由摩尔第一定律电脑芯片每18个月其上的 由摩尔第一定律电脑芯片每18个月其上的 18 晶体管翻一番， 晶体管翻一番，其主要技术是通过减少导 线和元件尺寸来达到的。 线和元件尺寸来达到的。随着尺寸的不断 减小，其电子的量子效应不断增加， 减小，其电子的量子效应不断增加，以至 以经典物理为基础的微电子学在电脑芯片 的发展受到不可逾越的瓶颈。 的发展受到不可逾越的瓶颈。据科学家估 2025电脑芯片的速度将达到物理极限 电脑芯片的速度将达到物理极限。 计2025电脑芯片的速度将达到物理极限。 为了突破计算机的运算速度极限，人们开 为了突破计算机的运算速度极限， 始不断研发新的计算机芯片， 始不断研发新的计算机芯片，其中光子计 算机、生物计算机、 算机、生物计算机、量子计算机是前景最 光明的三方面。 光明的三方面。

　　计算机的分类——综合性能指标分类 综合性能指标分类 计算机的分类 巨型机：运算度上亿次，速度快、效 巨型机：运算度上亿次，速度快、 率高、软硬件配置和功能强， 率高、软硬件配置和功能强，主要在 军事技术和尖端科学研究 大中型机：运算速度在几千万左右价 大中型机： 格相对便宜，事务处理、信息处理、 格相对便宜，事务处理、信息处理、 大型数据库和数据通讯 小型机：运算度在几百次左右，体积 小型机：运算度在几百次左右， 价格低、性能价格高科研究所、 小、价格低、性能价格高科研究所、 普通高校等使用 微型机：个人计算机，体积小、价格 微型机：个人计算机，体积小、 产量大可靠性高、灵活性强、 低、产量大可靠性高、灵活性强、实 用性强、 用性强、对使用环境要求不高

　　18,000个电子管组成 个电子管组成 大小：长24m，宽6m，高2.5m 大小： 24m， 6m， 大小 速度：5000次 速度：5000次/sec 重量：30吨 重量：30吨； 功率：140KW； 功率：140KW； 平均无故障运行时间： 平均无故障运行时间：7min

　　这样的计算机能够进入办 公室、车间和家庭？ 公室、车间和家庭？当时有 的科学家认为全世界只需要4 的科学家认为全世界只需要4 台ENIAC

　　计算机进入第四代以后，微处理器蓬勃发展，其应用遍及 计算机进入第四代以后，微处理器蓬勃发展， 人类生活的各个方面。 人类生活的各个方面。微型计算机现已成为人类生活不可 或缺的朋友。在微型机的发展过程中， 或缺的朋友。在微型机的发展过程中，有几个著名的公司 和个人创造了个人电脑发展史上的里程碑。 和个人创造了个人电脑发展史上的里程碑。

　　量子计算机根据原子或原子核所具有的量子学特性来工 量子计算机根据原子或原子核所具有的量子学特性来工 量子理论认为，非相互作用下， 作。量子理论认为，非相互作用下，原子在任一时刻都 处于两种状态与组成传统计算机二进制语言的“1”和 处于两种状态与组成传统计算机二进制语言的“ 和 相对应。 “0”相对应。量子计算机由于原子在任一时刻都处于两 相对应 种状态，任务同时完成， 种状态，任务同时完成，这样就使运算速度发生质的飞 跃，这在蛋白质解析和通信加密技术等领域大有用武之 地。 用原子实现的量子计算机只有5个q-bit，放在一个试管 用原子实现的量子计算机只有5 bit， 中而且配备有庞大的外围设备，只能做11=2 11=2的简单运 中而且配备有庞大的外围设备，只能做11=2的简单运 正如Bennett教授所说， Bennett教授所说 算，正如Bennett教授所说，“现在的量子计算机只是 一个玩具，真正做到有实用价值的也许是5 10年 一个玩具，真正做到有实用价值的也许是5年，10年，天成彩票 TCG彩票 甚至是50年以后” 50年以后 甚至是50年以后”。 到那时会出现一种工业，可以将原子计算设备嵌入到任 到那时会出现一种工业， 何东西当中去。不必再像现在这样将一台PC PC机放在桌子 何东西当中去。不必再像现在这样将一台PC机放在桌子 也许到那时候桌子本身就是一台计算机， 上，也许到那时候桌子本身就是一台计算机，汽车轮胎 可以计算速度和闸动力， 可以计算速度和闸动力，医生可以将微型计算机插入到 人体血液中以死肿瘤细胞……不管现在这些还只是科 人体血液中以死肿瘤细胞 不管现在这些还只是科 学幻想中的故事，但是随着量子计算机的发展， 学幻想中的故事，但是随着量子计算机的发展，一定会 实现的。 实现的。

　　我国的第一台电子计算机是1958年研 我国的第一台电子计算机是1958年研 1958 制成功的103 型电子管计算机。 我国 国产DJS-6型数字计算机 制成功的 103型电子管计算机 。 103 型电子管计算机 国产DJS DJS是世界上第三个独立研制出电子计算 机的国家。 机的国家。 1964年研究生产了DJS 6型，1965年 1964年研究生产了DJS—6 年研究生产了DJS 1965年 开发出了108乙机和109 108乙机和109乙机晶体管计 开发出了108乙机和109乙机晶体管计 算机，承担第一颗人造卫星的计算工 算机 ，承担 第一颗人造卫星的计算工 作，标志我国计算机进入第二代。 标志我国计算机进入第二代。 我国计算机进入第二代 银河亿次巨型机 我国1983 年研制成功了银河巨型机， 我国1983年研制成功了银河巨型机， 1983年研制成功了银河巨型机 运行速度达每秒一亿次，标志着我国 运行速度达每秒一亿次， 成为少数能够独立研制巨型机的国家。 成为少数能够独立研制巨型机的国家。 我国的第一台微型机于1977年研制成 我国的第一台微型机于1977 1977年研制成 功。现在我国已成为世界上第二大计 算机市场。 算机市场。计算机及其相关产业成为 我国经济的重要组成部分。 我国经济的重要组成部分。

　　第一台通用电子计算机： 第一台通用电子计算机： 第一台通用电子计算机 ENIAC （Electronic Numerical Integrator and Calculator电子 电子 数值积分和计算机） 数值积分和计算机） 军事需要：弹道计算 军事需要： 军事需要

　　运算速度快 计算精度高 存储容量大（具有记忆的能力，几十到几 存储容量大（具有记忆的能力， M,外存没有限制 外存没有限制） 百M,外存没有限制） 逻辑判断能力强（具有逻辑判断的能力） 逻辑判断能力强（具有逻辑判断的能力） 高度自动化 计算机与其它计算工具的本质区别是：能 计算机与其它计算工具的本质区别是： 够存储并自动化执行程序

　　光子计算机是根据光学空间的多维特性，为计算 光子计算机是根据光学空间的多维特性， 是根据光学空间的多维特性 机设计新的逻辑结构和运算原理， 机设计新的逻辑结构和运算原理，并充分利用光 子元件体积小、传送信息速度快的特点， 子元件体积小、传送信息速度快的特点，用超高 速大容量的光子元件替代目前计算机中使用的硅 化学元件，用光导纤维或光波替代普通金属导线， 化学元件，用光导纤维或光波替代普通金属导线， 使用光二极管和光三极管。 使用光二极管和光三极管。 生物计算机是通过对生物的脑和神经系统中信息 生物计算机是通过对生物的脑和神经系统中信息 传递、信息处理等原理的进一步研究， 传递、信息处理等原理的进一步研究，设计全新 的仿生模式计算机， 的仿生模式计算机，并与人工智能的研究相互借 共同发展。 鉴、共同发展。模拟生物细胞中的蛋白质和酶等 物质的产生过程， 物质的产生过程，制造出仿生集成芯片来替代目 前计算机中使用的半导体元件。 前计算机中使用的半导体元件。

　　智能计算机 人工智能型计算机, 第五代 人工智能型计算机,从信息处理 上升为知识处理，模拟人脑的功能， 上升为知识处理，模拟人脑的功能，即 具有形式化推理、联想、 具有形式化推理、联想、学习和解释处 理问题的能力，被称为人工智能。 理问题的能力，被称为人工智能。 日本第五代智能计算机 “3C融合”催生第5代计算机 3C融合 3C融合”催生第5

　　计算机的发展历程 集成电路（1965—1970) 1970)： 第三代 集成电路（1965 1970)： 体积、耗电量相对进一步减小， 体积、耗电量相对进一步减小， 运算速度和可靠性进一步提高， 运算速度和可靠性进一步提高， 使用了操作系统， 使用了操作系统，应用更加广泛 超大规模集成电路(1970 第四代 超大规模集成电路(1970 年以后）：体积小、 ）：体积小 年以后）：体积小、耗电量大大 减少， 减少，运算速度和可靠性进一步 提高，速度可达到几百万到亿次， 提高，速度可达到几百万到亿次， 应用进入网络时代

　　计算机是用电子元件组装而成，能自动、高速进 计算机是用电子元件组装而成，能自动、 行大量计算工作， 行大量计算工作，具有逻辑判断功能和存储记忆 功能的机器。 功能的机器。 最早出现的计算机主要用于科学计算，它是科技 最早出现的计算机主要用于科学计算， 人员的有力助手。随着20世纪70 20世纪70年代个人电脑的 人员的有力助手。随着20世纪70年代个人电脑的 出现，以及随后应用软件的飞速发展，多媒体技 出现，以及随后应用软件的飞速发展， 网络技术的不断发展和成熟， 术、网络技术的不断发展和成熟，计算机走出了 实验室、科学院、高级学府， 实验室、科学院、高级学府，走入了人类生活的 每一个角落，几乎影响到每一个人。 每一个角落，几乎影响到每一个人。

　　现代计算机之父——冯.诺伊曼 冯 现代计算机之父 冯诺伊曼确定了计算机的五大组成部分的作用和 诺伊曼确定了计算机的五大组成部分的作用和 相互联系， 相互联系，形成了计算机的 “冯诺伊曼体系结 诺伊曼体系结 构”。 这种体系结构和“存储程序，逐条执行”的设计 这种体系结构和“存储程序，逐条执行” 思想决定了计算机用串行方式工作。 思想决定了计算机用串行方式工作。 串行工作方式很难再提高计算机的运行速度，目 串行工作方式很难再提高计算机的运行速度， 前已经进行了并行计算机和并行算法的研究，并 前已经进行了并行计算机和并行算法的研究， 且在诺伊曼计算机体系结构下部分实现了一些并 行处理。 行处理。 计算机从第一代发展到当今第四代，无论速度如 计算机从第一代发展到当今第四代， 何提高、功能如何强大，软件如何更新， 何提高、功能如何强大，软件如何更新，其基本 工作原理和体系结构并没有根本的改变。 工作原理和体系结构并没有根本的改变。

　　计算机的发展历程 第一代 电子管计算机（1946 电子管计算机（1946— 1957)：运算仅为几千到几万次， 1957)：运算仅为几千到几万次， 体积大，耗电、价格昂贵、 体积大，耗电、价格昂贵、运算 速度和可靠性低，天成彩票 TCG彩票科学计算、 速度和可靠性低，科学计算、机 器语言， 器语言，仅用于军事和科学研究 工作中 第二代 晶体管计算机（1958 晶体管计算机（1958— 1964)：运算为几十次、 1964)：运算为几十次、体积相对 较小、成本低、功能强、 较小、成本低、功能强、运算速 度和可靠性加强， 度和可靠性加强，数据处理和自 动控制，汇编语言与高级语言， 动控制，汇编语言与高级语言， 除用于军事和科学研究工作外还 用于数据处理和事务处理天成彩票网 TCG天成彩票网 TCG天成彩票网 TCG