初中第一课 计算机的过去与未来——计算机的发展历程教案设计

这是一份初中第一课 计算机的过去与未来——计算机的发展历程教案设计，共4页。

学习目标：
了解计算机的发展历史
了解历代计算机采用的主要部件
了解计算机未来发展的方向
计算机的发明是20世纪人类最伟大的科学技术成就之一。随着科技的不断创新，计算机技术得以不断发展和应用。了解计算机的发展史，有助于我们更好的学习计算机技术。
1．信息技术
信息技术（Infrmatin Technlgy ，简称IT）是指用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。计算机技术及网络技术则是现代信息科学技术的基础，是现代信息社会的主要技术之一。计算机技术在人类社会各个领域中的广泛应用，已使人类对数字、文字、声音、图形图像、动画视频、语言语音等各种信息的处理技术进入了崭新的“数字化”时代，它正在改变并将继续改变人类的学习、工作和生活方式。
2．计算机发展史
从古至今，人类运用智慧不断地发明了各种计算器械来减轻自身的劳动强度。总体看来，计算工具的发展可以分为三个阶段：手工计算→机械计算→电子计算。
图1-2 帕斯卡机械加法机
图1-1 算 盘
古代人类用堆石头、打结、刻记号等方法用于计数，对于较小的数目还可以承受，但随着他们对环境的认识越来越深入，这些方式已经不能适应实际需要了,许多用于计算的工具和方法便应运而生。
算盘，是我国劳动人民在生产实践中创造出的一种简单、实用的计算工具（图1-1），有着悠久的历史，它不但可以完成加、减、乘、除运算，甚至还可以进行乘方、开方计算。在计算机已被普遍应用的今天，古老的算盘不仅没有被废弃，在某些领域由于它的简单、灵便等优点，还被广泛地应用着。
在国外，人们对计算方法的研究也有很长的历史。特别在工业革命时期，机械作业大量代替人工劳动，对计算工具的研究开始用机械来实现。法国人帕斯卡在19岁时，花了3年时间设计出了机械式加法机，成为世界上第一台机械式数字计算机（图1-2）。帕斯卡的机械加法机的研究成功给人们的启示是：用一种纯粹机械的装置去代替人们的思考和记忆，是完全可以做到的。在以后很多年里，各种机械计算机被研究出来，功能也越来越强，比较著名的有:1672年的德国图1-3 莱布尼兹的乘法机
图1-4 查尔斯·巴贝奇的差分机、分析机
莱布尼兹的机器乘法计算机模型（图1-3）；1822年至1834年的英国查尔斯·巴贝奇的机械差分机和分析机（图1-4），同现代计算机一样可以编程，这为现代计算机设计思想的发展奠定了基础。
随着电子技术的逐步成熟，人们开始尝试用电子技术来实现数字计算。1946年，在美国诞生了世界上第一台电子数字计算机（ENIAC），虽然这台计算机在功能、运算速度等方面与目前我们所使用的任何一台计算机都是无法相比，但它的问世却是人类科学史上的一个伟大的创举，具有划时代的意义，它标志着数字时代的到来。
电子管
晶体管
集成电路
大规模集成电路
图1-7 各种电子器件
图1-6 第一台电子计算机（ENIAC）
第一台电子计算机的核心部件采用了一种称为“电子管”的电子器件，这种器件体积相对比较大，它的总耗电量达到140千瓦，但运算速度只有每秒5000次加法或者400次乘法。在以后的几年里，随着半导体技术的逐步成熟，用晶体管代替电子管作为计算机的主要器件，这时的计算机称为“晶体管计算机”。采用晶体管的计算机耗电低、体积小、寿命长、运算速度快，使计算机的性能有了很大的提高。半导体技术发展到上世纪六十年代，人们能在一片小小的硅片上集成相当于成百上千晶体管的器件，称为“集成电路”。集成电路体积
远小于晶体管，采用集成电路的计算机不但体型轻巧玲珑，而且其性能、可靠性、运算速度都得到了很大幅度的提高。在此基础上人们提出了将计算机的主要部件，如运算器、控制器等制造在一片硅片上的设想，这就是现在广泛使用的微型计算机的中央处理器（CPU）的结构。
图1-8 104型电子计算机
人们习惯上将电子管、晶体管、集成电路和大规模及超大规模集成电路为核心部件的计算机分别称为第一、二、三和四代电子计算机。
我国对电子计算机的研究起步较晚，但发展很快。1958年与1959年我国先后研制成103型104型大型电子计算机（图1-8）。在以后若干年里，又先后研制出晶体管、集成电路电子计算机。我国自行研制的银河、曙光系列巨型计算机（图1-9）在国家的教育、军事、经济、科技等领域发挥着重要的作用。
3．计算机的未来
图1-9 曙光4000L超级计算机
社会在不断发展，计算机技术也在不断地进步。我们虽然无法想象未来的计算机是什么样子，但可以肯定的说，今后的计算机将向网络化，智能化和个性化的方向发展。未来的计算机运算速度将更快，体积更小，形式更多样，功能更强大。
练一练：
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