20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。60年代初期出现了cad 的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。70年代，完整的cad 系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器 ， 推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了cad技术的发展。80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世 ，cad技术在中小型企业逐步普及。80 年代中期以来，cad 技术向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为cad 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在cad中的应用，极大地提高了cad系统的性能；人工智能和专家系统技术引入cad，出现了智能cad技术，使cad 系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。现在，cad 已在电子和电气、科学研究、机械设计 、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。

关于图形的界面，帮忙回答一下。

TC不可以!VC可以的!纯代码当然可以实现

转一篇别的地方的GUI历史吧!既然你说会加分,呵呵

追溯GUI历史作者:agiha 日期:2005-08-30

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如果你使用电脑已经有一些年头，那么必定知道那些没有图形界面的操作系统，微软的DOS、UNIX以及最初的Linux，要熟练使用这些操作系统，用户必须牢牢记住大量的命令并且达到应用自如的程度。在那些年代，如果能够掌握计算机操作技能绝对会让人肃然起敬，但也正是由于操作的复杂性，计算机很难真正进入家庭、为普通用户所掌握。

计算机业界很早就意识到这个问题，以图形界面（GUI，Graphic User Interface）代替字符界面成为广泛的共识—图形界面操作直观，用户不加以特殊训练也能够很容易掌握，计算机应用的门槛大大降低。在上世纪八十年代之后，各种类别的操作系统都竞相引入图形界面，这其中除了我们熟知的微软Windows和苹果机之外，还有为数众多、但后来没落无踪的其他系统。在九十年代中期，图形界面开始真正取代字符界面成为标准，这其中又以微软的Windows 95为典型代表。进入到2000年后，操作系统原本残留的字符界面模式被完全取消，而图形界面也不满足以简陋的设计，朝向注重视觉体验的方向发展，苹果Mac OS X与微软Windows XP堪称是两大支柱。而在这之后，图形界面走向完美和个性化时代，终端用户都可以参与其中，为自己设计一套个人化的界面外观，而业界则将目光放到更遥远的将来，希望能在未来操作系统中采用3D化的全新视觉界面。

在下面的文字中，我们将向大家详细介绍图形界面的概念起源、实现以及详细的发展历程，期间将涉及到形形色色的操作系统。

从理论探索到产品雏型

GUI界面电脑的概念始于上世纪三十年代，当时有一位名为“凡尼佛·布什（Vannevar Bush）”的人物，他天马行空提出一个称为“Memex”的智慧设备，他认为这种设备具有与书桌类似的外观，同时还有两个可触摸操作的显示器、一个输入键盘以及一个扫描仪，通过这个设备，用户可以访问到人类的所有知识库。在那个年代，计算机远未产生，凡尼佛·布什的想法纯属没有根据的科学幻想，根本不可能成为现实。但不可否认的是，这套设想极富远见，它成功地描绘了半个世纪后的计算机形态，也许微软的平板电脑曾经从Memex的直接触摸操作概念中获取灵感。

道格拉斯博士的NLS系统

我们无法确认微软是否借鉴了凡尼佛·布什的天才设想，但可以确信的是，这套设想对操作系统引入GUI图形界面起到了至关重要的启蒙作用。1948年，道格拉斯·恩格尔巴特（Douglas Englebart，GUI与鼠标的发明者）在取得学士学位后进入美国国家航空咨询委员会（NACA，美国宇航局前身）工作，但他不满足于仅从事一些范围狭窄的小项目，而希望自身从事的工作能让整个世界获益。在一次上班途中，他突然回忆起凡尼佛·布什关于“Memex”的文章，并开始思考这样的设备应该如何实现。对于其中的触摸式显示屏，道格拉斯很自然就想到阴极射线管技术—在二战时，道格拉斯曾是一位雷达兵，而当时的雷达显示屏都是使用阴极射线管作为信号显示的核心装置。道格拉斯同时想到，屏幕上的信息应该以图形的方式存在，而操作者能够自由地在屏幕的任何范围选择自己感兴趣的内容。这个设想让道格拉斯兴奋不已，但他万万没有想到，第一个雏形系统到20年后才真正出现。

图1 道格拉斯·恩格尔巴特博士，被誉为“GUI之父”和“鼠标之父”。

后来，道格拉斯离职进入加州大学伯克利分校，并于1956年获得电气工程与计算机博士学位，之后道格拉斯博士进入著名的斯坦福研究所，而在此期间他可以真正将自己的构想变成现实。1968年，道格拉斯博士终于获得成功，他将自己所开发的“NLS”图形系统公开演示，这套系统包括一个圆形的CRT显示器、一个键盘和一个鼠标，其名称“NLS”是“在线系统”的缩写，因为它是建立在几台计算机联网的基础上。NLS可以显示出图形界面，用户可以通过移动鼠标在整个屏幕上自由选择内容，实现无纸化的办公。尽管今天看来这种场景再平常不过，但在1968年绝对是革命性的新概念，以至于道格拉斯博士在演示NLS系统时，许多家电视台都进行实时报道、并引起外界的轰动。道格拉斯博士被因此誉为是“GUI界面之父”，不过他还拥有另外一个同样响亮的头衔：“鼠标之父”—他为NLS系统研制的鼠标后来成为计算机的标准输入设备之一，并深刻影响了计算机发展的进程。

图2 NLS系统，拥有显示器、键盘和鼠标。

Alto电脑与Smalltalk语言

道格拉斯博士的NLS系统让外界震惊，无纸化办公成为许多企业津津乐道的话题，施乐公司（Xerox）因此感到深深不安。印刷设备是施乐的命脉所在，在NLS系统出现后，施乐担忧“无纸时代”的到来将对他们产生巨大的冲击，意识到其中的“风险”，施乐高层认为不如抢先掌握这门技术，成为新领域的领导者，遂于1970年成立著名的帕罗奥托研究中心（PARC）来专门负责此事。尽管无纸化的风险在后来被证明纯属多余（进入PC时代后，办公纸张不仅未减少，反而消耗越多），但施乐高层当时所作的决定仍然是非常英明的。PARC成为世界上最好的研究所，它拥有一流的设备和人材，几乎所有人都是博士，或是各自领域中最好的专家。很自然，PARC拿出了包括操作系统GUI界面在内的大量成果，而且也孕育了许多顶尖的科技人物，这其中包括3Com的创立者Bob Metcalfe以及微软的首席架构师（Chief Architect）查尔斯·西蒙尼（Charles Simonyi），当然这些都是后话。

PARC中心同时进行多个研究项目，在它们的第一批发明成果中就有激光打印机，这被誉为是打印技术的革命性突破。不过，PARC所发明的激光打印机无法独立工作，必须有一台图形化的电脑为它提供待打印的文档才行，而在那时，尚未有这样的电脑存在。PARC的计算机科学家干脆自己动手，他们从道格拉斯博士的NLS系统中获取灵感，并于1973年发明了Alto电脑。Alto被认为是操作系统GUI界面发展史上的里程碑，它拥有视窗（Windows）和下拉菜单（Pull－Down MENU），并通过鼠标（Mouse）进行灵活操作，真正打破了困扰业界已久的人机阻隔，极大提升了操作效率，由此也组成了工业界的WIMP标准。这里有一个不得不提到的插曲：一位名叫查尔斯·西蒙尼的伯克利分校学生有幸参与Alto开发项目，他为Alto电脑编写了一个文本编辑器：“Bravo”，Bravo改变了信息组织和显示的方式，被公认是第一个“所见即所得”的文字处理软件。

1975年，PARC正式对外公开Alto电脑，当时有大量的精英人物前往参观。在花旗银行的代表参观时，西蒙尼向他们演示Alto电脑、Bravo软件、网络和激光打印机的协作过程。Bravo使用各种字体来编辑文件，这些文件被显示在Alto电脑的屏幕上，然后相关数据通过以太网被传输到打印机上，而打印出的文件与屏幕上显示的内容看起来一模一样。“所见即所得”的概念由此产生，而这整整比苹果Macintosh电脑早了11年，但成为标准的却是后者。

与Alto电脑共生的还有Smalltalk语言。Smalltalk是第一种面向对象的编程语言，且具有类似Java的自动内存管理功能，用任何语言来形容这个伟大的成果都不过分。PARC使用Smalltalk语言来设计图形化环境，并带来许多崭新的GUI编程理念，今天我们所见的所有可视化开发平台，都可以看作是Smalltalk的思想衍生。在Alto电脑发明之后，PARC的许多开发成员都希望能够将它商业化—Alto比后来的苹果机屏幕要大，一样有鼠标和图形界面，前景可观。可遗憾的是，施乐一直拘泥于“产品越大越好”的大公司作风，只愿意生产复杂而昂贵的机器，对Alto电脑兴趣不高。Alto电脑定价为5万美元，而激光打印机需要二十万美元，后者自然成为施乐的新方向，Alto电脑则被施乐高层所忽视。随后，PARC的成员坚持对Alto进行多番改进，并最终发展到Alto III型，但开发者强烈的商业化意愿再度被施乐拒绝。直到1981年，施乐公司才将Alto电脑的精简版—Star 8010文档处理机以17000美元的价格推向市场，Star 8010与Alto有较大的不同，但它具备优秀的文档处理能力，多个文档可以并列在屏幕上不相互交叠，用户可以很方便地同时处理。可惜在这个时候，施乐已经错失抢占制高点的最佳时机，在市场上Star 8010没有获得多大的反响。更不幸的是，PARC的众多精英不满施乐而另谋出路，大量的精英加入苹果电脑公司展开冒险之旅，不过开发Bravo软件的查尔斯·西蒙尼却去了当时名不见经传的微软公司，后来他成为了微软的事实缔造者之一。

图3 施乐Alto计算机

图4 Alto的文件管理器

图5 施乐Star 8010文档处理机

苹果Lisa/Macintosh的诞生

施乐未及时将Alto推向市场错失良机，最终只有在施乐公司内部为员工所使用，没有对外推广。不过，Alto还是成为图形化操作系统的先导，后来的苹果Lisa电脑和微软Windows 1.0，都可以看作是Alto思想的直接继承。而在图形化操作系统方面，相比微软，苹果显然领先了一步。在当时，由史蒂夫·乔布斯和史蒂夫·沃兹尼克创办的苹果电脑公司被公认为是个人计算机的先锋，可它们在图形界面上并没有太大的建树。AppleⅠ完全基于命令行操作，后来推出的AppleⅡ虽然配有简单的图形界面，但没有鼠标，完全依靠键盘输入，同时也保留了传统的命令行操作。比较幸运的是，施乐公司的Alto没有被推向市场，而IBM在个人计算机领域后知后觉，AppleⅡ便成为当时可买到的唯一一款拥有“图形界面”的个人电脑，而苹果当然也就大发其财，进入前所未有的高速发展阶段。作为一家生机勃勃的年轻企业，苹果公司成为许多精英向往的乐土，施乐PARC中心出走的许多工程师随后都加入苹果，而这些工程师也就得以继续他们之前的工作，这样，Alto电脑及Smalltalk语言就以另一种形式出现在计算机的大舞台上。

从技术水平来看，AppleⅡ计算机无论如何也无法与同时代的Alto相比，PARC的前工程师们深知这一点，在他们的安排下，苹果电脑公司的创始人之一，即后来大名鼎鼎的乔布斯（Steve Jobs）得以进入PARC研究中心，他见到了传说中的Alto电脑并观看了相关演示。乔布斯详细了解了Alto电脑的整套概念，完全图形化的界面和用鼠标灵活输入的操控方式让他深感震惊。在此之后，乔布斯就成为GUI界面的忠实信徒，他决心开发一套类似的电脑并将它推向市场—这是发生在1979年的事情，而乔布斯的这次参观，直接改变了后来的“Lisa”计算机项目，PC与操作系统的发展方向因此被扭转到“正确”方向。

为了完成Lisa，开发者在AppleⅡ计算机上模拟了多种不同的界面原型，包括一套基于任务界面的“Twenty Questions”方案，以及一个拥有四列文件浏览的方案，后一项设计后来在NeXTStep系统和Mac OS X系统中也得到借鉴。不过，Lisa开发团队最终选择基于图标显示的方案，在该方案中，所有的文件、文件夹和应用程序都使用图标来表示，同时它还拥有下拉菜单条，而菜单栏则被放置在屏幕的最上部。如果我们对照一下现在的Mac OS X系统，便会发现它的基本元素仍然继承于Lisa。此外，Lisa计算机还拥有大量的创新，例如引入键盘快捷命令，一些操作频繁的菜单命令可借助快捷键实现，以滚动条代替原本固定高度的窗格；垃圾箱支持拖曳功能，那些不需要的文件可以通过鼠标拖曳的方式直接删除。另外，引入了菜单的前景、背景概念，那些暂时没有被选中的菜单处于较浅的“泛灰色”，这样用户操作时可一目了然。Lisa理所当然引入了鼠标，不过苹果公司对鼠标操作进行了非常大的改变—最初Alto电脑上使用了三键鼠标，后来施乐的Star 8010文档处理机则精简到双键方式，而苹果Lisa则使用只有一个按键的鼠标，这样做是为了简化操作起见（苹果显然低估了用户掌握技术的能力），但基于图标的GUI系统至少需要选中、运行等两种鼠标操作，为此，苹果发明了双击操作，这在后来成为所有GUI操作系统的标准，即便现在的鼠标已经拥有大量的按键。

Lisa计算机开创了许多前所未有的GUI概念，而这些概念也多数都被沿用至今。我们知道，之前的施乐Alto电脑和Star 8010文档处理机都有图标的概念，但Lisa才是第一部真正采用图标来表示文件的计算机。在Lisa系统中，图标文件以地址路径的方式加以组织，开启每个路径时都会弹出一个独立的显示窗口；而Lisa引入的“拖放操作”也堪称一大发明，它以直观自然的方式实现很多原本复杂的操作，例如，我们可以选中文件、文件夹并将它们拖到其他的窗口下，这样就完成拷贝操作；此外Lisa还有大量可有效简化操作的细微设计，如允许用户为每个文件指定执行的程序，只要双击该文件便会被相应的程序自动开启。几乎所有的这些细节在后来的GUI操作系统中都得到传承。

Lisa项目始于1979年，但直到1983年才正式开发完毕。可问题接踵而来，这部计算机售价定在1万美元，虽然在当时这样的价格不算昂贵，但还是有大量的用户无法接受，而如果用户群体不够广泛，专门为Lisa平台开发软件就变得很不现实。为此，苹果决定开发廉价版的Lisa，这也就是著名的“Macintosh”项目。Macintosh计算机在1984年被推向市场，它拥有一个9英寸的单色屏幕、128KB内存和一个软盘驱动器，保留了Lisa计算机大量的GUI特性，但它不具备多任务处理能力，也无法实现在两个程序间灵活切换，售价只有2495美元。Macintosh的发布引发巨大的轰动，人们第一次看到计算机拥有如此绚丽的操作界面、听到计算机能发出如此美妙的声音，而且也是第一次体验到计算机如此简便的操作。Macintosh的业绩堪称辉煌，苹果公司也到达发展史上的最高点—虽然此后，苹果公司一直走下坡路，但Macintosh的后续版本似乎没有受到特别大的影响，即便在九十年代中后期苹果濒临倒闭时，Mac OS 8和Mac OS 9在技术上依然没有落后对手。

图6 创下许多个第一的Lisa计算机

图7 Macintosh System 1的GUI界面

兴旺蓬勃的GUI运动

除了苹果的Lisa外，在上世纪八十年代还有大量的GUI操作系统，包括VisiCorp公司的VisiOn、微软的Windows 1.0和2.0、Tandy公司的DeskMate、Digital Research的GEM、IBM OS/2、NeXT公司的NeXTStep、为UNIX开发的X Window等等，但除了Windows、NeXTStep和X Window最终修成正果外，其他的所有GUI后来都没有得到持续发展。下面，我们将以出现时间的先后顺序来向大家介绍这些GUI的特性及发展概况。

图8 VisiOn的用户界面

VisiOn操作系统

在苹果致力于开发Lisa图形界面时，VisiCorp公司也在从事同样的工作。VisiCorp是世界上第一款电子表格软件VisiCalc的缔造者，当时它是最强的PC应用软件企业。不过，VisiCorp并非自己制造计算机，而是为IBM PC开发带有图形GUI的操作系统，这套产品被定名为“VisiOn”，发布时间是在1983年。

尽管VisiOn也实现了图形化操作，但它存在大量的不足：首先，VisiOn的价格过于昂贵，单套软件的售价就达到1495美元，这让许多用户难以接受；其次，VisiOn对硬件要求明显过高，它只有在512KB内存、带有硬盘和鼠标的PC-XT计算机上才能够工作，这样许多不符合要求的用户就被挡在门外。更要命的是，VisiOn在设计上并无过人之处，如它只支持640×200的单色图形模式，也未脱离基于文本的痕迹。例如，VisiOn根本无法支持图标功能，用户必须点击文本标签才能够打开文件或执行程序；在视觉方面，VisiOn仅支持固定宽度的字体显示，不仅明显逊于苹果的Lisa和Macintosh，甚至连施乐Alto、Star 8010都不如。另外，VisiOn对鼠标支持极为有限，它甚至无法支持鼠标斜线移动，而仅能让光标水平或垂直运动—这相当于1968年道格拉斯博士NLS系统的水平。虽然技术比Lisa落后了一大截，但它却是当时PC机唯一能够使用的GUI图形操作系统。不幸的是，当比尔·盖茨看到VisiOn给DOS带来的现实威胁后，发起了一场堪称经典的宣传战。微软竭尽所能向用户大力宣传Windows系统的种种好处，力求从心理上和精神上赢得用户，这场宣传战的目的在于瓦解潜在对手而非促进销售。事实上，在那个时候Windows不仅还没有面市，而且几乎还未开始设计。但微软的这场宣传非常有效，当VisiOn开始销售时，VisiCorp意外发现接受这套产品的人寥寥无几，因为几乎整个世界都在等待微软的“Windows”。VisiCorp公司轻而易举就被微软击败，同时VisiOn也走到了尽头，没有后来者为它延续生命。

图9 Windows 1.01的界面，它可支持两个平铺窗口的界限调整。

微软Windows起步

VisiOn无疑是非常失败的产品，但它却促使微软不得不开发比它更有竞争力的产品。起初，微软将自己的GUI系统命名为“Interface Manager（界面管理者）”，但后来选择了一个更形象、更有亲和力的名字Windows。Windows的原型系统于1983年推出，它的界面看起来就像是VisiOn与Microsoft Word for DOS操作界面的混合—Microsoft Word for DOS脱胎于Alto电脑的Bravo编辑器，它是西蒙尼加入微软后带来的杰作。

此后又过了两年，Windows 1.0才得以正式发布。与原型系统相比，Windows 1.0明显成熟，它拥有流行GUI的共有特点，例如页面滚动条、窗口控制器和菜单，但在细节设计上Windows与其他的GUI还是存在大量的不同，例如每个应用程序都有菜单栏，采用窗口平铺而非重叠设计。这其中有一个有趣的插曲，来自施乐PARC中心的设计者认为平铺设计优于重叠设计，但比尔·盖茨本人并不这么认为，遂定下未来的Windows GUI应采用窗口重叠方式，这套规则在Windows 2.0生效后被一直沿用至今。不过Windows 1.0还是采用平铺设计，当然它并非是一套独立的操作系统，而是为DOS系统设计的GUI图形界面。由于Windows 1.0功能弱小，绝大多数用户还是习惯于使用命令行。

图10 Tandy DeskMate系统外观

Tandy DeskMate GUI系统

Tandy计算机公司的名字也许没有多少人听说过，但在1984年，这家公司也发布了它们独自开发的GUI系统DeskMate。不过，DeskMate对鼠标支持非常有限，它主要依靠键盘操作，并采用平铺设计的窗口。理所当然，DeskMate非常难于使用，而在销售上，它一直与Tandy自己的计算机捆绑，未有公开推广。

Digital Research推出GEM GUI

1985年底，Digital Research公司推出一种名为GEM的图形环境，与Windows一样，它是一套为DOS系统设计的GUI，但同时也可工作在Atari的ST计算机上（Atari公司成立于1972年，由美国犹他大学毕业生Bushnell创立，从事供家庭娱乐的计算机软硬件研发，可以说是当今电子游戏机的始祖）。实际上，GEM也是由大量来自施乐PARC的研发人员操刀，但不幸的是，它与苹果的Lisa/Macintosh GUI实在是太像了，同样的图标表示，菜单栏被放置在屏幕顶部，鼠标操作也非常相似。大为光火的苹果起诉Digital Research侵权，结果便是Digital Research被迫对PC DOS的GEM版本作修改，但比较奇怪的是，针对Atari计算机的GEM GUI居然没有受到波及。

图11 运行在Atari ST计算机上的GEM 1.0图形环境

图12 Workbench 1.0 GUI图形环境

Amiga Workbench图形环境

Commodore公司出品的Amiga计算机曾在市场上风靡一时，它使用了支持多媒体图形和音频的多处理器技术，具有优秀的视频与音频质量，这也使得它广泛超越了同时期的其它电脑。此外，Amiga配备的操作系统可支持多任务环境，这一点连苹果、微软和IBM都自愧不如，不过在图形环境方面，Amiga采用的是一套名为“Workbench”的GUI，在当时它也算颇有亮点：支持窗口的上下移动，选择或移动时窗口会自动出现在前景，位于顶部的菜单栏可自动隐藏，并可通过鼠标右键加以激活等等。但由于Commodore公司经营不善，Workbench GUI后来也没有了下文。

图13 GEOS GUI，与GEM、Lisa/Macintosh都有些类似。

Berkely Softworks发布GEOS

在1986年，Berkely Softworks公司发布了GEOS图形GUI，它与遇到麻烦的GEM GUI有不少相似之处，但其主要应用对象是诸如Apple Ⅱ、Commodore 64等有些年头的计算机产品。很不幸，GEOS出台的时间太迟了，此时它面临着微软Windows的强力竞争，自然GEOS后来也不知所踪。

图14 Windows 2.0版，增加了最大化和最小化按钮，并改用窗口重叠布局。

微软Windows 2.0

在1987年，微软将Windows GUI升级到2.0版本，Windows 2.0放弃了窗口平铺设计，转为目前流行的重叠模式，并使用了大量类似Macintosh的GUI元素，成熟度远远优于之前的1.0版。苹果公司看到之后深表震惊，他们不惜提起诉讼，认为Windows 2.0侵犯了Macintosh的“look & feel”视觉专利，苹果声称，Macintosh的“整体视觉外观”受到著作权保护，Windows虽然在某些窗口细节方面不同于Macintosh，但整体看起来非常类似。而法庭随之要求苹果公司提供具体的证据，苹果遂提交了189个GUI元素。不幸的是，苹果似乎忘记了其中的179个元素都已经在微软Windows 1.0协议中许可过（以换取微软为Macintosh平台开发办公软件），而剩下的10个元素基本上都不受著作权保护，要么不是苹果的原创，要么这些元素就是唯一可能的通用实现。这场诉讼最终持续到1994年，苹果陷入完全的失败，此时没有什么力量可以阻挡微软的崛起。

有必要提到一个有趣的插曲：在苹果起诉微软侵权期间，施乐公司也提起对苹果的诉讼，施乐声称它才是GUI著作权的真正拥有者，而从历史发展来看，施乐确实是所有GUI的发展源头。不过，这个案子在技术层面也被否决。

图15 Acorn公司的Arthur GUI，在当时创下了几个第一。

针对32位RISC平台的“Arthur”

也是在1987年，Acorn计算机公司发布世界上首款采用32位RISC处理器（ARM2处理器，8MHz）的微型电脑—Acorn A305/A310，同时它们也为这台电脑设计了一款名为“Arthur”的GUI。与其他多数GUI一样，Arthur带有滚动条，允许用户通过卷动页面来获取更多的内容，同时也拥有不少创举。Arthur可显示出16种颜色，它同时也是第一款可支持抗锯齿字体显示的GUI产品；而且在屏幕底部位置还设计了一个专门的“停靠栏（Dock）”，常用程序的快捷方式或工具可以被放在该停靠栏上，这样用户就能迅速操作电脑。在多年以后，苹果公司在设计Mac OS X时也引入了这项设计，这是后话。而Arthur后来被Acorn公司重命名为“RISC OS”，并发展到4.0版本，但它最终还是没有在残酷的竞争中生存下去。

这里有必要插入一些题外话。我们知道，80年代中期和之前发布的许多GUI产品，都采用固定宽度的字体，如GEM、Windows 1.0、Amiga Workbench和Acorn的Arthur等等。但事实上，所有这些GUI都可以在应用程序中支持比例显示的字体，设计者之所以没有在操作系统中采用同样的设计，原因在于当时计算机显示器的分辨率实在太低了——多数计算的显示器都只有640×200分辨率，即使是Macintosh，最高也只能支持384像素的垂直分辨率。而随着技术的发展，显示分辨率不断提高，GUI也普遍采纳比例显示字体作为新标准。

图16 NeXTSep操作系统，精致程度远超过之前的各家作品。

乔布斯打造NeXTStep

在1985年，乔布斯离开亲手创立的苹果公司，成立了一家名为“NeXT”的电脑公司，乔布斯希望打造一款真正面向未来的终极电脑，开发新的图形化操作系统当然就是重中之重。NeXT公司的作品被命名为“NeXTStep”，开发工作始于1985年终于1988年。从技术上讲，NeXTStep的确是一款卓越不凡的图形化操作系统：所有GUI元素都加以三维阴影修饰，包括窗口、菜单、按钮等等，一改之前GUI的简陋作风；NeXTStep率先在窗口右上角设立“X”符号，作为关闭窗口的快捷方式；NeXTStep引入垂直菜单条设计，用户只要点击屏幕左上角的特定标识菜单条就会下拉，而鼠标在屏幕上的其他位置再点击一下菜单条就会自动关闭，操作颇为方便；NeXTStep也引入了Dock停靠栏，但与Arthur GUI不同的是，这个停靠栏可以被放在屏幕的任意一边（默认位置为屏幕的右边）。

由于视觉效果大大提升，NeXTStep对硬件也提出了“苛刻”的要求，一款具有较高分辨率的显示器是必须的，否则NeXTStep就无法正常工作。

图17 OS/2 1.1的GUI界面，它居然只能支持单色的图标，甚至后来的1.2版也未引入当时流行的彩色设计。

1988年IBM OS/2诞生

IBM的OS/2也是在1988年诞生，它原本设计作为DOS的替代品，由IBM与微软联手操刀。那个时候，微软远没有向IBM说不的勇气，但他们在OS/2开发上也没有什么杰出表现。OS/2 1.0版基于文本命令行方式操作，而1.1版则增加了图形GUI，在上面的图片中，你可以看到它与微软Windows 2.0颇为类似，但技术水准比同期出现的NeXTStep落后了数个档次。

图18 1998年发布的KDE桌面环境

针对UNIX的X Window System

GUI大潮不可避免波及到铁板一块的UNIX领域，早在1984年，麻省理工学院（MIT）就与DEC公司合作，致力于在UNIX系统上开发一个分散式的视窗环境，这便是大名鼎鼎的“X Window System”项目。1986年，MIT正式发行X Window，此后它便成为UNIX的标准视窗环境。紧接着，全力负责发展该项目的X协会成立，X Window进入了新阶段。与此同时，许多UNIX厂商也在X Window原型上开

参考资料：http://www.itblogs.cn/article.asp?id=239

操作系统的发展史

Windows发展历史

Windows起源可以追溯到Xerox公司进行的工作。1970年，美国Xerox公司成立了著名的研究机构Palo Alto Research Center(PARC)，从事局域网、激光打印机、图形用户接口和面向对象技术的研究，并于1981年宣布推出世界上第一个商用的GUI（图形用户接口）系统:Star 8010工作站。但如后来许多公司一样，由于种种原因，技术上的先进性并没有给它带来它所期望的商业上的成功。

当时，Apple Computer公司的创始人之一Steve Jobs，在参观Xerox公司的PARC研究中心后，认识到了图形用户接口的重要性以及广阔的市场前景，开始着手进行自己的GUI系统研究开发工作，并于1983年研制成功第一个GUI系统:Apple Lisa。随后不久，Apple又推出第二个GUI系统Apple Macintosh，这是世界上第一个成功的商用GUI系统。当时，Apple公司在开发Macintosh时，出于市场战略上的考虑，只开发了Apple公司自己的微机上的GUI系统，而此时，基于Intel x86微处理器芯片的IBM兼容微机已渐露峥嵘。这样，就给Microsoft公司开发Windows提供了发展空间和市场。

Microsoft公司早就意识到建立行业标准的重要性，在1983年春季就宣布开始研究开发Windows，希望它能够成为基于Intel x86微处理芯片计算机上的标准GUI操作系统。它在1985年和1987年分别推出Windows 1.03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。此后，Microsoft公司对Windows的内存管理、图形界面做了重大改进，使图形界面更加美观并支持虚拟内存。Microsoft于1990年5月份推出Windows3.0并一炮打红。这个“千呼万唤始出来”的操作系统一经面世便在商业上取得惊人的成功:不到6周，Microsoft公司销出50万份Windows3.0拷贝，打破了任何软件产品的6周销售记录，从而一举奠定了Microsoft在操作系统上的垄断地位。

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合嵌入技术（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。

随后，Microsoft借Windows东风，于1995年推出新一代操作系统Windows95(又名Chicago)，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，它对Windows3.1版作了许多重大改进，包括:更加优秀的、面向对象的图形用户界面，从而减轻了用户的学习负担；全32位的高性能的抢先式多任务和多线程；内置的对Internet的支持；更加高级的多媒体支持（声音、图形、影像等），可以直接写屏并很好的支持游戏；即插即用，简化用户配置硬件操作，并避免了硬件上的冲突；32位线性寻址的内存管理和良好的向下兼容性等等。以后我们提到的Windows一般均指Windows95。Windows操作系统特点,以后windows又相继推出了98，Me，2000版本，不过windows2000又分为专业和服务器两个版本。

Windows之所以取得成功，主要在于它具有以下优点:

直观、高效的面向对象的图形用户界面，易学易用:

从某种意义上说，Windows用户界面和开发环境都是面向对象的。用户采用“选择对象-操作对象”这种方式进行工作。比如要打开一个文档，我们首先用鼠标或键盘选择该文档，然后从右键菜单中选择“打开”操作，打开该文档。这种操作方式模拟了现实世界的行为，易于理解、学习和使用。

用户界面统一、友好、漂亮:

Windows应用程序大多符合IBM公司提出的CUA (Common User Acess)标准，所有的程序拥有相同的或相似的基本外观，包括窗口、菜单、工具条等。用户只要掌握其中一个，就不难学会其他软件，从而降低了用户培训学习的费用。

丰富的设备无关的图形操作:

Windows的图形设备接口(GDI)提供了丰富的图形操作函数，可以绘制出诸如线、圆、框等的几何图形，并支持各种输出设备。设备无关意味着在针式打印机上和高分辨率的显示器上都能显示出相同效果的图形。

多任务:

Windows是一个多任务的操作环境，它允许用户同时运行多个应用程序，或在一个程序中同时做几件事情。每个程序在屏幕上占据一块矩形区域，这个区域称为窗口，窗口是可以重叠的。用户可以移动这些窗口，或在不同的应用程序之间进行切换，并可以在程序之间进行手工和自动的数据交换和通信。

虽然同一时刻计算机可以运行多个应用程序，但仅有一个是处于活动状态的，其标题栏呈现高亮颜色。一个活动的程序是指当前能够接收用户键盘输入的程序.

Windows发展中的又一个里程牌--Windows Xp

Windows XP是Microsoft 继Windows 2000和Windows Millennium之后推出的新一代Windows 操作系统。Windows XP将Windows 2000的众多优点（例如基于标准的安全性、易管理性和可靠性）与Windows 98和Windows Me的最佳特性（即插即用、易于使用的用户界面以及独具创新的支持服务）完美集成在一起，从而打造出了迄今为止最为优秀的一款Windows操作系统产品。

本文从技术角度入手，对Windows XP的新增功能特性进行了广泛概述。文章展示了新的技术和功能是如何使用户完成日常工作、共享信息、管理桌面、实现高效移动办公、获得帮助和支持以及执行其它计算任务的工作变得更加轻松的。

Windows XP在现有Windows 2000代码基础之上进行了很多改进，并且针对家庭用户和企业用户的不同需要提供了相应的版本:Windows XP Home Edition和Windows XP Professional。除非特别注明，本文所介绍的技术和功能均为这两个操作系统共有的功能

参考资料：http://www.wylighting.com/job/pc/Windowsls.htm

谁能简单讲讲redhat的发展史

　RedHat是美国RedHat公司的产品，是相当成功的一个Linux发行版本，也是目前使用最多的Linux发行版本。Red Hat最早由Bob Young和Marc Ewing在1995年创建。原来的Red Hat版本早已停止技术支持，目前Red Hat的Linux分为两个系列，其中一个是由Red Hat公司提供收费技术支持和更新的Red Hat Enterprise Linux系列；另一个是由社区开发的免费的Fedora Core系列。Red Hat因其易于安装而闻名，在很大程度上减轻了用户安装程序的负担，其中RedHat提供的图形界面安装方式非常类似Windows系统的软件安装，这对于那些Windows用户而言，几乎可以像安装Windows系统一样轻松安装Red Hat发行套件。RedHat作为Linux的发行版本，开放源代码是与其他操作系统，如Windows等相比具有的先天优势，有利于全世界范围内技术工程师和技术人员共同开发。

发展历程:

1991年，Linux内核发布。同年Bob Yong（加拿大人，多伦多大学毕业）在纽约UNIX用户组引入系统管理自由软件。

　　1993年，Bob Yang 建立了ACC公司，营销Linux和UNIX的支持软件和书籍杂志。

　　1994年，Marc Ewing（美国人，卡内基梅隆大学毕业）建立了自己的Linux分销业务，发布了Red Hat Linux 1.0。

　　1995年，Bob Yang 收购了Marc Ewing的业务，合并后的ACC公司成为新的Red Hat 软件公司，发布了Red Hat Linux 2.0。

　　1997年12月，Red Hat Linux 5.0发布，它支持Intel、alpha和Sparc平台和大多数的应用软件。极其简单易用的RPM模块化的安装、配置和卸载工具，使程序的安装可在15分钟内完成。软件升级也很方便，这对刚开始使用Linux的用户来说是一大福音。

　　2003年4月，Red Hat Linux 9.0发布。重点放在改善桌面应用方面，包括改进安装过程、更好的字体浏览、更好的打印服务等。统计表明，2003年，Red Hat的 Linux市场份额为86% 。

　　2004年4月30日，Red Hat公司正式停止对Red Hat 9.0版本的支持，标志着Red Hat Linux的正式完结。原本的桌面版Red Hat Linux发行包则与来自民间的Fedora计划合并，成为Fedora Core发行版本。Red Hat公司不再开发桌面版的Linux发行包，而将全部力量集中在服务器版的开发上，也就是Red Hat Enterprise Linux版。 2005年10月RHEL4发布。

　　2007年3月，主流版本RHEL5发布。

　　2010年4月RHEL6 BETA测试版发布。

RedHat Enterprise Linux 6.0

2011年04月12日 Oracle发布的Linux系统6.0（基于RedHat Enterprise Linux 6.0）

　　2011年11月10日，RHEL 6正式版发布。新版带来了一个完全重写的进程调度器和一个全新的多处理器锁定机制，并利用NVIDIA图形处理器的优势对GNOME和KDE做了重大升级，新的系统安全 服务守护程序（SSSD）功能允许集中身份管理，而SELinux的沙盒功能允许管理员更好地处理不受信任的内容。RHEL 6内置的新组件有GCC 4.4（包括向下兼容RHEL 4和5组件）、OpenJDK 6、Tomcat 6、Ruby 1.8.7和Rails 3、PHP 5.3.2与Perl 5.10.1，数据库前端有PostgreSQL 8.4.4, MySQL 5.1.47和SQLite 3.6.20。

电脑软件的发展史？

意识到软件业的历史要追溯到50年前很令人惊异,它有半个世纪的发展,而我们许多人还将其设想为现代的奇迹。回顾过去,我们可以发...软件业是按阶段发展的:第一阶段,大的客户定做软件项目;第二阶段,独立软件产品的出现;第三阶段,企业解决方案公司的兴...软件 - 1个回答-解决时间 2009-10-24 电脑的发展史 计算机发展史 计算机于1946年问世,有人说是由于战争的需要而产生的,我们认为计算机产生的根本动力是人们为创造更多的物...科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。于是,计算机变得更小,功耗更低,速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统,...

EXCEL的的发展史

1982年

Microsoft推出了它的第一款电子制表软件-Multiplan，并在CP/M系统上大 Excel

获成功，但在MS-DOS系统上，Multiplan败给了Lotus1-2-3（一款较早的电子表格软件）。这个事件促使了Excel的诞生，正如Excel研发代号DougKlunder：做Lotus1-2-3能做的，并且做的更好。

1983年9月

比尔盖茨召集了微软最高的软件专家在西雅图的红狮宾馆召开了3天的“头脑风暴会议”。盖茨宣布此次会议的宗旨就是尽快推出世界上最高速的电子表格软件。

1985年

第一款Excel诞生，它只用于Mac系统，中文译名为“超越”。

1987年

第一款适用于Windows系统的Excel也产生了（与Windows环境直接捆绑，在Mac中的版本号为2.0）。Lotus1-2-3迟迟不能适用于Windows系统，到了1988年，Excel的销量超过了1-2-3，使得Microsoft站在了PC软件商的领先位置。这次的事件，促成了软件王国霸主的更替，Microsoft巩固了它强有力的竞争者地位，并从中找到了发展图形软件的方向。 此后大约每两年，Microsoft就会推出新的版本来扩大自身的优势，目前Excel的最新版本为11，也被称作Microsofot Office Excel2003。 早期，由于和另一家公司出售的名为Excel的软件同名，Excel曾成为了商标法的目标，经过审判，Microsoft被要求在它的正式文件和法律文档中以MicrosoftExcel来命名这个软件。但是，随着时间的过去，这个惯例也就逐渐消逝了。Excel虽然提供了大量的用户界面特性，但它仍然保留了第一款电子制表软件VisiCalc的特性：行、列组成单元格，数据、与数据相关的公式或者对其他单元格的绝对引用保存在单元格中。 Excel是第一款允许用户自定义界面的电子制表软件（包括字体、文字属性和单元格格式）。它还引进了"智能重算"的功能，当单元格数据变动时，只有与之相关的数据才会更新，而原先的制表软件只能重算全部数据或者等待下一个指令。同时，Excel还有强大的图形功能。

1993年

Excel第一次被捆绑进Microsoft Office中时，Microsoft就对Microsoft Word和Microsoft Powerpoint的界面进行了重新设计，以适应这款当时极为流行的应用程序。 从1993年，Excel就开始支持Visual Basic for Applications（VBA）.VBA是一款功能强大的工具，它使Excel形成了独立的编程环境。使用VBA和宏，可以把手工步骤自动化，VBA也允许创建窗体来获得用户输入的信息。但是，VBA的自动化功能也导致Excel成为宏病毒的攻击目标。

1995年

Excel被设计为给您所需要的工具。无论您是做一个简单的摘要、制作销售趋势图，还是执行高级分析，无论您正在做什么工作，Microsoft Excel能按照您希望的方式帮助您完成您的工作。

1997年

Excel97是Office97中一个重要程序，Excel一经问世，就被认为是当前功能强大、使用方便的电子表格软件。它可完成表格输入、统计、分析等多项工作，可生成精美直观的表格、图表。为日常生活中处理各式各样的表格提供了良好的工具。此外，因为Excel和Word同属于Office套件，所以它们在窗口组成、格式设定、编辑操作等方面有很多相似之处，因此，在学习Excel时要注意应用以前Word中已学过的知识。

2001年

利用Office XP中的电子表格程序--Microsoft Excel2002版，您可以快速创建、分析和共享重要的数据。诸如智能标记和任务窗格的新功能简化了常见的任务。协作方面的增强则进一步精简了信息审阅过程。新增的数据恢复功能确保您不会丢失自己的劳动成果。可刷新查询功能使您可以集成来自Web及任意其他数据源的活动数据。

2003年

Excel2003使您能够通过功能强大的工具将杂乱的数据组织成有用的 Excel

信息，然后分析、交流和共享所得到的结果。它能帮助您在团队中工作的更为出色，并能保护和控制对您工作的访问。另外，您还可以使用符合行业标准的扩展标记语言（XML），更方便地连接到业务程序。

2007年

1.由于在2003中显示活动单元格的内容时，编辑栏常会越位，挡到列标和工作表的内容。特别是在编辑栏下面的单元格有一个很长的公式，此时单元格内容根本看不见，也无法双击、拖动填充柄。而现在2007中以编辑栏上下箭头（如果调整编辑栏高度，则出现流动条）和折叠编辑栏按钮完全解决此问题，不再占用编辑栏下方的空间。调整编辑栏的高度，有两种方式——拖曳编辑栏底部的调整条，或双击调整条。调整编辑栏的高度时，表格也随之下移，因此表里的内容不会再被覆盖到，同时为这些操作添加了快捷键（CTRL+SHIFT+U），以便在编辑栏的单行和多行模式间快速切换。 2.2003的名称地址框是固定的，不够用来显示长名称。而2007则可以左右活动的，有水平方向调整名称框的功能。用户可以通过左右拖曳名称框的分隔符（下凹圆点），来调整宽度，使其能够适应长名称。 3.2003编辑框内的公式限制还是让人恼火的，2007有几个方面增加了改进。1、公式长度限制（字符），2003版限制：1K个字符，2007版限制：8k个字符；2、公式嵌套的层数限制，2003版限制：7层，2007版限制：64层； 3、公式中参数的个数限制：2003版限制：30个，2007版限制：255个。 从5.0到9.0，Excel中都隐藏了不同的复活节彩蛋。

PLC的发展史、及其介绍等（越详细越好）

PLC发展史:

一、PLC的产生

1．继－接控制回顾

由学生回答继电器（接触器）的结构、原理、画出三相异步电机启－停的主电路图、控制电路图

由学生归纳出继－接控制的不足，从而引出“PLC的产生”

2．PLC的产生

68年美国通用汽车公司（GM）招标要求：

（1）软连接代替硬接线 （2）维护方便 （3）可靠性高于继电器控制柜 （4）体积小于继电器控制柜 （5）成本低于继电器控制柜 （6）有数据通讯功能 （7）输入115V （8）可在恶劣环境下工作 （9）扩展时，原系统变更要少 （10）用户程序存储容量可扩展到4K

核心思想：

·用程序代替硬接线

·输入/输出电平可与外部装置直接相联

·结构易于扩展

这是PLC的雏形。

69年美国DEC公司研制出世界上第一台PLC（PDP-14），并在GM公司汽车生产线上应用成功

PLC的诞生：

·1969年，美国研制出世界第一台PDP-14

·1971年，日本研制出第一台DCS-8

·1973年，德国研制出第一台PLC

·1974年，中国研制出第一台PLC

二、PLC的特点、现状与发展

（一）特点

（1）体积小 （2）可靠性高 （3）柔性好，可在线更改程序 （4）对环境条件无要求 （5）价格低廉……具备招标要求的所有功能

（二）现状

80%以上的行业，80%以上的设备均可使用PLC

（三）发展

发展史：

第一代：1969年~1972年，代表产品有

·美国DEC公司的PDP-14/L

·日本立石电机公司的SCY-022

·日本北辰电机公司的HOSC-20

第二代：1973年~1975年，代表产品有

·美国GE公司的LOGISTROT

·德国SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列

·日本富士电机公司的SC系列

第三代：1976~1983年，代表产品有

·美国GOULD公司的M84、484、584、684、884

·德国SIEMENS公司的SIMATIC S5系列

·日本三菱公司的MELPLAC-50、550

第四代：1983年~现在，代表产品有

·美国GOULD公司的A5900

·德国西门子公司的S7系列

发展方向：

·产品规模向两极分化

·处理模拟量

·追求高可靠性

·通讯接口和智能模块

·系统操作站配高分辨率的监视器

·追求软、硬件标准化

三、PLC的分类

·按结构分：

·整体型

·组合型

·按I/O点数及内存容量分：

·超小型：小于64点，256Byet~1KB

·小 型：65~128点，1~3。6KB

·中 型：129~512点，3。6~13KB

·大 型：513~896点，大于13KB

·超大型：大于896点，大于13KB

四、网络型PLC与DCS的关系

DCS起源于模拟量

PLC起源于开关量

二者相互渗透、取长补短，功能上日趋接近，使数字世界、模拟世界更加模糊

决定DCS与PLC应用面大小的是其性能/价格比

1、PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：

PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC

“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

PLC的特点

2.1可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

2.2配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

2.3易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

2.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

2.5体积小，重量轻，能耗低

以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

3。PLC基础知识

1.1 PLC的发展历程 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

4. PLC的应用领域

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。

4.1开关量的逻辑控制

这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

4.2模拟量控制

在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。

4.3运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

4.4过程控制

过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

4.5数据处理

现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

4.6通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

5. PLC的国内外状况

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable ,是世界上公认的第一台PLC.

限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。

20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。

我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。

6. PLC未来展望

21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。

1.2 PLC的构成

从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

1.3 CPU的构成

CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。

在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。

CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

1.4 I/O模块

PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。

常用的I/O分类如下：

开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。

1.5 电源模块

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。

1.6 底板或机架

大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

1.7 PLC系统的其它设备

1.7.1

编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。

1.7.2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。

1.8 PLC的通信联网

依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。

PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC

之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的数据通讯、PROFIBUS

或工业以太网进行联网。

2 PLC控制系统的设计基本原则

2.1 最大限度的满足被控对象的控制要求。

2.2 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。

2.3 保证控制系统安全可靠。

2.4 考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。

3 PLC软件系统及常用编程语言

3.1 PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干预。用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制，以及逻辑程序执行结果的在线监视。

3.2 PLC提供的编程语言

3.2.1 标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言，它有以下特点

3.2.1.1 它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线称为左右母线。

3.2.1.2 梯形图中接点（触点）只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。

3.2.1.3 梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不能串联。

3.2.1.4 内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供CPU内部使用。

3.2.1.5 PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。

3.2.2 语句表语言，类似于汇编语言。

3.2.3 逻辑功能图语言，沿用半导体逻辑框图来表达，一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。

4 STEP7程序的使用

4.1 创建一个项目结构，项目就象一个文件夹，所有数据都以分层的结构存在于其中，任何时候你都可以使用。在创建一个项目之后，所有其他任务都在这个项目下执行。

4.2 组态一个站，组态一个站就是指定你要使用的可编程控制器，例如S7300、S7400等。

4.3 组态硬件，组态硬件就是在组态表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板，地址一般不用修改由程序自动生成。模板的特性也可以用参数进行赋值。

4.4 组态网络和通讯连接，通讯的基础是预先组态网络，也就是要创建一个满足你的控制方案的子网，设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所需要的连接。网络地址也是程序自动生成如果没有更改经验一定不要修改。

4.5 定义符号，可以在符号表中定义局部或共享符号，在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代绝对地址。符号的命名一般用字母编写不超过8个字节，最好不要使用很长的汉字进行描述，否则对程序的执行有很大的影响。

4.6 创建程序，用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。创建程序是我们控制工程的重要工作之一，一般可以采用线形编程（基于一个块内，OB1）、分布编程（编写功能块FB,OB1组织调用）、结构化编程（编写通用块）。我们最常采用的是结构化编程和分布编程配合使用，很少采用线形编程。

4.7 下载程序到可编程控制器，完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后，可以下载整个用户程序到可编程控制器。在下载程序时可编程控制器必须在允许下载的工作模式下（STOP或RUN-P）,

RUN-P模式表示，这个程序将一次下载一个块，如果重写一个旧的CPU程序就可能出现冲突，所以一般在下载前将CPU切换到STOP模式。

5 WINCC程序的使用

5.1 简介，WINCC是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术中性系统。具有控制自动化过程的强大功能，是基于个人计算机的操作监视系统，它很容易结合标准的和用户的程序建立人机界面精确的满足生产实际要求。WINCC有两个版本RC版（具有组态和开发环境）、RT版（只有运行环境），我们一般使用的是RC版。

5.2 WINCC简单使用步骤

5.2.1 变量管理，首先确定通讯方式安装驱动程序，然后定义内部变量和外部变量，外部变量是受你买的WINCC软件授权限制的最大授权64K字节，内部变量没有限制。

5.2.2 画面生成，进入图形编辑器，图形编辑器是一种用于创建过程画面的面向矢量的作图程序。也可以使用包含在对象和样式库中的众多的图形对象来创建复杂的过程画面。可以通过动作编程将动态添加到单个图形对象上。

5.2.3 报警记录设置，报警记录提供了显示和操作选项来获取和归档结果。可以任意地选择消息块、消息级别、消息类型、消息显示以及报表。为了在运行中显示消息，可以使用包含在图形编辑器中的对象库中的报警控件。

5.2.4 变量记录，变量记录是用来从运行过程中采集数据并准备将它们显示和归档。

5.2.5 报表组态，报表组态是通过报表编辑器来实现的。是为消息、操作、归档内容和当前或已归档的数据定时器或事件控制文档的集成的报表系统，可以自由选择用户报表的形式。

5.2.6 全局脚本的应用，全局脚本就是C语言函数和动作的通称，根据不同的类型脚本被用于给对象组态动作并通过系统内部C语言编译器来处理。全局脚本动作用于过程执行的运行中。一个触发可以开始这些动作的执行。

5.2.7 用户管理器设置，用户管理器用于分配和控制用户的单个组态和运行系统编辑器的访问权限。每建立一个用户，就设置了WINCC功能的访问权利并独立的分配给此用户。至多可分配999个不同的授权。

5.2.8 交叉表索引，交叉索引用于为对象寻找和显示所有使用处，例如变量、画面和函数等。使用“链接”功能可以改变变量名称而不会导致组态不一致。

参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/69037500.html

简述计算机网络的四个发展史

追溯计算机网络的发展历史，它的演变可概括地分成四个阶段：

（1）网络雏形阶段。从20世纪50年代中期开始，以单个计算机为中心的远程联机系统，构成面向终端的计算机网络，称为第一代计算机网络。

（2）网络初级阶段。从20世纪60年代中期开始进行主机互联，多个独立的主计算机通过线路互联构成计算机网络，无网络操作系统，只是通信网。60年代后期，ARPANET网出现，称为第二代计算机网络。

（3）20世纪70年代至80年代中期，以太网产生，ISO制定了网络互连标准OSI，世界上具有统一的网络体系结构，遵循国际标准化协议的计算机网络迅猛发展，这阶段的计算机网络称为第三代计算机网络。

（4）从20世纪90年代中期开始，计算机网络向综合化高速化发展，同时出现了多媒体智能化网络，发展到现在，已经是第四代了。局域网技术发展成熟。第四代计算机网络就是以千兆位传输速率为主的多媒体智能化网络。

拓展资料：

计算机网络，是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和 信息传递的计算机系统。

计算机网络也称计算机通信网。关于计算机网络的最简单定义是：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。若按此定义，则早期的面向终端的网络都不能算是计算机网络，而只能称为联机系统（因为那时的许多终端不能算是自治的计算机）。但随着硬件价格的下降，许多终端都具有一定的智能，因而“终端”和“自治的计算机”逐渐失去了严格的界限。若用微型计算机作为终端使用，按上述定义，则早期的那种面向终端的网络也可称为计算机网络。

另外，从逻辑功能上看，计算机网络是以传输信息为基础目的，用通信线路将多个计算机连接起来的计算机系统的集合，一个计算机网络组成包括传输介质和通信设备。

从用户角度看，计算机网络是这样定义的：存在着一个能为用户自动管理的网络操作系统。由它调用完成用户所调用的资源，而整个网络像一个大的计算机系统一样，对用户是透明的。

一个比较通用的定义是：利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来，以功能完善的网络软件及协议实现资源共享和信息传递的系统。

从整体上来说计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模大、功能强的系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。简单来说，计算机网络就是由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体。

最简单的计算机网络就只有两台计算机和连接它们的一条链路，即两个节点和一条链路。

参考资料：计算机网络百度百科

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