！！！本幻燈片編輯于1984年，文中指的今日不是2020！?。?/span>

清華大學(xué)圖片社 1984年1月

前言

????當(dāng)今人類社會已進(jìn)入信息化時代，電子計算機打開了通向信息化時代的大門。

????在人類征服大自然的斗爭中，能夠模擬和代替部分腦力勞動的機器―電子計算機的出現(xiàn)，標(biāo)志著科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一個新的里程碑。電子計算機的出現(xiàn)和發(fā)展，使人類面臨著一個新的科學(xué)技術(shù)和工業(yè)革命的前夕。

????電子計算機是人類腦力勞動的工具，因此它又有電腦之稱，并且成為世界上廣為流行的術(shù)語。

????實踐表明，在我國向四個現(xiàn)代化進(jìn)軍的過程中，電腦的地位和作用日趨顯著。為了滿足教學(xué)和普及電腦知識方面的需要，編輯了這一套《今日的電腦》圖片。這里匯集了我在從事計算機科學(xué)研究工作中積累和在國外工作期間所搜集的材料，材料主要來源是國外文獻(xiàn)、技術(shù)說明書和產(chǎn)品介紹，內(nèi)容較為豐富，圖片新怡，取材廣泛。搜集材料是一項細(xì)微和日積月累的工作其中有的圖片是較為珍貴的。無疑，這些圖片對于教學(xué)和普及電腦知識方面均有一定的參考價值。

????這一套《今日的電腦》圖片，較系統(tǒng)地介紹了電腦系統(tǒng)的構(gòu)成及其在各個領(lǐng)域方面的應(yīng)用。由于圖片本身所具有的特點，它可以給人們以清楚的了解和深刻的印象，有助于對電腦的進(jìn)一步認(rèn)識和了解。

????應(yīng)該指出，當(dāng)前我國的電腦事業(yè)正在迅速發(fā)展之中，每秒運算億次的巨型電腦“銀河"已誕生，微型電腦巳大量生產(chǎn)并應(yīng)用到很多領(lǐng)域，取得了顯著的成效。我希望在大家的共同努力下，能夠早日編輯一套《中國的電腦》圖片，來介紹中國在電腦方面取得的成就和進(jìn)展。無疑，這是一項很有意義的工作。

????《今日的電腦》可作為計算機專業(yè)的教學(xué)參考材料，對于工程技術(shù)人員、科學(xué)工作者、各級領(lǐng)導(dǎo)干部和具有中等文化水平的廣大讀者來說，是學(xué)習(xí)電腦知識的較好材料。

????在此，我謹(jǐn)對清華大學(xué)無線電電子學(xué)系黃云森老師在編輯圖片過程中給予的熱情協(xié)助表示衷心的感謝。

中國科學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所

劉尊 全編

1984 年1 月20 日

幻燈片

一、電腦的裝置及其系統(tǒng)

1.1 歷史的回顧

002 古代秘魯人的結(jié)繩記事

????在智力解放的征途中，人類經(jīng)歷了漫長的道路。早在遠(yuǎn)古時代，人類就開始用石子計數(shù)，事實上，拉丁文中計算心(CALCULUS)一詞的原意，就是計算用的石子。

????人類還曾以各種顏色與形式的繩結(jié)來記事和記數(shù)。這是保存在美國自然歷史博物館中的古代秘魯人記事用的繩結(jié)也即印加人的文字。這種文字隱含在一種以復(fù)雜的數(shù)理邏輯概念為基礎(chǔ)的通用的記錄方式之中，各種各樣的信息都靠系在一根主繩上的第二、第三級細(xì)繩的位置和顏色，以及這些細(xì)繩上繩結(jié)的排列記錄下來。因此，印加人的“文字”是一個三維體系，信息記錄在由細(xì)繩構(gòu)成的立體圖案中。

003 最早的計算工具一一算盤

????早在二千五百年前，中國就已經(jīng)使用算盤。它具有制作簡單，使用方便的特點，至今仍

被廣泛使用治。

????比較早期的計算工具，還有計算板（一種刻在大理石上的各種條紋，以此表示數(shù)目）和羅馬人的籌碼。

????日本在十六世紀(jì)才開始廣泛使用算盤，它被叫做蘇魯班。

004 早期的計算機設(shè)計家查理· 巴貝奇(Charles Babbage)

????1820 年英國劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)教授查理· 巴貝奇設(shè)計了一臺機械計算機，叫“差分機”，并于1922年成功地制出了一個小的模型（如圖）1930年他又設(shè)計了它具有存貯、資料處理和控制部件的“分析機”，與現(xiàn)代計算機的設(shè)計思想十分相近，這是一件了不起的工作?？墒牵抻诋?dāng)時的條件，這部分析機始終沒有能夠完成。世人曾諷刺他的這一工作為“巴貝奇”的愚笨。

005 查理·巴貝奇設(shè)計的計算機部件

????巴貝奇之后將近一個世紀(jì)，計算機的發(fā)展停滯不前，直至本世紀(jì)四十年代，當(dāng)美國哈佛大學(xué)和國際商業(yè)機器公司的工程師和科學(xué)家，在研制“馬克(Mayk)I"機電式計算機的時候，才又重新發(fā)現(xiàn)了查理·巴貝奇的設(shè)計，并被他的先進(jìn)設(shè)計思想所震驚。

006 機電式計算機馬克(Mark) l

????它是美國哈佛大學(xué)和IBM公司共同研制的，于1944年8月交付使用，共運行了十五年之久．這臺機器使用了機械齒輪傳動裝置和繼電器，所有的運算是十進(jìn)制的，一次加法運算為0.3秒，乘法為5.7秒，除法為15.3秒。

007 世界上第一臺電子數(shù)字計算機埃尼阿克(ENIAC)

????1946 年世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC問世了(ENIAC 是一個縮寫詞，中文意思是電子數(shù)字積分機和計算機），它是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道的需要而研制的。這臺機器每秒能完成五千次運算，用了18,800個電子管，體積3, 000立方英尺，耗電150千瓦，重量30噸，占地170平方米。在今天看來，可算是一個龐然大物了。

008 約翰· 馮·諾依曼(John von Neumann) 和第一臺異步控制計算機IAS

????第一臺電子計算機雖然運算速度很快，但還不是通用計算機，不能用今天編程序的方法使用它，當(dāng)運算題目改變時需要改變連線。這就降低了速度。

????John von Neumann 是一位才華出眾和有遠(yuǎn)見的數(shù)學(xué)家。他研究了ENIAC弱點，提出了“存貯程序計算機”設(shè)想，并與ENIAC小組合作，研制成功離散變量自動電子計算機EDVAC。這臺采用二進(jìn)制的電子元件的機器，實現(xiàn)了存貯程序的思想，所以又被稱為John Von Neumann所謂“存貯程序”就是將描述運算步驟的一條條指令也和數(shù)一樣，事先存入計算機存貯器內(nèi)，機器開動后就直接取出指令，經(jīng)譯碼后執(zhí)行相應(yīng)的操作，這就能實現(xiàn)真正的自動計算。這種設(shè)計思想對現(xiàn)代計算機的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。圖中那個人即約翰· 馮·諾依曼，這是在1952年為美國普林斯頓遠(yuǎn)景研究學(xué)院研制IAS計算機時拍攝的。

009 閱磁芯存貯器的發(fā)明者王安博士

????王安博士，原籍上海，1920 年出生，1940 年畢業(yè)于上海交通大學(xué)，1944 年赴美國深造，在哈佛大學(xué)研究磁芯存貯器，到哈佛研究所后繼續(xù)研究，取得了磁芯記憶系統(tǒng)的多項發(fā)明專利，使電腦體積大大縮減，后來創(chuàng)建了王安電腦公司和王安學(xué)院。

011 磁芯記憶的原理

????磁芯是一個比芝麻粒還小的鐵環(huán)，它是用鐵磁性材料制成的。它很容易被磁化，磁芯被磁化以后能長期保留磁性。只有通過反方向的電流，才能改變磁芯的磁場方向。磁芯的兩種不同狀態(tài)可用來做二進(jìn)制的存貯器。

012 早期的磁芯存貯器

????存貯器是電腦的關(guān)鍵性部件，它決定了存貯信息的能力．。磁芯存貯器在電腦發(fā)展中起過重要的作用。

1.2 固體組件及其剖析

013 電子管、晶體管和固體組件的比較

????最早的電子計算機用電子管作元件，稱為第一代電子計算機。它體積大、耗電大、可靠性差。1948 年，半導(dǎo)體晶體管在貝爾實驗室研制成功1956年，第一臺晶體管計算機就被制造出來，人們稱之為第二代電子計算機。它體積小了，功耗低了，可靠性提高了。六十年代，人們把許多個電子元件做在同一塊很小的半導(dǎo)體硅片上，稱為集成電路，也稱固體組件。集成電路的使用，使計算機進(jìn)入了第三代。

016 集成電路

????每個集成電路都相當(dāng)千成百上千個分立電子元件，可是它的尺寸卻在螞蟻之下。

018 64K（即64千位）的半導(dǎo)體動態(tài)隨機存貯器

????隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，半導(dǎo)體存貯器逐漸取代了磁芯存貯器。1K=1024，半導(dǎo)體存貯器的容量是65, 536個二進(jìn)位，而大小只有四分之一吋。

020 固體組件

????這是一個具有微處理機功能的固體組件。

021 大規(guī)模集成電路

????電路尺寸為3.9X4.6毫米，其功能已大大超過世界第一臺電子計算機ENIAC?，F(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，大約每五至八年，電子器件的尺寸要縮小十倍。

022 顯微鏡下的集成電路

????在面積只有幾平方毫米的硅片上，縱橫交織著密密麻麻的線路，只有在顯微鏡下才能窺視其中的奧妙，這就是大規(guī)模集成電路。大規(guī)模渠成電路是當(dāng)代人類智慧和技術(shù)的結(jié)晶。日本電氣公司用全電子束直接蝕刻方式，在8.9X6.6毫米的硅片上集成了約60萬個晶體管。

1.3 半導(dǎo)體器件的研制和生產(chǎn)

024 電子顯微鏡下的金屬焊接

????這是兩根金絲用熱壓法焊接在鋁接觸面上。

025 電子顯微鏡下的粘附在鋁面上的焊料

????用電子顯微鏡來研究半導(dǎo)體元件的缺陷及其產(chǎn)生的原因，以提高半導(dǎo)體器件的質(zhì)量和可靠性。

026 大規(guī)模集成電路的測試系統(tǒng)

????中間是被測試的固體組件，整個測試系統(tǒng)是在電腦控制下進(jìn)行的。

029 PDP-11 型電腦的生產(chǎn)車間

????電腦生產(chǎn)車間有凈化的要求，防塵是必須保證的條件，并有著嚴(yán)格的操作規(guī)程。

1.4 插件板

030 插件板

????每一塊插件板是由若干個元、器件構(gòu)成的功能部件，可以按規(guī)定的接口插在機柜上，從而組成計算機。本圖是Intel-8080插件板。

034 磁泡存貯器插件板

????磁泡是在一種特殊暗紅色晶體上產(chǎn)生的, 1至5微米大小直徑的圓柱體，利用其產(chǎn)生和消抹來做存貯單位。磁泡的存在代表"1" ，不存在代表"0"，

????磁泡存貯器的特點是密度高。圖中是由四個254, 688單位的存貯部件連接在同一印刷電路板上而制成的具有百萬位存貯能力的存貯板。

036 把插件板安放在指定位置上

????請注意機柜上每塊插件板的編號，這樣裝配電腦大大節(jié)省了時間，并提高了機器的可靠性。

040 大型電腦的插件組裝陣列

????這排列整齊的陣列構(gòu)成了電腦的核心部分—中央處理機，包括存貯器、運算器和控制器這三個主要部分。

041 一個電腦終端—HP-2640A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

????這是一臺智能終端，有采用微處理機進(jìn)行控制的鍵盤和顯示器。它可以獨立使用，也可和大型電腦連接起來使用。

1.5 輸入和輸出裝置

042 穿孔紙帶輸入機

????這是八單位穿孔紙帶，早期的電腦廣泛采用紙帶來輸入程序和數(shù)據(jù)。

043 卡片

????這是80列的卡片，一張卡片最多可以表示80個字符。

045 卡片讀出器，也稱讀卡機。

????它可以將一疊卡片上的信息，輸入到機器里去。圖為FACOM 671D讀卡機。

048 磁帶機

????它可以將已記錄在磁帶上的信息讀入到機器中去，也可以將機器里面的信息記錄到磁帶上面。

050 軟磁盤

????軟磁盤是一種聚脂薄膜盤，樣子類似塑料薄膜唱片，可以彎曲，攜帶起來方便，甚至可

以郵寄，價格也很便宜。

????特別是，軟盤具有可擦除性，即可以根據(jù)需要來更換盤上存放的信息。目前在國際上，

軟盤已逐漸代替并淘汰穿孔卡片。

未完待續(xù)。。。。