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第一节 计算机的发展

了解计算机的产生和发展历史；
了解计算机的应用领域与功能。
教学目标：
了解计算机特点；
教学重难点：
难点：计算机具体应用的不同领域。
重点：发展过程中每一阶段的主要电子元件
一、人类早先的计算工具：
人类最初用手指计算，因为人有两只手，十个手指头。用手指头计算固然方便，但不能存储计算结果。于是人们用结绳记事来延长记忆能力。
到了春秋时到就出现了算筹。算筹是我国古代最早用来计数和计算的工具，一般是由十几厘米长的竹签制成，用它摆成不同的形式来表示不同的数。
欧洲直到17世纪才出现计算尺和机械式计算机。
一、人类早先的计算工具：
到了唐朝已经有了至今仍在使用的计算工具——算盘。珠算是我国人民独特的创造。
科技的发展推动了计算机的产生和进步。
计算机基本运算部件发展从机械齿轮、电子管、晶体管、集成电路向超大规模集成电路发展。
迄今为止，计算机发展经历了四代。
二、计算机及其发展：
数手指、摆石头、打草结
算盘
手摇式计算机
无法满足人们的需求
电子计算机
计数工具
意义：它把科学家从奴隶般的计算中解放出来，它的问世，标志着电子计算机是的的到来，它的出现具有划时代的意义。
1946年2月世界上第一台电子计算机ENIAC(埃尼阿克）（电子数字积分计算机）在美国的宾夕法尼亚大学诞生。它采用电子管作为计算机的基本元件，由18000多个电子管，1500多个继电器，10000多只电容器和7000多只电阻构成，占地170m2，重量30吨，每小时耗电30万千瓦,是一个庞然大物，每秒能进行5000次加法运算。 当时仅仅用于军事和科研工作，解决数学计算问题。1955年10月切断电源，服役9年多。
计算机的发展
1946
电子管计算机
1957
晶体管计算机
1964
集成电路计算机
1972
大规模集成电路计算机
1.第一代计算机（1946-1958）
采用电子管作为逻辑元件，用阴极射线管或汞延迟线作主存储器，外存主要使用纸带、卡片等，程序设计主要使用机器指令或符号指令，应用领域主要是科学计算。当时的运算速度为5千——3万次每秒。
特点：体积大，笨重，运算速度慢。
电子管
埃
尼
阿
克
采用晶体管代替了电子管，主存储器均采用磁芯存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的外存储器，程序设计使用了更接近于人类自然语言的高级程序设计语言，计算机的应用领域也从科学计算扩展到了事务处理、工程设计等多个方面。
特点：体积小、寿命长、功耗小，运算速度快、可靠性高。
第二代计算机
晶体管
2.第二代计算机（1959-1964）
1954年美国贝尔实验室建成世界上第一台晶体管计算机TRADIC。开始了第二代计算机的发展。
2.第二代计算机（1959-1964）
3.第三代计算机（1965-1970）
采用中小规模的集成电路块代替了晶体管等分立元件，半导体存储器逐步取代了磁芯存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，计算机也进入了产品标准化、模块化、系列化的发展时期，计算机的管理、使用方式也由手工操作完全改变为自动管理，使计算机的使用效率显著提高。
特点：运算速度更快、体积更小、价格更低、功能更强、性能更可靠。
第三代计算机
集成电路
1964年研制出计算机历史上最成功的机型之一IBM S/360。S/360极强的通用性适用于各方面的用户，它具有“360度”全方位的特点，并因此得名。IBM为此投入了50亿美元的研发费用，远远超过制造原子弹的的20亿美元。IBM360成为第三代电脑的标志性产品 。
4.第四代计算机（1971-至今）
使用大规模和超大规模集成电路，主存储器均采用半导体存储器，主要的外存储器是磁带、磁盘、光盘，微处理器和微型计算机诞生。多媒体技术和网络技术的广泛应用，让计算机深入到社会的各个领域。
特点：运算速度更快、存储容量更大、体积更小、功能更强、造价更低、可靠性更强。
第四代计算机
大规模集成电路
1982年IBM个人计算机
1976年苹果计
算机：集成电路的
发展，计算机开始
了小型化的历程。
计算机发展四个阶段比较：
发展阶段
基本元件
运行速度
第一代计算机
1946—1957
电子管
几千次/秒至几万次/秒
第二代计算机
1958—1964
晶体管
几万次/秒至几十万次/秒
第三代计算机
1965—1970
中小规模集成电路
几十万次/秒至几百万次/秒
第四代计算机
1971年至今
大规模、超大规模集成电路
几百万次/秒至几亿次/秒或更高
三、计算机发展的另外一种划分：
客户机/
服务器
互联网
···
以1964年诞生的ENIAC为标志，只适用于国家及军事部门、大企业或名牌大学。
以1959年DEC公司推出的PDP-1小型机为标志，能满足中小企事业单位的信息处理要求。
又称PC机（Personal Computer），以1977年苹果公司推出的AppleII微型机为标志，适用于个人和家庭。
以20世纪70年代出现的局域网为标志。
自1969年美国国防部的阿帕网（ARPANET）运行以来，计算机网络开始发展，1991年6月我国第一条与国际互联网连接的专线建成，它从中科院高能物理研究所连接到美国斯坦福大学的直线加速中心。
？
？
？
微型机
大型机
小型机
四、计算机的特点与应用领域：
1.计算机的特点：
运算速度快、精度高；
存储容量大、记忆能力强；
具有逻辑判断功能；
自动化程度高。
请小组交流讨论，列举几个学习和生活中使用计算机的例子。总结计算机的应用领域。
思考
探究
2.计算机的应用：
科学计算
（数值计算）
计算机
辅助技术
人工智能
其他应用
过程控制
计算机高速、精确和连续运算的能力，能实现科学研究和工程计算计算中非常复杂、运算量非常大的科学计算问题。
数据处理
计算机强大的数据处理和信息检索功能，应用于办公自动化（OA）、计算机辅助管理与决策、影视动画设计和会计电算化等。
工业上，实现生产流水线等自动化控制；科学研究上，实现卫星飞行方向控制。
计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助教学（CAI）等。
模拟人的智能去处理一些事情，完成某项工作。
日常生活中的应用，如家用电器、电子玩具、存储资料、获取信息等。
五、未来计算机：
未来计算机将是微电子技术、光学技术、超导技术和电子仿生技术相互结合的产物。
六、课堂练习：
1.世界上第一台计算机是哪一年在哪个国家诞生的？该计算机运算能力如何？
1946年2月诞生于美国，运算速度每秒5000次。
2.计算机的主要特点有哪些？
①运算速度快、精度高； ②存储容量大、记忆能力强；
③具有逻辑判断功能； ④自动化程度高。
3.计算机的主要应用领域有哪些？
①科学计算（数值计算）； ②数据处理； ③过程控制；
④计算机辅助技术， ⑤人工智能； ⑥其他应用。
七、课堂小结：
1.迄今为止，计算机经历了4个主要发展阶段，
分别以电子管、晶体管、集成电路、大规模和
超大规模集成电路为电子元件。
2.随着技术的不断发展，计算机的信息处理能力已成为信息技术的核心，广泛应用于各个领域。
八、课后作业：
1.目前世界上运行最快的计算机是什么？数据处能力怎样？我国计算机发展的现状？
2.展开想像，利用网络, 查找资料,设想30年后,计算机将在我们的生活中发挥怎样的作用?

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