1、院班姓學指導HarbinInstituteofTechnology計算機的發展史論計算機網絡的發展系:級:名:號:教師:哈爾濱工業大學計算機的發展史-論計算機網絡的發展摘要：在過去的三百年中，每一個世紀都有一種技術占據主要的地位。18世紀伴隨著工業革命而來的是偉大白機械時代；19世紀是蒸汽機時代；20世紀的關鍵技術是信息的獲取、存儲、傳送、處理和利用；而在21世紀的今天人們則進入了一個網絡時代，使我們周圍的信息更在高速的傳遞著。計算機是20世紀人類最偉大的發明之一，它的的產生標志著人類開始邁進一個嶄新的信息社會，新的信息產業正以強勁的勢頭迅速崛起。隨著計算機功能的擴展和性能的提高，計算機包含的

2、功能部件也日益增多，其間的互連結構日趨復雜。以通信子系統為中心的組織方式，使計算機技術與通信技術緊密結合，形成了計算機網絡、分布計算機系統等重要的計算機研究與應用領域。為了提高信息社會的生產力，提供一種全社會的、經濟的、快速的存取信息的手段是十分必要的，因而，計算機網絡這種手段也應運而生，并且在我們以后的學習生活中，它都起著舉足輕重的作用，其發展趨勢更是可觀。只有更好的學習與了解計算機網絡，計算機系統等重要的計算機研究與應用領域的發展史，才能更深入的了解計算機并且發展計算機技術。因此我就計算機網絡的發展史寫成了這篇論文。一、計算機的發展歷程(一)計算機簡介計算機(computer)俗稱電腦，是

3、一種用于高速計算的電子計算機器，可以進行數值計算，又可以進行邏輯計算，還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行，自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。由硬件系統和軟件系統所組成，沒有安裝任何軟件的計算機稱為裸機。可分為超級計算機、工業控制計算機、網絡計算機、個人計算機、嵌入式計算機五類，較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。計算機發明者約翰馮諾依曼。計算機是20世紀最先進的科學技術發明之一，對人類的生產活動和社會活動產生了極其重要的影響，并以強大的生命力飛速發展。它的應用領域從最初的軍事科研應用擴展到社會的各個領域，已形成了規模巨大的計算機產業，帶動了全球范圍的技術進步，由

4、此引發了深刻的社會變革，計算機已遍及一般學校、企事業單位，進入尋常百姓家，成為信息社會中必不可少的工具。計算機的應用在中國越來越普遍，改革開放以后，中國計算機用戶的數量不斷攀升，應用水平不斷提高，特別是互聯網、通信、多媒體等領域的應用取得了不錯的成績。1996年至2009年，計算機用戶數量從原來的630萬增長至6710萬臺，聯網計算機臺數由原來的2.9萬臺上升至5940萬臺。互聯網用戶已經達到3.16億，無線互聯網有6.7億移動用戶，其中手機上網用戶達1.17億，為全球第一位。（二）計算機發展歷史概述計算工具的演化經歷了由簡單到復雜、從低級到高級的不同階段，例如從結繩記事”中的繩結到算籌、算盤

5、計算尺、機械計算機等。它們在不同的歷史時期發揮了各自的歷史作用，同時也啟發了電子計算機的研制和設計思路。1889年，美國科學家赫爾曼何樂禮研制出以電力為基礎的電動制表機，用以儲存計算資料。1930年，美國科學家范內瓦布什造出世界上首臺模擬電子計算機。1946年2月14日，由美國軍方定制的世界上第一臺電子計算機電子數字積分計算機”（ENIACElectronicNumericalAndCalculator）在美國賓夕法尼亞大學問世了。ENIAC（中文名：埃尼阿克）是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道需要而研制成的，這臺計算器使用了17840支電子管，大小為80英尺X8英尺，重達28t（噸），功

6、耗為170kW,其運算速度為每秒5000次的加法運算，造價約為487000美元。ENIAC的問世具有劃時代的意義，表明電子計算機時代的到來。在以后60多年里，計算機技術以驚人的速度發展，沒有任何一門技術的性能價格比能在30年內增長6個數量級。1、第一代：電子管數字機（19461958年）硬件方面，邏輯元件采用的是真空電子管，主存儲器采用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯；外存儲器采用的是磁帶。軟件方面采用的是機器語言、匯編語言。應用領域以軍事和科學計算為主。特點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般為每秒數千次至數萬次）、價格昂貴，但為以后的計算機發展奠定了基礎。2、第二代：晶體

7、管數字機（19581964年）硬件方的操作系統、高級語言及其編譯程序。應用領域以科學計算和事務處理為主，并開始進入工業控制領域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高（一般為每秒數10萬次，可高達300萬次）、性能比第1代計算機有很大的提高。3、第三代：集成電路數字機（1964-1970年）硬件方面，邏輯元件采用中、小規模集成電路（MSI、SSI）,主存儲器仍采用磁芯。軟件方面出現了分時操作系統以及結構化、規模化程序設計方法。特點是速度更快（一般為每秒數百萬次至數千萬次），而且可靠性有了顯著提高，價格進一步下降，產品走向了通用化、系列化和標準化等。應用領域開始進入文字處理和圖形圖像

8、處理領域。4、第四代：大規模集成電路機（1970年至今）硬件方面，邏輯元件采用大規模和超大規模集成電路（LSI和VLSI）。軟件方面出現了數據庫管理系統、網絡管理系統和面向對象語言等。特點是1971年世界上第一臺微處理器在美國硅谷誕生，開創了微型計算機的新時代。應用領域從科學計算、事務管理、過程控制逐步走向家庭。由于集成技術的發展，半導體芯片的集成度更高，每塊芯片可容納數萬乃至數百萬個晶體管，并且可以把運算器和控制器都集中在一個芯片上、從而出現了微處理器，并且可以用微處理器和大規模、超大規模集成電路組裝成微型計算機，就是我們常說的微電腦或PC機。微型計算機體積小，價格便宜，使用方便，但它的功能

9、和運算速度已經達到甚至超過了過去的大型計算機。另一方面，利用大規模、超大規模集成電路制造的各種邏輯芯片，已經制成了體積并不很大，但運算速度可達一億甚至幾十億次的巨型計算機。我國繼1983年研制成功每秒運算一億次的銀河I這型巨型機以后，又于1993年研制成功每秒運算十億次的銀河n型通用并行巨型計算機。這一時期還產生了新一代的程序設計語言以及數據庫管理系統和網絡軟件等。隨著物理元、器件的變化，不僅計算機主機經歷了更新換代，它的外部設備也在不斷地變革。比如外存儲器，由最初的陰極射線顯示管發展到磁芯、磁鼓，以后又發展為通用的磁盤，現又出現了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光盤（CD-ROM）o（三）

10、計算技術在中國的發展人類文明發展的歷史上中國曾經在早期計算工具的發明創造方面寫過光輝的一頁。遠在商代，中國就創造了十進制記數方法，領先于世界千余年。到了周代，發明了當時最先進的計算工具一一算籌。這是一種用竹、木或骨制成的顏色不同的小棍。計算每一個數學問題時，通常編出一套歌訣形式的算法，一邊計算，一邊不斷地重新布棍。中國古代數學家祖沖之，就是用算籌計算出圓周率在3.1415926和3.1415927之間。這一結果比西方早一千年。珠算盤是中國的又一獨創，也是計算工具發展史上的第一項重大發明。這種輕巧靈活、攜帶方便、與人民生活關系密切的計算工具，最初大約出現于漢朝，到元朝時漸趨成熟。珠算盤不僅對中國

11、經濟的發展起過有益的作用，而且傳到日本、朝鮮、東南亞等地區，經受了歷史的考驗，至今仍在使用。中國發明創造指南車、水運渾象儀、記里鼓車、提花機等，不僅對自動控制機械的發展有卓越的貢獻，而且對計算工具的演進產生了直接或間接的影響。例如，張衡制作的水運渾象儀，可以自動地與地球運轉同步，后經唐、宋兩代的改進，遂成為世界上最早的天文鐘。記里鼓車則是世界上最早的自動計數裝置。提花機原理劉計算機程序控制的發展有過間接的影響。中國古代用陽、陰兩爻構成八卦，也對計算技術的發展有過直接的影響。萊布尼茲寫過研究八卦的論文，系統地提出了二進制算術運算法則。他認為，世界上最早的二進制表示法就是中國的八卦。經過漫長的沉寂

12、，新中國成立后，中國計算技術邁入了新的發展時期，先后建立了研究機構，在高等院校建立了計算技術與裝置專業和計算數學專業，并且著手創建中國計算機制造業。1958年和1959年，中國先后制成第一臺小型和大型電子管計算機。60年代中期，中國研制成功一批晶體管計算機，并配制了ALGOL等語言的編譯程序和其他系統軟件。60年代后期，中國開始研究集成電路計算機。70年代，中國已批量生產小型集成電路計算機。80年代以后，中國開始重點研制微型計算機系統并推廣應用；在大型計算機、特別是巨型計算機技術方面也取得了重要進展；建立了計算機服務業，逐步健全了計算機產業結構。在計算機科學與技術的研究方面，中國在有限元計算方

13、法、數學定理的機器證明、漢字信息處理、計算機系統結構和軟件等方面都有所建樹。在計算機應用方面，中國在科學計算與工程設計領域取得了顯著成就。在有關經營管理和過程控制等方面，計算機應用研究和實踐也日益活躍。二、計算機網絡的定義何為計算機網絡？計算機網絡是通信技術與計算機技術密切結合的產物。它最簡單的定義是：以實現遠程通信為目的，一些互連的、獨立自治的計算機的集合。（“互連”是指各計算機之間通過有線或無線通信信道彼此交換信息。“獨立自治”則強調它們之間沒有明顯的主從關系）1970年，美國信息學會聯合會的定義：以相互共享資源（硬件、軟件和數據）方式而連接起來，且各自具有獨立功能的計算機系統之集合。此定

14、義有三個含義：一是網絡通信的目的是共享資源；二是網絡中的計算機是分散、且具有獨立功能的；三是有一個全網性的網絡操作系統。隨著計算機網絡體系結構的標準化，計算機網絡又被定義為：計算機網絡具有三個主要的組成部分，即能向用戶提供服務的若干主機；由一些專用的通信處理機（即通信子網中的結點交換機）和連接這些結點的通信鏈路所組成的一個或數個通信子網；為主機與主機、主機與通信子網，或者通信子網中各個結點之間通信而建立的一系列協議。三、計算機網絡的發展史（一）計算機網絡在全球的發展歷程計算機網絡已經歷了由單一網絡向互聯網發展的過程。1997年，在美國拉斯維加斯的全球計算機技術博覽會上，微軟公司總裁比爾蓋茨先生

15、發表了著名的演說。在演說中強調，“網絡才是計算機”的精辟論點充分體現出信息社會中計算機網絡的重要基礎地位。計算機網絡技術的發展越來越成為當今世界高新技術發展的核心之一，而他的發展歷程也曲曲折折，綿延至今。計算機網絡的發展分為以下幾個階段。第一階段誕生階段（計算機終端網絡）20世紀60年代中期之前的第一代計算機網絡是以單個計算機為中心的遠程聯機系統。典型應用是由一臺計算機和全美范圍內2000多個終端組成的飛機訂票系統。終端是一臺計算機的外部設備包括顯示器和鍵盤，無CPUW內存。隨著遠程終端的增多，在主機前增加了前端機（FEP）。當時，人們把計算機網絡定義為“以傳輸信息為目的而連接起來，實現遠程信

16、息處理或進一步達到資源共享的系統”，但這樣的通訊系統已具備網絡的雛形。早期的計算機為了提高資源利用率，采用批處理的工作方式。為適應終端與計算機的連接，出現了多重線路控制器。第二階段形成階段（計算機通信網絡）20世紀60年代中期至70年代的第二代計算機網絡是以多個主機通過通信線路互聯起來，為用戶提供服務，興起于60年代后期，典型代表是美國國防部高級研究計劃局協助開發的ARPANET主機之間不是直接用線路相連，而是由接口報文處理機（IMP）轉接后互聯的。IMP和它們之間互聯的通信線路一起負責主機間的通信任務，構成了通訊子網。通訊子網互聯的主機負責運行程序，提供資源共享，組成資源子網。這個時期，網絡

17、概念為“以能夠相互共享資源為目的互聯起來的具有獨立功能的計算機之集合體”，形成了計算機網絡的基本概念。ARPA網是以通信子網為中心的典型代表。在ARP刖中，負責通信控制處理的CCPW為接口報文處理機IMP（或稱結點機），以存儲轉發方式傳送分組的通信子網稱為分組交換網第三階段互聯互通階段（開放式的標準化計算機網絡）20世紀70年代末至90年代的第三代計算機網絡是具有統一的網絡體系結構并遵守國際標準的開放式和標準化的網絡。ARPANE快起后，計算機網絡發展迅猛，各大計算機公司相繼推出自己的網絡體系結構及實現這些結構的軟硬件產品。由于沒有統一的標準，不同廠商的產品之間互聯很困難，人們迫切需要一種開放

18、性的標準化實用網絡環境，這樣應運而生了兩種國際通用的最重要的體系結構，即TCP/IP體系結構和國際標準化組織的OSI體系結構。第四階段高速網絡技術階段（新一代計算機網絡）20世紀90年代至今的第四代計算機網絡，由于局域網技術發展成熟，出現光纖及高速網絡技術，多媒體網絡，智能網絡，整個網絡就像一個對用戶透明的大的計算機系統，發展為以Internet為代表的互聯網。其中Internet（因特網）的發展也分三個階段：1從單一的APRANE發展為互聯網1969年，創建的第一個分組交換網ARPANET只是一個單個的分組交換網（不是互聯網）。20世紀70年代中期，ARPAFF始研究多種網絡互連的技術，這導

19、致互聯網的出現。1983年，ARPANE歷解成兩個：一個實驗研究用的科研網ARPANE氏們常把1983年作為因特網的誕生之日），另一個是軍用的MILNET1990年，ARPANETE式宣布關閉，實驗完成。2建成三級結構的因特網1986年，NSF建立了國家科學基金網NSFNET它是一個三級計算機網絡，分為主干網、地區網和校園網。1991年，美國政府決定將因特網的主干網轉交給私人公司來經營，并開始對接入因特網的單位收費。1993年因特網主干網的速率提高到45Mb/s3建立多層次ISP結構的因特網從1993年開始，由美國政府資助的NSFNET逐漸被若干個商用白因特網主干網（即服務提供者網絡）所替代。

20、用戶通過因特網提供者ISP上網。1994年開始創建了4個網絡接入點NAP（NetworkAccessPoint）,分別由4個電信公司。1994年起，因特網逐漸演變成多層次ISP結構的網絡。1996年，主干網速率為155Mb/s（OC-3）。1998年，主干網速率為2.5Gb/s（OC-48）。（二）計算機網絡在我國的發展歷程我國計算機網絡起步于20世紀80年代。1980年進行聯網試驗。并組建各單位的局域網。1989年11月，第一個公用分組交換網建成運行。1993年建成新公用分組交換網CHINANET80年代后期，相繼建成各行業的專用廣域網。1994年4月，我國用專線接入因特網（64kb/s）。

21、1994年5月，設立第一個WW服務器。1994年9月，中國公用計算機互聯網啟動。目前已建成9個全國性公用性計算機網絡（2個在建）。2004年2月，建成我國下一代互聯網CNGI主干試驗網CERNET肝通并提供服務（2.5-10Gb/s）。四、計算機網絡的現狀隨著計算機技術和通信技術的發展及相互滲透結合，促進了計算機網絡的誕生和發展。通信領域利用計算機技術，可以提高通信系統性能。通信技術的發展又為計算機之間快速傳輸信息提供了必要的通信手段。計算機網絡在當今信息時代對信息的收集、傳輸、存儲和處理起著非常重要的作用。其應用領域已滲透到社會的各個方面，信息高速公路更是離不開它。因此，計算機網絡對整個信息

22、社會有著極其深刻的影響，已引起人們高度重視和極大興趣。21世紀已進入計算機網絡時代。計算機網絡極大普及，計算機應用已進入更高層次，計算機網絡成了計算機行業的一部分。新一代的計算機已將網絡接口集成到主板上，網絡功能已嵌入到操作系統之中，智能大樓的興建已經和計算機網絡布線同時、同地、同方案施工。隨著通信和計算機技術緊密結合和同步發展，我國計算機網絡技術飛躍發展。我們現在已經進入web2.0的網絡時代。這個階段互聯網的特征包括搜索，社區化網絡，網絡媒體（音樂，視頻等），內容聚合和聚集（RSS,mashups（一種交互式Web應用程序）,寬帶接入網、全光網，IP電話，智能網，P2P、網格at算，NGN

23、三網融合技術，IPv6技術，3G移動通信系統技術以及更多。目前大部分都是通過電腦接入網絡。五、計算機網絡的發展趨勢計算機網絡及其應用的產生和發展，與計算機技術（包括：微電子、微處理機）和通信技術的科學進步密切相關。由于計算機網絡技術，特別是Internet/Intranet技術的不斷進步，又使各種計算機應用系統跨越了主機/終端式、客戶/服務器式、瀏覽器/服務器式的幾個時期。今天的計算機應用系統實際上是一個網絡環境下的計算系統。未來網絡的發展有以下幾種基本的技術趨勢：1 .朝著低成本微機所帶來的分布式計算和智能化方向發展，即Client/Server（客戶/服務器）結構；2 .向適應多媒體通信、

24、移動通信結構發展；3 .網絡結構適應網絡互連，擴大規模以至于建立全球網絡。應是覆蓋全球的，可隨處連接的巨型網；4 .計算機網絡應具有前所未有的帶寬以保證承擔任何新的服務；5 .計算機網絡應是貼近應用的智能化網絡；6 .計算機網絡應具有很高的可靠性和服務質量；7 .計算機網絡應具有延展性來保證時迅速的發展做出反應；8 .計算機網絡應具有很低的費用。未來比較明顯的趨勢是寬帶業務和各種移動終端的普及，如可照相手機越來越多，實際上這對網絡帶寬和頻譜產生了巨大的需求。整個寬帶的建設和應用將進一步推動網絡的整體發展。IPv6和網格等下一代互聯網技術的研發和建設將在今后取得比較明顯的進展。未來的幾大網絡趨勢

25、是：（一）語義網SirTimBerners-Lee（Web創始者）關于語義網的觀點成為人們的重要關注已經很長一段時間了。事實上，它已經象大白鯨一樣神乎其神了。總之，語義網關涉到機器之間的對話，它使得網絡更加智能化，或者象Berners-Lee描述的那樣，計算機“在網絡中分析所有的數據一內容，鏈接以及人機之間的交易處理”。在另一個時候，Berners-Lee把它描述為“為數據設計的似網程序”，如對信息再利用的設計。一些公司，如Hakia,Powerset以及Alex自己的adaptiveblue都正在積極的實現語義網，因此，未來我們將變得關系更親密，但是我們還得等上好些年，才能看到語義網的設想實

26、現。（二）人工智能人工智能可能會是計算機歷史中的一個終極目標。從1950年，阿蘭圖靈提出的測試機器如人機對話能力的圖靈測試開始，人工智能就成為計算機科學家們的夢想，在接下來的網絡發展中，人工智能使得機器更加智能化。在這個意義上來看，這和語義網在某些方面有些相同。我們已經開始在一些網站應用一些低級形態人工智能。由于電腦的計算速度遠遠超過人類，我們希望新的疆界將被打破，使我們能夠解決一些以前無法解決的問題（三）虛擬世界作為將來的網絡系統，第二生命（secondlife）得到了很多主流媒體的關注。但在最近一次Sean參加的超新星小組(Supernovapanel)會議中，討論了一些涉及許多其他虛擬世

27、界的機會。(四)移動網絡移動網絡是未來另一個發展前景巨大的網絡應用。便攜式智能終端(PCSPersonalCommunicationSystem)可以使用無線技術，在任何地方以各種速率與網絡保持聯絡。用戶利用PCS進行個人通信，可在任何地方接收到發給自己的呼叫。PCS系統可以支持語音、數據和報文等各種業務。PCS網絡和無線技術將大大改進人們的移動通信水平，成為未來信息高速公路的重要組成部分。它已經在亞洲和歐洲的部分城市發展迅猛。今年推出的蘋果IPHON比美國市場移動網絡的一個標志事件。這僅僅是個開始，在未來的幾年的時間將有更多的定位感知服務可通過移動設備來實現，例如當你逛當地商場時候，會收到很

28、多你定制的購物優惠信息，或者當你在駕駛車的時候，收到地圖信息，或者你周五晚上跟朋友在一起的時候收到玩樂信息。我們也期待大型的互聯網公司如，YAHOOGOOGL成為主要的移動門戶網站，還有移動電話運營商。(五)在線視頻/網絡電視這個趨勢已經在網絡上爆炸般顯現，但是你感覺它仍有很多未待開發的，還有很廣闊的前景。在未來，互聯網電視將和我們現在完全不一樣，更高的畫面質量，更強大的流媒體，個性化，共享以及更多優點，都將在接下來的幾年年里實現.從去年我們組織“中國互聯網發展報告”的過程中看到，中國互聯網的制造業在網絡設備方面的研發已經取得了很多突破，包括現在在高、中、低端路同器產品方面都已經有具有自主知識

29、產權的產品出現。我們現在有許多郵件服務商、技術提供商在網絡標準方面進行積極的研究和開發。網絡時代的到來，給人類教育帶來的沖擊是前所未有的，教育要面向現代化、面向世界、面向未來，首先要面向網絡。教育只有與網絡有機結合，才能跟上時代的發展。盡管對網絡安全技術的研究越來越深入，但是網絡自身的特點，即它的簡單性、便宜性，使得它的安全問題仍然很突出。尤其是IPv6出現以后，它的安全性、服務質量會有更大提高，在將來一段時間針對IPv6的網絡安全問題也會出現。PFP業務將來對網絡結構和網絡安全會產生重大影響，這是互聯網技術開發和政策管制部門所關心的。網絡教育將是下一個互聯網業務的熱點問題，網絡搜索，大容量電

30、子郵件，電子商務平臺，移動互聯網，無線局域網，網絡資源信息開發等業務都將成為互聯網業務的熱點問題。六、計算機的發展趨勢從第一臺計算機產生至今的半個多世紀里，計算機的應用得到不斷拓展，計算機類型不斷分化，這就決定計算機的發展也朝不同的方向延伸。當今計算機技術正朝著巨型化、微型化、網絡化和智能化方向發展，在未來更有一些新技術會融入到計算機的發展里去。（一）巨型化指計算機具有極高的運算速度、大容量的存布空間、更加強大和完善的功能，主要用于航空航天、軍事、氣象、人工智能、生物工程等學科領域。（二）微型化大規模及超大規模集成電路發展的必然。從第一塊微處理器芯片問世以來，發展速度與日俱增。計算機芯片的集成度每18個月翻一番，而價格則減一半，這就是信息技術發展功能與價格比的摩爾定律。計算機芯片集成度越來越高，所完成的功能越來越強，使計算機微型化的進程和普及率越來越快。（三）網絡化計算機技術和