法，直到1970年代都还是一个谜。后来温斯顿·丘吉尔亲自下达一项销毁命令，将巨人计算机全都拆解成巴掌大小的废铁，巨人计算机才因此在许多计算机历史里都未留下一纸纪录。英国布莱切利园目前展有巨人计算机的重建机种。

折叠编辑本段第一代

电子管计算机(1946-1957)这一阶段计算机的主要特征是采用电子管元件作基本器件，用光屏管或汞延时电路作存储器，输入与输出主要采用穿孔卡片或纸带，体积大、耗电量大、速度慢、存储容量小、可靠性差、维护困难且价格昂贵。在软件上，通常使用机器语言或者汇编语言，来编写应用程序。因此这一时代的计算机主要用于科学计算。[1]

这时的计算机的基本线路是采用电子管结构，程序从人工手编的机器指令程序，过渡到符号语言，第一代电子计算机是计算工具革命性发展的开始，它所采用的二进位制与程序存贮等基本技术思想，奠定了现代电子计算机技术基础。以冯·诺依曼为代表。

折叠编辑本段第二代

晶体管计算机(1957-1964)20世纪50年代中期，晶体管的出现使计算机生产技术得到了根本性的发展，由晶体管代替电子管作为计算机的基础器件，用磁芯或磁鼓作存储器，在整体性能上，比第一代计算机有了很大的提高。同时程序语言也相应的出现了，如Fortran，Cobol，Algo160等计算机高级语言。晶体管计算机被用于科学计算的同时，也开始在数据处理、过程控制方面得到应用。[2]

在20世纪50年代之前第一代，计算机都采用电子管作元件。电子管元件在运行时产生的热量太多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大，这些都使计算机发展受到限制。于是，晶体管开始被用来作计算机的元件。晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用晶体管后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机就更容易实现了。

晶体管计算机

晶体管计算机

折叠编辑本段第三代

中小规模集成电路计算机(1964-1971)20世纪60年代中期，

中小规模集成电路计算机

中小规模集成电路计算机

随着半导体工艺的发展，成功制造了集成电路。中小规模集成电路成为计算机的主要部件，主存储器也渐渐过渡到半导体存储器，使计算机的体积更小，大大降低了计算机计算时的功耗，由于减少了焊点和接插件，进一步提高了计算机的可靠性。在软件方面，有了标准化的程序设计语言和人机会话式的Basic语言，其应用领域也进一步扩大。[3]

折叠编辑本段第四代

大规模和超大规模集成电路计算机(1971-2016)随着大规模集成电路的成功制作并用于计算机硬件生产过程，计算机的体积进一步缩小，性能进一步提高。集成更高的大容量半导体存储器作为内存储器，发展了并行技术和多机系统，出现了精简指令集计算机(RISC)，软件系统工程化、理论化，程序设计自动化。微型计算机在社会上的应用范围进一步扩大，几乎所有领域都能看到计算机的"身影"。[4]

折叠编辑本段第五代

第五代计算机指具有人工智能的新一代计算机，它具有推理、联想、判断、决策、学习等功能。计算机的发展将在什么时候进入第五代?什么是第五代计算机?对于这样的问题，已经有一个明确统一的说法了。

IBM发表声明称，该公司已经研制出一款能够模拟人脑神经元、突触功能以及其他脑功能的微芯片，从而完成计算功能，这是模拟人脑芯片领域所取得的又一大进展。IBM表示，这款微芯片擅长完成模式识别和物体分类等繁琐任务，而且功耗还远低于传统硬件。

值得注意的是，它并非想要用新的芯片取代原有的计算机芯片。IBM在其网站上介绍，传统的计算机关注语言和分析思考，而神经突触核心能够解决感知和形状识别的问题，它们分别像人类的左脑和右脑一样;而IBM接下来想要做的，就是让"左脑"和"右脑"连接起来合作，形成一种新的"整体计算智能"。从这个说法上来看，传统的芯片擅长大量的符号运算和数字处理，而神经突触核心的优势在于多感官和实时传感器数据处理。比如，Modha曾经表示，团队正在开发一种头戴设备，能够帮助盲人感知外部环境;而这一次IBM称，经过实验测试，这种芯片可以在录像片段中检测人、汽车、卡车和公共汽车，并识别出了它们。这其实就是依靠神经突触核心来完成的。

但有一点可以肯定，在现在的智能社会中，计算机、网络、通信技术会三位一体化。新世纪的计算机将把人从重复、枯燥的信息处理中解脱出来，从而改变我们的工作、生活和学习方式，给人类和社会拓展了更大的生存和发展空间。当历史的车轮不断前行时，我们会面对各种各样的未来计算机。

计算机(computer)俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。下面给大家带来一些关于计算机的发展历史，希望对大家有所帮助。

一.发展历史

计算工具的演化经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段，例如从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘计算尺、机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用，同时也启发了现代电子计算机的研制思想。

1889年，美国科学家赫尔曼·何乐礼研制出以电力为基础的电动制表机，用以储存计算资料。

1930年，美国科学家范内瓦·布什造出世界上首台模拟电子计算机。

1946年2月14日，由美国军方定制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”(ENIAC Electronic Numerical And Calculator)在美国宾夕法尼亚大学问世了。ENIAC(中文名：埃尼阿克)是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的，这台计算器使用了17840支电子管，大小为80英尺×8英尺，重达28t(吨)，功耗为170kW，其运算速度为每秒5000次的加法运算，造价约为487000美元。ENIAC的问世具有划时代的意义，表明电子计算机时代的到来。在以后60多年里，计算机技术以惊人的速度发展，没有任何一门技术的性能价格比能在30年内增长6个数量级。

第1代：电子管数字机(1946—1958年)

硬件方面，逻辑元件采用的是真空电子管，主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯;外存储器采用的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。

缺点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般为每秒数千次至数万次)、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础。

第2代：晶体管数字机(1958—1964年)

软件方面的 操作系统 、高级语言及其编译程序应用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高(一般为每秒数10万次，可高达300万次)、性能比第1代计算机有很大的提高。

第3代：集成电路数字机(1964—1970年)

硬件方面，逻辑元件采用中、小规模集成电路(MSI、SSI)，主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计 方法 。特点是速度更快(一般为每秒数百万次至数千万次)，而且可靠性有了显著提高，价格进一步下降，产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。

第4代：大规模集成电路计算机(1970年至今)

硬件方面，逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI)。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。

由于集成技术的发展，半导体芯片的集成度更高，每块芯片可容纳数万乃至数百万个晶体管，并且可以把运算器和控制器都集中在一个芯片上、从而出现了微处理器，并且可以用微处理器和大规模、超大规模集成电路组装成微型计算机，就是我们常说的微电脑或PC机。微型计算机体积小，价格便宜，使用方便，但它的功能和运算速度已经达到甚至超过了过去的大型计算机。另一方面，利用大规模、超大规模集成电路制造的各种逻辑芯片，已经制成了体积并不很大，但运算速度可达一亿甚至几十亿次的巨型计算机。我国继1983年研制成功每秒运算一亿次的银河Ⅰ这型巨型机以后，又于1993年研制成功每秒运算十亿次的银河Ⅱ型通用并行巨型计算机。这一时期还产生了新一代的程序设计语言以及数据库管理系统和网络软件等。

随着物理元、器件的变化，不仅计算机主机经历了更新换代，它的外部设备也在不断地变革。比如外存储器，由最初的阴极射线显示管发展到磁芯、磁鼓，以后又发展为通用的磁盘，现又出现了体积更小、容量更大、速度更快的只读光盘(CD—ROM)。

二.主要特点

运算速度快：计算机内部电路组成，可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次，微机也可达每秒亿次以上，使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如：卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气算需要几年甚至几十年，而在现代社会里，用计算机只需几分钟就可完成。

计算精确度高：科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展，需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标，是与计算机的精确计算分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具所望尘莫及的。

逻辑运算能力强：计算机不仅能进行精确计算，还具有逻辑运算功能，能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来，并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。

存储容量大：计算机内部的存储器具有记忆特性，可以存储大量的信息，这些信息，不仅包括各类数据信息，还包括加工这些数据的程序。

自动化程度高：由于计算机具有存储记忆能力和逻辑判断能力，所以人们可以将预先编好的程序组纳入计算机内存，在程序控制下，计算机可以连续、自动地工作，不需要人的干预。

性价比高：几乎每家每户都会有电脑，越来越普遍化、大众化，21世纪电脑必将成为每家每户不可缺少的电器之一。计算机发展很迅速，有台式的还有 笔记本 。

三.主要分类

超级计算机

通常是指由数百数千甚至更多的处理器(机)组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。超级计算机拥有最强的并行计算能力，主要用于科学计算。在气象、军事、能源、航天、探矿等领域承担大规模、高速度的计算任务。在结构上，虽然超级计算机和服务器都可能是多处理器系统，二者并无实质区别，但是现代超级计算机较多采用集群系统，更注重浮点运算的性能，可看着是一种专注于科学计算的高性能服务器，而且价格非常昂贵。

网络计算机

1、服务器

专指某些高性能计算机，能通过网络，对外提供服务。相对于普通电脑来说，稳定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件和普通电脑有所不同。服务器是网络的节点，存储、处理网络上80%的数据、信息，在网络中起到举足轻重的作用。它们是为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机，其高性能主要表高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。服务器的构成与普通电脑类似，也有处理器、硬盘、内存、系统总线等，但因为它是针对具体的网络应用特别制定的，因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在差异很大。服务器主要有网络服务器(DNS、DHCP)、打印服务器、终端服务器、磁盘服务器、邮件服务器、文件服务器等。

2、工作站

是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。工作站最突出的特点是具有很强的图形交换能力，因此在图形图像领域特别是计算机辅助设计领域得到了迅速应用。典型产品有美国Sun公司的Sun系列工作站。

无盘工作站是指无软盘、无硬盘、无光驱连入局域网的计算机。在网络系统中，把工作站端使用的操作系统和应用软件被全部放在服务器上，系统管理员只要完成服务器上的管理和维护，软件的升级和安装也只需要配置一次后，则整个网络中的所有计算机就都可以使用新软件。所以无盘工作站具有节省费用、系统的安全性高、易管理性和易维护性等优点，这对网络管理员来说具有很大的吸引力。

无盘工作站的工作原理是由网卡的启动芯片(Boot ROM)以不同的形式向服务器发出启动请求号，服务器收到后，根据不同的机制，向工作站发送启动数据，工作站下载完启动数据后，系统控制权由Boot ROM转到内存中的某些特定区域，并引导操作系统。

根据不同的启动机制，比较常用无盘工作站可分为RPL 和PXE。RPL 为Remote Initial Program Load 的缩写，此技术常用于Windows95 中。PXE 是RPL 的升级品，它是Preboot Execution Environment的缩写。两者不同之处在于RPL 是静态路由，而PXE 是动态路由，其通信协议采用TCP/IP，实现了与Internet 连接高效而可靠，它常用于Windows98、Windows NT、Windows2000、Windows XP中 。

3、集线器

集线器(HUB)是一种共享介质的网络设备，它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网，HUB 本身不能识别目的地址。集线器上的所有端口争用一个共享信道的宽带，因此随着网络节点数量的增加，数据传输量的增大，每节点的可用带宽将随之减少。另外，集线器采用广播的形式传输数据，即向所有端口传送数据。如当同一局域网内的A 主机给B 主机传输数据时，数据包在以HUB 为架构的网络上是以广播方式传输的，对网络上所有节点同时发送同一信息，然后再由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。其实接收数据的一般来说只有一个终端节点，而对所有节点都发送，在这种方式下，很容易造成网络堵塞，而且绝大部分数据流量是无效的，这样就造成整个网络数据传输效率相当低。另一方面由于所发送的数据包每个节点都能侦听到，容易给网络带来一些不安全隐患。

4、交换机

交换机(Switch)是按照通信两端传输信息的需要，用人工或设备自动完成的方法把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称。广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，它是集线器的升级换代产品，外观上与集线器非常相似，其作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的是共享带宽的工作方式，而交换机采用的是独享带宽方式。即交换机上的所有端口均有独享的信道带宽，以保证每个端口上数据的快速有效传输，交换机为用户提供的是独占的、点对点的连接，数据包只被发送到目的端口，而不会向所有端口发送， 其它 节点很难侦听到所发送的信息，这样在机器很多或数据量很大时，不容易造成网络堵塞，也确保了数据传输安全，同时大大的提高了传输效率，两者的差别就比较明显了。

5、路由器

路由器(Router)是一种负责寻径的网络设备，它在互联网络中从多条路径中寻找通讯量最少的一条网络路径提供给用户通信。路由器用于连接多个逻辑上分开的网络，为用户提供最佳的通信路径，路由器利用路由表为数据传输选择路径，路由表包含网络地址以及各地址之间距离的清单，路由器利用路由表查找数据包从当前位置到目的地址的正确路径，路由器使用最少时间算法或最优路径算法来调整信息传递的路径。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能向路由转发数据包的不足。

交换机、路由器是一台特殊的网络计算机，它的硬件基础CPU、存储器和接口，软件基础是网络互联操作系统IOS。

交换机、路由器和PC机一样，有中央处理单元CPU，而且不同的交换机、路由器，其CPU一般也不相同，CPU是交换机、路由器的处理中心。

内存是交换机、路由器存储信息和数据的地方，CISCO交换机、路由器有以下几种内存组件：

ROM(Read Only Memory)存储交换机、路由器加电自检(POST：Power-On Self-Test)、启动程序(Bootstrap Program)和部分或全部的IOS。交换机、路由器中的ROM是可擦写的，所以IOS是可以升级的。

RAM(Random Access Memory)与PC机上的随机存储器相似，提供临时信息的存储，同时保存着当前的路由表和配置信息。

NVRAM(Nonvolatile Random Access Memory)存储交换机、路由器的启动配置文件。NVRAM是可擦写的，可将交换机、路由器的配置信息拷贝到NVRAM中。

FLASH闪存，是可擦写的，也可编程，用于存储CISCO IOS的其它版本，用于对交换机、路由器的IOS进行升级。

接口用作将交换机、路由器连接到网络，可以分为局域网接口和广域网接口两种。由于交换机、路由器型号的不同，接口数目和类型也不尽一样。常见的接口主要有以下几种：

高速同步串口，可连接DDN，帧中继(Frame Relay)，，PSTN(模拟电话线路)。

同步/异步串口，可用软件将端口设置为同步工作方式。

AUI端口，即粗缆口。一般需要外接转换器(AUI-RJ45)，连接10/100Base-T以太网络。

ISDN端口，可以连接ISDN网络(2B+D)，可作为局域网接入Internet 之用。

AUX端口，该端口为异步端口，主要用于远程配置，也可用于拔号备份，可与MODEM连接。支持硬件流控制(Hardware Flow Control)。

Console端口，该端口为异步端口，主要连接终端或运行终端仿真程序的计算机，在本地配置交换机、路由器。不支持硬件流控制。

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