第1章 计算机导论

null计算机导论计算机导论 袁 方 王 兵 李继民 编 清 华 大 学 出 版 社 内容提要 内容提要 本书是一本学习计算机专业知识的入门教材，绍了计算机的发展简史，计算机系统的组成及工作原理，计算机专业的知识体系，计算机领域的典型问题，计算机科学与技术方法论等内容。使学生了解计算机发展历史中的重要人物和事件，了解学习计算机专业应该掌握的知识体系和学习方法，了解计算机专业领域能解决的实际问题，激发学习兴趣，为进一步更好的深入学习专业知识，提高综合素质和能力奠定良好的基础。 目 录 目 录 第一章 计算机发展简史 第二章 计算机基础知识 第三章 计算机专业知识体系 第四章 软硬件系统知识 第五章 程序 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 知识 第六章 软件开发知识 第七章 计算机领域典型问题 第八章 计算机学科方法论 第一章 计算机发展简史 第一章 计算机发展简史 从1946年第一台电子计算机ENIAC诞生到现在，电子计算机的发展历史虽然还不到60年，但其发展 速度是惊人的，涌现出一批世界知名的科学家、 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师和大公司。了解这些历史知识，无论是日后从事学术研究、技术开发，还是商业运营，都是非常有益的，可以从中吸取成功的经验和创业的启示，从而激发学习兴趣。 第一章 计算机发展简史第一章 计算机发展简史1.1 第一台电子计算机的诞生 1.2 计算机的发展 1.3 中国计算机发展简史 1.4 著名的计算机公司 1.5 著名的计算机科学家 1.6 计算机学术组织 1.7 计算机奖项 1.1 第一台电子计算机的诞生 1.1 第一台电子计算机的诞生 1.1.1 早期的计算工具 1.1.2 机械式计算机 1.1.3 电子计算机 1.1.1 早期的计算工具 1.1.1 早期的计算工具 人类最初用手指计算,结绳记事来延长 记亿能力 最早的人造计算工具是算筹。祖冲之就是用算筹算出圆周率π值在 3.1415926和3.1415927之间，这一结 果比西方早了近一千年。 珠算是由算筹演变而来，这是计算工 具发展史上第一次重大改革。null苏格兰数学家约翰•耐普尔（John Napier，1550-1617）创造了耐普尔骨条 。 1621年英国数学家威廉•奥垂德 （William Oughtred，1575-1660） 根据对数原理发明了圆形计算尺 （circular slide rule），这是最早的 模拟计算工具。 1.1.2 机械式计算机 1.1.2 机械式计算机 17世纪欧洲出现了利用齿轮技术设计制造的机械式计算机。1623年威尔赫姆•谢克哈特Wilhelm Schickard（1592-1635）制作了一个能进行六位以内数加减法，并能通过铃声输出答案的“计算钟”。 法国学家帕斯卡（Blaise Pascal，1623-1662）年轻时为了帮助父亲算帐，于1642年发明了齿轮式能实现加减法运算的计算器，称为Pascaline。null 当时Pascal曾制造了50台这样的计算 器作为商品出售。为了纪念帕斯卡的贡 献，1971年尼可莱斯•沃思（Niklaus Wirth）教授将自己发明的一种重要的程 序设计语言命名为Pascal语言，这是一种 很好的结构化语言，在20世纪80年代 末、90年代初曾得到广泛学习和使用。 null 莱布尼茨（G. W. Leibnitz， 1646-1716）是德国伟大的数学家 和思想家，他和牛顿同时创立了微 积分。1673年，莱布尼茨建造了一 台能进行四则运算的机械式计算 机，轰动了欧洲。null 莱布尼茨的这台机器，在进行 乘法运算时，采用进位-加（shift- add）的方法，这种方法，后来演 化为二进制，被现代电子计算机采 用。莱布尼兹的四则运算器受当时 生产条件限制，可靠性差，没有成 为商品计算工具销售使用。 null 1777年英国的查尔斯·马洪 （Charles Mahon，1753-1816）发明 了逻辑演示器（logic demonstrator）。这是个袖珍式的简 单器械，能解决传统的演绎推理、概 率以及逻辑形式的数值问题，它被称 为计算机决策与逻辑功能的先驱。 null 1804年法国人约瑟夫·雅各（Joseph Marie Jacquard，1752-1834）发明了穿孔卡织布机，引起法国丝织工业的革命。雅各织布机当然不是计算机，但它强烈地影响着穿孔卡输入输出装置的开发。如果找不到输入信息和控制操作的机械方法，么真正意义上的机械式计算机是不可能出现的。 null 1820年法国人德·考尔玛 （Charles de Co1mar，1785-1870） 改进了莱布尼茨的设计，制成第一个 商用的机械计算机，并生产了1500 台。1862年在伦敦国际博览会上获得 奖牌。 null 1847年英国数学家、逻辑学家乔 治·布尔（George Bool，1815-1864） 开始创立逻辑代数，1854年出版了 名著《布尔代数》（Boolean Algebra）。他的逻辑理论建立在两 个逻辑值“0”、“1”和三个运算符“与” （and）、“或”（or）、“非”（not） 的基础上，这种简化的二值逻辑为数 字计算机的二进制数、开关逻辑元件 和逻辑电路的设计铺平了道路。 null 威廉·杰文斯（William Jevons， 1835-1882）认为布尔代数逻辑是自 亚里斯多德以来逻辑学中最伟大的进 展，杰文斯于1869年发明了一台逻辑 机，使用四个逻辑字母来进行布尔运 算比不用机器的逻辑学家能更快地解 决复杂的问题。null 1872年弗兰克·鲍德温（Frank Baldwin）开始建立美国的手摇计 算器工业。这些手摇计算器在 1960年电子计算器出现之前，一 直是广泛使用的机械计算器，当 然它已由手摇变为电动。 null 1886美国人口统计局的统计学家赫尔 曼•霍勒瑞斯（Herman Hollerith，1860- 1929）博士，借鉴了雅各的穿孔卡原理， 用穿孔卡片存储数据，制成了第一台机电 式穿孔卡系统—制表机（tabulating machine），这台机器参与了1890年的美 国人口普查工作。结果仅仅用了6周的时 间就得出了准确的数据（62622250 人），赫尔曼•霍勒瑞斯也因此大发其财。null 这次人口普查工作完成后，霍勒瑞斯于1896年创建了制表机公司TMC（Tabulating Machine Company），1911年TMC与另外两家公司合并，成立了CTR公司。1924年CTR公司改名为国际商业机器公司（International Business Machines Corporation），这就是在计算机领域赫赫有名的IBM公司。null 到了19世纪初，英国数学家查尔斯·巴比奇 （Charles Babbage，1792-1871）取得了突破 性进展，计算机不但能快速地完成加、减、 乘、除运算，还能够自动完成复杂的运算， 从手动机械跃入自动机械的新时代。当时为 了解决航海、工业生产和科学研究中复杂的 计算，许多数学表，如对数表、函数表应运 而生。这些数表尽管带来了一定的方便，但 其中的错误也非常多，巴比奇决心研制新的 计算工具，用机器取代人工来计算这些实用 价值很高的数学用表。 null 巴比奇在马洪发明的逻辑演示器 的影响下，于1822年开始设计差 分机（difference engine），其目 标是能计算具有20位有效数字的 6次多项式的值。 null 巴比奇新的研制 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 是分析机 （analytical engine）的设计。分析机的 重要贡献在于它包括了现代计算机所具有 的5个基本组成部分。 （1）输入装置：用穿孔卡片输入数据； （2）存储装置：巴比奇称它位仓库 （store），该装置被设计为能存储1000个 50位10进制数的容量，它既能存储运算 数据，又能存储运算结果；null（3）资料处理装置：巴比奇称它为磨坊（mill），通过它来完成加、减、乘、除运算，还能根据运算结果的符号改变计算的进程，用现代术语来说，就是使用了条件转移指令； （4）控制装置：使用指令进行控制，用程序自动改变操作次序，他们是通过穿孔卡片顺序输入处理装置的； （5）输出装置：用穿孔卡片或打印方法输出。 null 英国著名诗人拜伦的女儿爱达•奥 古斯塔•拉夫拉斯伯爵夫人（Ada Augusta Lovelace，1815-1852）是一位 思维敏捷的数学家，爱达意识到巴比 奇的理论设计是完全可行的，她支持 这项工作，改正其中的错误，并建议 用二进制存储取代原设计的十进制存 储。null 她指出分析机可以像雅各织布机一样进行编程，并发现了进行程序设计（program design）和编程(programming)的基本要素，还为某些计算开发了一些指令，例如可以重复使用某些穿孔卡片，按现代的术语来说这就是“循环程序”和“子程序”。由于她在程序设计上的开创性工作，被誉为是世界上第一位程序员。 null 1975年1月，美国国防部提出使用一种通用高级语言的必要性，并为此进行了国际范围的设计投标。1979年5月最后确定了新设计的语言。海军后勤司令部的杰克·库柏(Jack Cooper)为这个新语言起了一个美丽的名字Ada，用于纪念爱达。 1.1.3 电子计算机 1.1.3 电子计算机 第一个采用电器元件来制造计算机的是德国工程师朱斯（K. Zuse）。 1941年，他的Z-3计算机开始运转，这是世界上真正的第一台通用程序控制计算机。 null 1936年美国哈佛大学应用数学教授霍华德·艾肯（Howard Aiken，1900-1973）提出用机电的方法，而不是纯机械的方法来实现分析机的想法，这就是Mark-I机电计算机的设想，Mark-I的计算机在哈佛大学投入运行。Mark-I只是部分采用了继电器，其后，在1945年至1947年间，艾肯又领导制造成功一台全部使用继电器的计算机Mark-II。null莫克利(Mauchly)设计了第一台电子计算机ENIAC， 其优点： 1.采用了电子线路来执行算术运算、逻辑运算和储存信息 ，由于广泛采用了电子线路，ENIAC同以往计算机相比最突出的优点就是高速度 2.能同时执行几个加法或减法。在这一点上，ENIAC可以看作是20世纪60年代出现的并行计算机的前身。 null 其缺陷： 1.它的存储容量太小，至多只能存20个字长l0位的十送制数。 2.它与后来的“存储程序“型的计算机不同，它的程序是“外插型“的，即用线路连接的方式来实现的，很不便于使用，仅为了进行几分钟或上小时的数字计算，准备工作就要用去几小时甚至l--2天的时间。 null 1944年8月，建造大型存储器的努力有了突破性的进展，埃克特提出用延迟线回路作电子计算机存储器的设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。延迟线存储器的设计第一次打开了大量存储信息的大门，对实际形成存储程序概念起了促进作用。至此，研制一种高效率电子计算机的技术条件已经具备。1.2 计算机的发展 1.2 计算机的发展 1.2.1 第一代计算机 1.2.2 第二代计算机 1.2.3 第三代计算机 1.2.4 第四代计算机 1.2.5第五代计算机 1.2.6 计算机的发展趋势 1.2.1 第一代计算机 1.2.1 第一代计算机 第一代计算机(1946—1958)的持点是： (1)采用电子管代替机械齿轮或电磁继电器作开关元件，但它仍然笨重，而且产生很多热量。既容易损坏，又给空调带来很大负担。 (2)采用二进制代替十进制，即所有指令与数据都用“0”与“1”表示，分别对应于电子器件的“接通”与“断开”，程序设计语言为机器语言。null(3)程序可以存储，这使通用计算机成为可能。但存储设备还比较落后，最初使用水银延迟线或静电存储管，容量很小。后来使用了磁鼓、磁心，有了很大改进。但仍然不可能有支持操作系统的环境。 (4)输入输出装置主要用穿孔卡，速度很慢。 1.2.2 第二代计算机 1.2.2 第二代计算机 第二代计算机（l959—1964）的特点是： (1)用晶体管代替了电子管，晶体管有体积小、重量轻、发热少、耗电省、速度快、功能强、价格低、寿命长等一系列优点。用它作开关元件，使计算机结构与性能都发生了很大变化。null (2)普遍采用磁心存储器作主存， 并且采用磁盘与磁带作辅存，使存储 容量增大，可靠性提高，为系统软件 的发展创造了条件，开始是监控程 序，后来发展成操作系统。 null (3)作为现代计算机体系结构的许多 意义深远的特性相继出现，例如变址 寄存器、浮点数据表示、间接寻址、 中断、I／O处理机等 (4)程序设计语言大发展，先是用汇 编语言代替了机器语言，接着又出现 了高级语言FORTRAN、COBOL。null (5)应用范围进—步扩大，除了以批处理方式进行科学计算外，开始进入实时过程控制和数据处理领域。批处理的目的是尽可能提高CPU的利用率。输入输出设备也在不断改进，但是多采用脱机(off-1ine)方式工作，以免浪费CPU的宝贵时间。 1.2.3 第三代计算机 1.2.3 第三代计算机 第三代计算机(1965一1970)的持点是： (1)用集成电路取代了晶体管，最初是小规模集成电路，后来是大规模集成电路。相对于晶体管体积更小、耗电更省、功能更强、寿命更长。芯片几乎永不失效，缺点是在抗损坏性方面十分脆弱。null(2)用半导体存储器淘汰了磁心存储器， 存储器也集成化了，它与处理器具有良 好的相容性。存储容量大幅度提高，为 建立存储体系与存储管理创造了条件。 (3)普遍采用了微程序设计技术，为确立 富有继承性的体系结构发挥了重要作用， 第三代计算机为计算机走向系列化、通 用化、标准化作出了贡献。null(4)系统软件与应用软件都有很大发展，由于用户通过分时系统的交互作用方式来共享计算机资源，因此操作系统在规模和复杂性方面都有很快发展。为了提高软件质量，出现了结构化、模块化程序设计方法。 (5)为了满足中小企业与政府机构日益增多的计算机应用，在第三代计算机期间，开始出现了第一代小型计算机,如DEC的PDP-8。 1.2.4 第四代计算机 1.2.4 第四代计算机 第四代计算机（1971-）的特点是： (1)用微处理器(microprocessor)或超 大规模集成电路VLSI（Vely Large Scale Integration）取代了普通集成 电路。这是具有革命性的变革，出 现了影响深远的微处理器冲击。null(2)从计算机系统本身来看，四代机是三代 机的扩展与延伸，存储容量进一步扩大，输 入采用了OCR（字符识别）与条形码，输出 采用了激光打印机，光盘的引进，新的程序 设计语言Pascal、Ada的使用。 (3)微型计算机(microcopmputer)异军突起， 席卷全球，触发了计算技术由集中化向分散 化转变的大变革。许多大型机的技术垂直下 移进入微机领域，使计算机世界出现一派生 机勃勃的景象． null (4)数据通信、计算机网络、分布式处理有 了很大的发展，计算机技术与通信技术相 结合正改变着世界的技术经济面貌。 Internet、广域网(WAN)、城域网(CAN)和 局域网(LAN)正把世界各地紧密地联系在一 起。 (5)由于特殊应用领域的需求，在并行处理 与多处理领域正积累着重要的经验，为未 来的技术突破创造着条件。例如图象处理 领域、人工智能与机器人领域、函数编程 领域、超级计算领域都是人们越来越感兴 趣的领域。 1.2.5第五代计算机 1.2.5第五代计算机 一、日本的FGCS(Fifth Generation Computer System) 二、美国的MCC(Microelectronic and Computer Technology Corporation) null 第五代计算机系统FGCS(Fifth Generation Computer System)，又称 智能计算机，它由下列几个主要部分所组 成： （1）知识库(KB：Knowledge Bank)、 知识库计算机(KBM：Knowledge Bank Machine)和知识库管理系统(KBMS： Knowledge Bank Management System)。 （2）问题求解和推理机。 （3）智能接口系统。 （4）应用系统。 null第五代计算机系统要达到的目标是： （1）用自然语言、图形、图像和文件进行输入／输出。 （2）用自然语言进行对话方式的信息处理，为非专业人员使用计算机提供方便。 （3）能处理和保存知识，以供使用；配备各种知识数据库，起顾问作用。 （4）能够自学习和推理，帮助人类扩展自己的才能。 null 对未来计算机系统影响深远而且经 济潜力最大的4个主要技术领域：软件 技术、VLSI/CAD、组装与互连、高级 计算机体系结构。MCC的高级计算机 体系结构研究部是最有特色的一个部 门，下设5个实验室： (1)核心科学实验室 (2)AI实验室，即人工智能(Artifical Intelligence)领域 null (3)HI实验室，即人机接口(Human Interface)领域 (4)ST实验室，即系统技术(System Technology)领域 (5)实验系统成套工具 （Experimental System Kit） 1.2.6 计算机的发展趋势 1.2.6 计算机的发展趋势 计算机的发展趋势体现在如下几个方面: 1、微型化和巨型化 近几年，计算机制造技术朝着两极方向发展，一个方向是体积越来越小，陆续出现了笔记本电脑和掌上电脑，另一个方向是功能越来越强，出现了每秒运算数万亿次的巨型计算机。null2、智能化 到目前为止，计算机处理过程化的计算 工作、事务处理工作已经达到了相当高的水 平，是人力望尘莫及的，但在智能性工作方 面，计算机还远远不如人脑。如何让计算机 具有人脑的智能，模拟人的推理、联想、思 维等功能是计算机技术的一个重要发展方 向。 null3、网络化 社会中的各种成分是相互联系、 相互依存的，实现网络化，才能真正 做到资源共享，算机才能在社会发 展、经济建设中发挥更重要的作用。 1.3 中国计算机发展简史 1.4 著名的计算机公司1.3 中国计算机发展简史 1.4 著名的计算机公司1.4.1 IBM公司 1.4.2 Intel公司 1.4.3 Microsoft（微软）公司 1.4.4 联想集团 1.3 中国计算机发展简史 1.3 中国计算机发展简史 我国的计算机事业始于1956年我国最早倡导研究计算技术的著名数学家华罗庚教授起草了发展电子计算机的措施。8月成立了以华罗庚为主任的中国科学院计算技术研究所筹建委员会，并组织了计算机设计、程序设计和计算机方法专业训练班，并首次派出一批科技人员赴苏联实习和考察，引进了当时苏联的M-3小型机和BECM大型机。null 从1964年开始，北京、天津、上海等 地相继制成一批晶体管计算机，主要机 型有l09-乙，X-2，DJS-6、7、8、21， 109-丙，441B-Ⅱ、Ⅲ等十多种 。 20世纪70年代以后，我国进入集成电 路计算机时期，首先问世的是111机、112 机和709机。70年代中后期相继研制成功 多种每秒百万次的大型机，计有655、150、151、905-甲、905-乙、735等型号。 null 1983年，我国先后研制成功757 大型计算机和“银河I”巨型计算 机。757机是元器件和设备立足于 国内，由我国自行设计的第一台大 型向量计算机，每秒向量运算千万 次。“银河I”是每秒向量运算一亿 次的计算机，它填补了国内巨型计 算机的空白，使我国跨进世界研制 巨型计算机行列。null1986年中华学习机投产 1985 长城286投产 1988年长城386投产 1993银河计算机Ⅱ型通过鉴定，运算速度达到每秒10亿次 1995曙光1000研制成功，其运算峰值可达每秒25亿次 null1996年，国产联想电脑在国内微机市场销售量首次实现排名第一 。 1997年，银河－Ⅲ巨型计算机研制成功。 2000年，我国自行研制成功高性能计算机“神威Ｉ”，其主要技术指标和性能达到国际先进水平。null2002年8月，联想深腾1800大规模计算机系统研制成功 2003年11月，由深圳大学和清华大学联合研制的深超-21C通过技术鉴定 。 2003年11月，联想深腾6800超级计算机研制成功，在2003年11月16日公布的全球最新超级计算机500强排行榜中，深腾6800实际运算速度居第14位。 1.4.1 IBM公司 1.4.1 IBM公司 IBM公司的前身是计算制表记录公司，由美国金融家查尔斯·弗林特创建。1911年弗林特兼并了三家公司：制表公司、计算度量公司和国际时间记录公司，成立了计算制表记录公司。其中的制表公司，它的创始人就是1884建造第一台机电式制表机的赫尔曼•霍勒瑞斯。null1924年，计算制表记录公司更名为国际商业机器公司（International Business Machines Corporation），即IBM公司。 IBM在二战中开始腾飞，公司销售额从1940年美国参战前的4600万美元，变为战后1945年的1.4亿美元，成为全美知名的大企业。同时，IBM的业务也扩展到国外，外设分公司和办事处有几十家，在78个国家有代表机构。 1.4.2 Intel公司 1.4.2 Intel公司 Intel公司成立于1968年，当时只有8个人 1969年推出第一个产品3103双位存储器（64位的高速随机存取存储器）。 1971年，当时还处在发展阶段的Intel公司推出了世界上第一台微处理器4004 。 1972年推出8位的8008，1974年推出比8008更先进的8080。null1978年，首次生产出16位的微处理 器，并命名为8086，同时还生产出 与之相配合的数学协处理器8087 。 1979年，Intel公司推出了8088芯 片，属于准16位微处理器 null 1981年8088芯片首次用于IBM PC机中， 开创了全新的微机时代。也正是从8088 开始，PC机（Personal Computer，个人 电脑）的概念开始在全世界范围内发展 起来。 1982年，INTE已经推出了划时代 的最新产品80286芯片。从80286开始， CPU的工作方式也变成实模式和保护模 式两种方式。 null1985年Intel推出了80386芯片，它是80X86系列中的第一种32位微处理器 。 1989年， 80486芯片由Intel推出，这种芯片突破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管。 null Intel在1993年推出了全新一代的高性能处理器Pentium。Pentium的内部含有的晶体管数量高达310万个，时钟频率由最初的60MHz和66MHz，后提高到200MHz。100MHz的Pentium则比33MHz的80486要快6至8倍。null1996年推出了第6代X86系列CPU--Pentimu Pro。Pentimu Pro的内部含有550万个晶体管，内部时钟频率为133MHz，处理速度几乎是100MHz的Pentium的2倍 。 1996年底又推出了Pentium 系列的改进版本--Pentium MMX（多能奔腾）。MMX技术是Intel最新发明的一项多媒体增强指令集技术。null1997年5月，Intel又推出了Pentium Ⅱ。PentiumⅡ采用了与Pentium Pro相同的核心结构,但它加快了段寄存器写操作的速度,并增加了MMX指令集,以加速16位操作系统的执行速度。 1998年推出了面向低端市场，性能价格比相当高的Celeron CPU（赛扬处理器），Pentium Celeron可以说是Intel为抢占低端市场而专门推出的。Pentium Celeron的中文名称为奔腾赛扬处理器。为了降低成本，去掉了芯片上的二级缓存。null在1998与1999年间，Intel公司还推出一款比Pentium Ⅱ还要更加强大的CPU--Pentium ⅡXeon（至强处理器）。 Pentium III处理器是Intel的又一代产品，PIII拥有32K一级缓存和512K二级缓存，包含MMX指令和Intel自己的“3D”指令――SSE，Streaming SIMD Extensions。null 1999年10月底，Intel正式发布代 号为"Coppermine"的新一代Pentium Ⅲ处理器，其系统前端总线为133MHz，CPU主频最高达到33MHz。这之后，推出了功能更为强大的Pentium Ⅳ。 1.4.3 Microsoft（微软）公司 1.4.3 Microsoft（微软）公司 微软诞生于1975年 。 1980年，IBM准备进军PC市场，由 IBM 公司提供一切硬件，由微软公司 开发一套操作系统，有了这套操作系 统，可以使用户方便的使用PC机。 null 1981年6月MS DOS基本完成，8月 IBM PC机问世，这台个人计算机主频 是4.77MHz，CPU是Intel公司的8088 芯片，主存64KB，操作系统就是微软 的MS DOS，DOS是磁盘操作系统(Disk Operation System)的简称，在1985年 到1995年间占据PC机操作系统的统治 地位，版本从1.x到7.x。 null 1985年6月，微软和IBM达成协 议，联合开发OS/2操作系统。根据 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ，IBM在自己的电脑上可免费安 装。而允许微软向其他电脑厂商收取 OS/2的使用费。当时IBM在PC市场 拥有绝对优势，兼容机份额极低，而 到了1989年，兼容机市场已达到80％ 的份额。微软在操作系统的许可费 上，短短几年就赢利20亿美元。null 微软从1981年就开始开发后来称之为“Windows”的操作系统。它在1985年和1987年分别推出Windows 1.0版和Windows2.0版。但是，由于当时硬件和DOS操作系统的限制，这两个版本并没有取得很大的成功。 Microsoft于1990年5月份推出Windows3.0并取得惊人的成功，不到6周，Microsoft公司销出50万份Windows3.0拷贝，奠定了Microsoft在操作系统上的垄断地位。 null 一年之后推出的Windows3.1对 Windows 3.0作了一些改进，引入 TrueType字体技术，这是一种可缩 放的字体技术，它改进了性能；还引 入了一种新设计的文件管理程序，改 进了系统的可靠性。更重要的是增加 对象链接与嵌入技术（OLE）和多媒 体技术的支持。Windows3.0和 Windows3.1都必须运行于MS DOS 操作系统之上。 null1995年推出新一代操作系统Windows95，它可以独立运行而无需DOS支持。Windows95是操作系统发展史上一个里程碑式的作品 。 这之后还陆续推出了Windows98、Windows2000、WindowsXP、WindowsME，这期间还推出了供服务器用的WindowsNT。 1.4.4 联想集团 1.4.4 联想集团 联想集团成立于1984年，由中国科学院计算所投资20万元人民币、11名科技人员创办，到今天已经发展成为一家在信息产业内多元化发展的大型企业集团。 联想计算机从1996年以来连续8年位居国内市场销量第一，2002年第二季度，联想台式计算机销量首次进入全球前五，其中消费电脑世界排名第三。null 2003年11月，由联想自主研发的每秒运算速度实测值超过每秒4万亿次的联想深腾6800计算机，同月权威机构全球高性能计算机TOP500排行榜再次公布，联想深腾6800排名全球第14位，联想4万亿次计算机的研制成功对中国高性能计算机的产业化具有重要意义。 null 在2002年9月《财富》杂志公布的中国上市企业百强中，联想集团位列第六；2002年底，作为"中国最有价值品牌"之一， "联想"品牌荣登前五，品牌价值达到198.32亿元人民币。 1.5 著名的计算机科学家1.5 著名的计算机科学家1.5.1 图灵 1.5.2 冯·诺依漫 1.5.3 吴文俊 1.5.4 王选 1.5.5 金怡濂 1.5.1 图灵 1.5.1 图灵 世界上第一台电子计算机ENIAC l946年2月诞生于美国宾夕法尼亚大学 莫尔学院。但学术界公认，电子计算 机的理论和模型是由英国数学家图灵 在此前10年即1936年发表的一篇论文 “论可计算数及其在判定问题中的应 用”(On Computable Numbers With an Application to Entscheidungs Problem)中奠定了基础的。null 因此，当美国计算机协会ACM（Association for Computing Machinery）在1966年纪念电子计算机诞生20周年，也就是图灵的有历史意义的论文发表30周年的时候，决定设立计算机界的第一个奖项（在此之前，作出杰出贡献的计算机科学家只能获得数学方面或电气工程方面的奖项），并且很自然地把它命名为“图灵奖（Turing Award）”，以纪念这位计算机科学理论的奠基人。图灵奖被誉为“计算机界的诺贝尔奖”。 null 图灵提出的计算模型现在被称作“图灵 机”(Turing Machine)。图灵机由一条双向 都可无限延长的被分为一个个小方格的磁 带、一个有限状态控制器和一个读写磁头 组成。图灵机一步步地进行工作，机器工 作情况取决于三个条件，即： （1）机器的内部状态； （2）读写磁头扫描在磁带的哪个方格上； （3）该方格上有什么信息。 null 机器执行一步工作的过程如下： （1）读写磁头在所扫描的方格上写上符号，原有符号自然消除； （2）磁头向右或向左移动一个方格，机器由当前状态转向另一个状态，进入下一步工作； （3）如此周而复始，除非遇到命令机器停止工作的状态。 null 例如，机器在某一步上处于状态q3，将 所扫描方格中的A改写为E，左移一个方格， 进入状态q5，磁头将要扫描的方格内的字母 改为T。机器下一步的工作由q5和信息T唯一 确定。 图灵机的这种由状态、符号确定的工作过 程叫图灵机的程序，可以方便地用下列五元 组来定义： null 其中q、q’是有限状态控制器中的状态,，q为当前状态，q’为下一状态；b、a表示方格中的符号，b是当前方格中原有符号（before），a是修改后的符号（after）；m指示磁头移动方向，若左移则为L（Left），若右移则为R（Right），不动则用N表示（No-motion）。这样，上述图灵机的一步动作就可用下列五元组确切地描述： null图灵自己就信心十足地指出，凡是可计算 的函数都可以用他的图灵机来计算，这被 称为图灵论题。 图灵的另一个杰出贡献是他在1950年10月 发表的论文“计算机和智能”（Computing Machinery and Intelligence）。在这篇经 典的论文中，图灵进一步阐明了他认为计 算机可以有智能的思想，并提出了测试机 器是否有智能的方法，人们称之为“图灵 测试”(Turing Test)。null 在这个测试中，让一个提问者通过电传 打字机（现在可以通过计算机键盘）在远 处同人或计算机相联系，提出各种各样问 题。提问者根据对方的回答确定对方是人还 是计算机。如果在提出足够多的问题后提问 者仍无法确定对方是人还是计算机，那未就 可以认为机器具有人的智能。 由于图灵的一系列杰出贡献和重大创造， 1951年他被选为英国皇家学会院士。 1.5.2 冯·诺依漫 1.5.2 冯·诺依漫 1944年8月到1945年6月，在莫尔学院定 期举行会议，提出各种研究报告。冯·诺依 曼与莫尔小组积极合作。经过10个月的紧 张工作，一个全新的存储程序通用电子计 算机方案——EDVAC方案诞生，EDVAC是 离散变量自动电子计算机（Electronic Discrete Variable Computer）的简称。人 们通常称它为冯·诺依曼机，时至今日，所 有的计算机都没有突破冯·诺依曼机的基本 结构。null EDVAC方案明确规定了新机器有5个构成部分： （1）计算器CA； （2）逻辑控制装置CC； （3）存储器M； （4）输入I； （5）输出O。 null EDVAC方案有两个非常重大的改 进：一是为了充分发挥电子元件的高 速度而采用了二进制；二是提出了“ 存储程序”，可以自动地从一个程序 指令进到另一个程序指令，其作业顺 序可以通过一种称为“条件转移”的指 令而自动完成。 null “指令”包括数据和程序，把它们用码的 形式输入到机器的记忆装置中，即用记忆 数据的同一记忆装置存储执行运算的命令， 这就是所谓存储程序的新概念．这个概念 被誉为计算机史上的一个里程碑，存储程 序就不仅解决了速度匹配问题，它还带来 了在机器内部用同样的速度进行程序的逻 辑选择的可能性，从而使全部运算成为真 正的自动过程 null 长达101页的EDVAC方案是计算机 发展史上一个划时代的文献，影响 波及国内外，它向世界宣告：现代 电子计算机的时代开始了。从此，人 类掌握了智力解放的伟大工具。null 1945年底，ENIAC刚刚完成，设计组 的专家们就因发明权的问题闹得不可开交， 小组自行解体了，EDVAC的研制陷于困境。 世界上第一台存储程序计算机是英国剑桥大 学数学实验室制成的EDSAC（1949年投入运 行）。在美国，首台同类机器是1950年完 成的SEAC机，EDVAC直到l952年才制造完 成，名列第4。 1.5.3吴文俊 1.5.3吴文俊 吴文俊，1919年5月出生于上海，1940年毕业于上海交通大学数学系，1946年赴法国Strassbourg大学留学，获博士学位。现任中国科学院系统科学研究所研究员，中国科学院院士，2000年国家最高科学技术奖获得者。吴文俊教授的数学研究活动，可分为前后两个时期，涉及到好几个数学领域，在代数拓扑和机器证明两个领域有重大贡献，对数学研究影响深远。null 前期自1947 年至20世纪70年代，以 代数拓扑为主，他的贡献主要有两个方面： 一、示性类研究 通过Grassmann流形对在20世纪30年代 由瑞士Stiefel、美国Whitney、前苏联 Pontrjajin 和陈省身通过不同途径引入的 示性类进行了系统的论述，确定了名称， 探讨了相应关系，并应用于流形的构造。null 他引入的上同调类，后来在文献中被称之为吴示性类，他提出的蕴含拓扑不变性和同伦不变性的两个公式，后来都被称之为吴公式。由于这些结果的根本重要性，在多种问题中被广泛应用。 二、示嵌类研究 他引入具有非同伦拓扑不变量的一种一般构造方法，并系统地用之于嵌入问题，引入了复合形示嵌类，并用同样方法研究浸入问题与同痕问题，引入类似的示浸类与示痕类。 null 瑞士Haefiger由于在1958年听到了他关 于上述示嵌类研究工作的讲学，于1961年 将嵌入问题作了重要推广，因而成为瑞士 主要拓扑专家。美国Smale应用他的工作于 维数大于4的Poincare猜测，并因而获Fields 奖。他后来应用关于示嵌类的成果于电路布 线问题，给出线性图平面性的新的判定准 则，与以往的判定准则在性质上完全不同， 尤其是可计算。 null 后期始于1976年，从事机器证明与数学机 械化的研究，与计算机密切相关。他提出的用 计算机证明几何定理的方法，与常用的基于数 理逻辑的方法根本不同，显现了无比的优越 性，改变了国际上自动推理研究的面貌，被称 为自动推论领域的先驱性工作，并因此获得 Herbrand自动推论杰出成就奖。第14届国际自 动推论大会上对吴文俊的工作给予了高度评 价：“吴文俊在自动推理界以他于1977年发明 的(定理证明)方法著称。这一方法是几何定理 自动证明领域的突破。” 1.5.4 王选 1.5.4 王选 王选，1937年2月出生在江苏无锡人，1958年北京大学数学力学系计算数学专业毕业后参加工作。北京大学教授，中国科学院院士，中国工程院院士，2001年国家最高科学技术奖获得者。 1975年，一个偶然的机会，王选听说了国家汉字信息处理项目“七四八工程”，其中的“汉字精密照排系统”引起了他的浓厚兴趣。null1976年王选做出了一个大胆的决策：采取跨越式发展的技术路线，跨过第二代和第三代照排系统，直接研制第四代激光照排系统。 王选在1976年决定使用“轮廓描述方法”描述汉字字形，为保证字形变大变小时的质量，还提出并实现了用“参数描述方法”控制字形变倍和变形时敏感部位的质量，而西方在大约10年后的80年代中期才开始采用类似技术。这些方法使字形信息量压缩约500倍，达到当时世界最高水平。 null从1976年至1993年，王选先后主持设 计并实现了六代汉字激光照排控制器， 采用双极型微处理器与专用芯片相结合 的技术，在计算能力和存储能力较低的 计算机系统上完成了页面描述语言的解 释处理，使我国的电子出版技术处于世 界先进水平，共获得8项中国专利，一 项欧洲专利，成为我国第一个欧洲专利 获得者。null 在1979年提出了适合硬件实现的、失真 最小的高速还原汉字字形算法，并编写微程 序予以实现，使还原速度达到每秒250字。 后来他又设计出一种加速字形复原的超大规 模专用芯片，实现了高速和高保真的汉字字 形复原和变倍、变形，使复原速度上升到每 秒710字，达到当时汉字输出的世界最快速 度。 null从1991年到1994年，王选率领他的团队不断创新技术，又引发了我国报业和印刷业的三次技术跨越。 一是跨过报纸的传真机传版作业方式，直接推广以页面描述语言为基础的远程传版新技术； 二是跨过传统的电子分色机阶段，直接研制开放式彩色桌面出版系统； 三是规划和组织研制新闻采编流程计算机管理系统，使报社实现网络化生产与管理。 null 这些电子出版新技术的应用，推 动和促进了整个印刷行业的技术和设 备改造，书刊和新闻出版业呈现空前 繁荣。1999年，我国出版图书、报纸 和期刊分别比1978年提高846%、 1095%和780%。 1.5.5 金怡濂 1.5.5 金怡濂 金怡濂，1929年9月出生于天津市， 1951年毕业于清华大学电机系，1956 ～1958年在苏联科学院精密机械与计 算技术研究所进修电子计算机技术。 中国工程院院士，国家并行计算机工 程技术研究中心研究员，2002年国家 最高科学技术奖获得者。null 20世纪50年代到60年代末，他作为技术 骨干、运控部分技术负责人，相继参加了 我国第一台大型电子计算机和多种通用机、 专用机的研制。 70年代初，金怡濂敏锐地认识到双机并 行在性能、可靠性、可用性和可维性上比 单机将有较大提高，提出了双机并行计算 设计思想和实现方案。 null 70年代后期，金怡濂与其他科学家一 起，主持完成了多机并行计算机系统的 研制，取得了我国计算机技术的突破。 他运用Markov链随机过程方法，提出 了混合互连网络方案，解决了多机系统 中拓扑结构的难题；运用叠堆原理，分 析、解决了小信号高速传输问题；提出 系统重新组合，运行、维护两个系统并 行互不干扰的思路，提高了机器的可用 性。 null 80年代中期，随着微处理机芯片迅速发展，金怡濂预见到大规模并行处理计算机将成为国际巨型机发展的主流，提出了基于通用CPU芯片的大规模并行计算机设计思想、实现方案和多种技术相结合的混合网络结构，解决了240个处理机互连的难题，从而研制出运算速度达到当时国内领先水平的并行计算机系统，实现了我国巨型计算机向大规模并行处理方向的发展，我国巨型计算机研制进入与国际同步发展的时代。 null90年代，他撰写了“大规模并行计算机 的发展和我们的对策”等专论，倡议抓住 机遇，发展大规模并行计算机，使我国赶 上世界巨型机技术先进水平。 金怡濂受命主持研制国家重点工程——“神 威”巨型计算机系统，担任总设计师。他提 出了以平面格栅网为基础的“分布共享存储 器大规模并行结构”的总体方案，提出了网 上多种集合操作以无匹配高速信号传送等 技术构想和解决方案，均获得成功，使我 国高性能计算机峰值运算速度从每秒10亿 次跨越到每秒3000亿次以上。 null 随后，金怡濂继续担任新一代超级计算 机系统的总设计师。他提出以三维格栅网 为基础的可扩展共享存储体系结构和消息 传送机制相结合的总体方案，为系统关键 技术指标进入国际领先行列奠定了基础； 率先将消息传递、全局共享、规模可变的 结点共享三种工作模式集于一体，能够适 合不同用户、不同课题的需要，有利于不 同模式的国内外已有程序的移植，扩展了 使用范围；null提出具有双端口异构访问的大规模共享磁盘阵列群的构想，提高了系统效率；针对巨型计算规模庞大、功耗过高等难题，提出循环水冷却、分布式盘阵、透明的保留恢复、高密度组装等创新构想。在研制人员的共同努力下，攻克了相关的技术、工艺难关，有效地提高了系统的可靠性，缩小了系统的体积并降低了功耗。 金怡濂由于主持研制了系列巨型计算机，为我国在世界高性能计算机领域中占有一席之地作出了重要贡献。 1.6 计算机学术组织1.6 计算机学术组织1.6.1 IEEE-CS（电气和电子工程师 学会计算机协会） 1.6.2 ACM（美国计算机学会） 1.6.3 中国计算机学会 1.6.1 IEEE-CS （电气和电子工程师学会计算机协会） 1.6.1 IEEE-CS （电气和电子工程师学会计算机协会） 美国电气和电子工程师学会IEEE （Institute of Electrical and Electronic Engineers）的前身是美国无线电工程 师学会IRE（Institute of Radio Engineers）和美国电气工程师学会 AIEE（American Institute of Electrical Engineers）。null鉴于第二次世界大战以后电子学的迅速发 展，以及电气与电子密不可分的联系，这两 个组织经过反复酝酿、讨论和协商，在1963 年1月l日宣布合并成为电气和电子工程师学 会，也就是IEEE。 1971年1月1日，IEEE宣布它下属的“计算机 协会”（Computer Society）成立，这就是 IEEE-CS。 null IEEE-CS的宗旨是推进计算机和数据处理技术的理论和实践的发展，促进会员之间的信息交流与合作。IEEE-CS每年都要举办一系列的学术会议和讨论会，出版定期、不定期的刊物，成立许多地区分会和专题的技术委员会，其活动范围包括同计算机、计算和信息处理有关的设计、理论和实践的各个层面。IEEE-CS的会员目前已越过10万，成为IEEE中最大的—个分会，也成为计算机界影响最大的两个群众性学术团体之一（另一个就是成立于1947年的美国计算机学会ACM—Association for Computing Machinery）。 nullIEEE-CS现有几十个专业技术委员会，在各 特定领域组织学术会议、研讨会，技术委员 会的设置是随计算机科学与技术的发展而变 化的。现设有计算机体系结构、计算机通 信、计算机元件、数据获取和控制、设计自 动化、数据库工程、分布式处理、容错计 算、机器智能和模式分析、海量存储系统、 数学基础、微程序设计、小型／微型计算 机、操作系统、安全保密、软件丁程和测 试技术等专业技术委员会。nullIEEE-CS出版以下几种杂志： 《计算机》（Computer），这是一本综合性期刊，主要刊登技术综述、讲座、应用方面的论文。《IEEE计算机学报》（IEEE Transaction on Computer），主要刊登关于计算机和信息处理的理论、设汁和实践方面的论文。 《IEEE软件工程学报》（IEEE Transaction on Software Engineering），主要刊登软件规划、开发、管理、测试、维护和文档方面的论文。 null 《IEEE模式分析和机器智能学报》 （IEEE Tran