【2022计算机综合试卷408考研第一轮_组成原理篇】第二章 计算机的发展及应用

2.1计算机的发展史

2.1.1计算机的产生和发展

1.计算机的发展

1. 第一代电子管计算机
   1946年 美国 ENIAC（军方编程，用于弹道计算）
   1946年 冯·诺依曼设计了一台储存程序的计算机IAS（未能问世，但总体结构得到认可）
   1953年IBM推出首台存储程序计算机701机，1955年推出702机
   1958年 我国研制出第一台计算机
2. 第二代晶体管计算机
   1947年贝尔实验室制成了第一个晶体管
   20世纪50年代 出现了以晶体管代替电子管的革命，（1964年IBM 700/7000系列为例，晶体管机7094代替电子管机701）
3. 第三代集成电路计算机
   1958年微电子学深入研究，开辟了集成电路时代
   1964年，IBM推出的新系列计算机System/360打破了7000系列在体系方面的约束
   第三代计算机之后，人们没有达成定义新一代计算机的一致意见
   现代计算机产生的驱动力是需求、技术发展（电子技术的发展、计算机体系结构技术的发展）

2.硬件技术对计算机更新换代的影响

代	时间	硬件技术	速度次/秒
一	1946-1957	电子管	40 000
二	1958-1964	晶体管	200 000
三	1965-1971	中小规模集成电路	1 000 000
四	1972-1977	大规模集成电路	10 000 000
五	1978-现在	超大规模集成电路	100 000 000

2.1.2、微型计算机的出现和发展

1.微处理器芯片 （1971年诞生，Intel公司）

发展阶段：4位（4004）、8位、16位、32位、64位

2.存储器芯片（1970年诞生，Farichild制作）

发展阶段：256位、1K位、4K位、16K位、64K位、256K位、1M位、4M位、16M位、64M位

3.Intel公司的典型微处理器产品

产品型号	位数	发布年份	晶体管个数
8080	8位	1974年
8086	16位	1979年	2.9万
80286	32位	1982年	13.4万
80386	32位	1985年	27.5万
80486	32位	1989年	120.0万
Pentium	64位（准）	1993年	310.0万
Pentium Pro	64位（准）	1995年	550.0万
Pentium II	64位（准）	1997年	750.0万
Pentium III	64位（准）	1999年	950.0万
Pentium IV	64位	2000年	4 200.0万

目前芯片上可集成超过30亿个晶体管

4.Moore定律

微芯片上集成的晶体管数目每三年翻两番（Intel公司缔造者之一Gordon Moore提出）

2.1.3、软件技术的兴起和发展

1.各种语言

1. 机器语言 面向机器
2. 汇编语言 面向机器
3. 高级语言 面向问题
   FORTRAN 科学计算和工程计算
   PASCAL 结构化恒旭设计
   C++ 面向对象
   Java 适应网络环境

2.系统软件

1. 语言处理程序：汇编程序、编译程序、解释程序
2. 操作系统：DOS、UNIX、Windows、Linux、Kylin Linux
3. 服务性程序：装配、调试、诊断、排错
4. 数据库管理系统：数据库和数据库管理软件
5. 网络软件

3.软件发展的特点

1. 开发周期长
2. 制作成本昂贵
3. 检查软件产品质量的特殊性

2.2计算机应用

2.2.1科学计算和数据处理

1. 科学计算：特点：计算大量和数值变化范围大
2. 数据处理：大批复杂的事务数据处理

2.2.2工业控制和实时控制

通过各种传感器获得的各种物理信号经转换为可测可控的数字信号后，再经过计算机运算，根据偏差，驱动执行机构来调整，达到控制的目的

2.2.3网络技术

1. 电子商务
2. 网络教育
3. 敏捷制造

2.2.4虚拟现实：

利用计算机生成的一种模拟环境

2.2.5办公自动化和管理信息系统：

1. 办公自动化：利用计算机及自动化的办公设备来代替“笔墨纸砚”及办公人员的部分脑力、体力劳动
2. 管理信息系统：对内完成Intranet建立，对外实现与Intranet连接

2.2.6CAD/CAM/CIMS

1. CAD：计算机辅助设计
2. CAM：计算机辅助制造（机床）
3. CIMS：计算机集成制造系统（物流）

2.2.7多媒体技术

计算机技术和视频、音频、通讯等技术结合的产物

2.2.8人工智能

研究如何使计算机来模拟人的智能的技术
模式识别（对默写感兴趣的课题进行定量的或结构的描述，研究一种自动生成技术）
文字/语言识别、语言翻译
专家系统（利用计算机构成存储量极大的知识库）
机器人

2.3计算机的展望

2.3.1计算机具有类似人脑的一些超级智能功能

比如谷歌大脑、百度大脑等
要求计算机的速度要足够快

2.3.2芯片的集成度的提高受一下三方面的限制

1. 芯片集成受物理极限的制约
2. 按集合技术递增的制作成本
3. 芯片的功耗、散热、线延迟

2.3.3有没有什么东西可以代替传统的硅芯片

1. 光计算机：利用管子取代电子进行运算和存储
2. DNA生物计算机：通过控制DNA分子间的生化反应
3. 量子计算机：利用原子所具有的量子特性

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