計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)-第一章

1、1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展 1.2 信息技術(shù)概述信息技術(shù)概述 1.3 計(jì)算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用 n 算算 盤盤 中國唐代中國唐代 第一種手動(dòng)式計(jì)數(shù)器第一種手動(dòng)式計(jì)數(shù)器n 計(jì)算尺計(jì)算尺 1622年，英國年，英國William Oughtred 手動(dòng)式手動(dòng)式、減、乘、除、指數(shù)和三角函數(shù)運(yùn)算、減、乘、除、指數(shù)和三角函數(shù)運(yùn)算n 加法器加法器 19421942年，法國年，法國Blaise PascalBlaise Pascal 機(jī)械式，機(jī)械式，只能做加法只能做加法n 計(jì)算器計(jì)算器 16731673年，德國年，德國Gottfried LeibnizGottfried Leib

2、niz 機(jī)械式，機(jī)械式，加、減、乘、除和開方加、減、乘、除和開方n 差分機(jī)差分機(jī) 18121812年，英國年，英國Charles BabbageCharles Babbagen 分析機(jī)分析機(jī) 18341834年，英國年，英國Charles BabbageCharles Babbage 查爾斯查爾斯. .巴貝奇巴貝奇 1812年差分機(jī)年差分機(jī) 1834年分析機(jī)年分析機(jī) 1.1.1 近代計(jì)算機(jī)近代計(jì)算機(jī)1.1.差分機(jī)和分析機(jī)差分機(jī)和分析機(jī)三部分組成：三部分組成：(1)(1)由許多輪子組成的保存數(shù)據(jù)的存儲庫；由許多輪子組成的保存數(shù)據(jù)的存儲庫；(2)(2)運(yùn)算裝置；運(yùn)算裝置；(3)(3)能對操作順序進(jìn)

3、行控制，并選擇所需處理的數(shù)據(jù)以及輸出結(jié)果的裝置。能對操作順序進(jìn)行控制，并選擇所需處理的數(shù)據(jù)以及輸出結(jié)果的裝置。史料：史料：查爾斯查爾斯.巴貝奇巴貝奇 Howard Aiken博士博士發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了查爾斯查爾斯.巴貝奇的論文巴貝奇的論文在在IBM的支持下，用機(jī)電方式制造了的支持下，用機(jī)電方式制造了MARK IMARK II和和 MARK III是電子計(jì)算機(jī)是電子計(jì)算機(jī)2. MARK I 1944年年51尺長尺長重重5頓頓750,000部份合并而成部份合并而成有有72個(gè)累加器，每一個(gè)個(gè)累加器，每一個(gè)有自己的算術(shù)部件，及有自己的算術(shù)部件，及23位數(shù)的寄存器。位數(shù)的寄存器。 3. ABC計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 1

4、941年年 電子管數(shù)字計(jì)算機(jī)電子管數(shù)字計(jì)算機(jī) John V.Atanasoff和和Clifford E.Berry為數(shù)學(xué)物理研究研制的，為數(shù)學(xué)物理研究研制的，計(jì)算機(jī)科學(xué)奠基人計(jì)算機(jī)科學(xué)奠基人英國科學(xué)家英國科學(xué)家 阿蘭阿蘭. .圖靈圖靈主要貢獻(xiàn)：主要貢獻(xiàn)： 建立圖靈機(jī)模型，奠定了可計(jì)算理論的基礎(chǔ)建立圖靈機(jī)模型，奠定了可計(jì)算理論的基礎(chǔ) 提出圖靈測試，闡述了機(jī)器智能的概念提出圖靈測試，闡述了機(jī)器智能的概念 美國計(jì)算機(jī)學(xué)會美國計(jì)算機(jī)學(xué)會(ACM)1966(ACM)1966年設(shè)立圖靈獎(jiǎng)年設(shè)立圖靈獎(jiǎng)電子計(jì)算機(jī)之父：電子計(jì)算機(jī)之父：美籍匈牙利數(shù)學(xué)家美籍匈牙利數(shù)學(xué)家 馮馮. .諾依曼諾依曼主要貢獻(xiàn)：主要貢獻(xiàn)：

5、 與同事研制人類第二臺計(jì)算機(jī)與同事研制人類第二臺計(jì)算機(jī)EDVAC “存儲程序存儲程序”概念概念 馮馮諾依曼計(jì)算機(jī)諾依曼計(jì)算機(jī) 奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和工作原理奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和工作原理1946年年2月由賓州大學(xué)研制的月由賓州大學(xué)研制的ENIAC電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來 Electronic Numerical Integrator And Calculator電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)莫奇萊和?？颂啬嫒R和?？颂仉娮庸茈娮庸芫w管晶體管集成電路集成電路大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路按綜合性能按綜合性能指標(biāo)分類指標(biāo)分類高性能計(jì)算機(jī)（高性能計(jì)算機(jī)（巨型機(jī)或大型機(jī)巨

6、型機(jī)或大型機(jī)）：）： 速度最快、處理能力最強(qiáng)、速度最快、處理能力最強(qiáng)、 最快：最快：NEC Earth Simulator NEC Earth Simulator 每秒每秒3535萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，峰值萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，峰值4040萬億次萬億次 中國：中國：曙光曙光4000A 25604000A 2560顆顆6464位位AMD OpteronAMD Opteron處理器處理器 每秒每秒8萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，全球排名第萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，全球排名第10工作站工作站：介于介于PCPC與小型機(jī)之間高檔微機(jī)系統(tǒng)與小型機(jī)之間高檔微機(jī)系統(tǒng) 高分辨率、大容量內(nèi)外存，圖形功能較強(qiáng)高分辨率、大容量內(nèi)外存，圖形功能較強(qiáng)微型計(jì)

7、算機(jī)微型計(jì)算機(jī)： 臺式機(jī)、筆記本和個(gè)人數(shù)字助量臺式機(jī)、筆記本和個(gè)人數(shù)字助量(PDA)(PDA)服務(wù)器服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中為多個(gè)用戶提供服務(wù)的：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中為多個(gè)用戶提供服務(wù)的 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按用途分類按用途分類通用機(jī)通用機(jī)專用機(jī)專用機(jī)1嵌入式技術(shù)嵌入式技術(shù) 將計(jì)算機(jī)作為一個(gè)信息處理部件，嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)之中的將計(jì)算機(jī)作為一個(gè)信息處理部件，嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)之中的一種技術(shù)。一種技術(shù)。系統(tǒng)和功能軟件固化起來，類似系統(tǒng)和功能軟件固化起來，類似BIOS的工作方式。的工作方式。 應(yīng)用：各種家電、數(shù)碼相機(jī)等應(yīng)用：各種家電、數(shù)碼相機(jī)等2網(wǎng)格計(jì)算網(wǎng)格計(jì)算 利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個(gè)利用互聯(lián)網(wǎng)把

8、分散在不同地理位置的電腦組織成一個(gè)“虛擬虛擬的超級計(jì)算機(jī)的超級計(jì)算機(jī)”，其中每一臺的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)，其中每一臺的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)“節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)”，而整，而整個(gè)計(jì)算是由成千上萬個(gè)個(gè)計(jì)算是由成千上萬個(gè)“節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)”組成的組成的“一張網(wǎng)格一張網(wǎng)格”。 優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)；充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)；充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。 示例：示例：圖1.1.6 D2OL網(wǎng)格計(jì)算3中間件技術(shù)中間件技術(shù) 中間件是介于應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)之間的系統(tǒng)軟件中間件是介于應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)之間的系統(tǒng)軟件 1光計(jì)算機(jī)光計(jì)算機(jī) 利用光子取代電子進(jìn)行利用光子取代電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲。數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存

9、儲。 不同波長的表示不同的不同波長的表示不同的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 優(yōu)點(diǎn)：超高速優(yōu)點(diǎn)：超高速 缺點(diǎn)：體積龐大缺點(diǎn)：體積龐大2生物計(jì)算機(jī)（分子計(jì)算機(jī)）生物計(jì)算機(jī)（分子計(jì)算機(jī)） 2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代中期開始研制年代中期開始研制 采用了生物芯片采用了生物芯片3量子計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī) 利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)， 這種多現(xiàn)實(shí)態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。這種多現(xiàn)實(shí)態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。 1. 1. 信息與數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù) 病歷卡上記載病人的體溫病歷卡上記載病人的體溫39oC是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)39oC本身本身是沒有意義的。當(dāng)數(shù)據(jù)以某種形式經(jīng)過處理、描述或與其是沒

10、有意義的。當(dāng)數(shù)據(jù)以某種形式經(jīng)過處理、描述或與其它數(shù)據(jù)比較時(shí)，才能成為信息。某個(gè)病人的體溫是它數(shù)據(jù)比較時(shí)，才能成為信息。某個(gè)病人的體溫是39oC，這才是信息，信息是有意義的。這才是信息，信息是有意義的。 信息信息 各種事物的變化和特征的反映各種事物的變化和特征的反映 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 信息的載體。信息的載體。 例如：數(shù)值、文字、語言、圖形、圖像等。例如：數(shù)值、文字、語言、圖形、圖像等。 2. 2. 信息技術(shù)信息技術(shù)(Information Technology，IT)聯(lián)合國教科文組織的定義聯(lián)合國教科文組織的定義 應(yīng)用在信息加工和處理中的科學(xué)、技術(shù)與工程的訓(xùn)應(yīng)用在信息加工和處理中的科學(xué)、技術(shù)與工程的訓(xùn)練方

11、法和管理技巧；上述方面和技巧和應(yīng)用；計(jì)算機(jī)及練方法和管理技巧；上述方面和技巧和應(yīng)用；計(jì)算機(jī)及其與人、機(jī)的相互作用；與之相應(yīng)的社會、經(jīng)濟(jì)和文化其與人、機(jī)的相互作用；與之相應(yīng)的社會、經(jīng)濟(jì)和文化等諸種事物。等諸種事物。 1. 信息基礎(chǔ)技術(shù)信息基礎(chǔ)技術(shù) 微電子技術(shù)微電子技術(shù) 當(dāng)今世界新技術(shù)革命的基石當(dāng)今世界新技術(shù)革命的基石 光電子技術(shù)光電子技術(shù) 采用光子作為信息的載體采用光子作為信息的載體 2. 信息系統(tǒng)技術(shù)信息系統(tǒng)技術(shù) 信息獲取技術(shù)信息獲取技術(shù) 傳感技術(shù)、遙測技術(shù)和遙感技術(shù)傳感技術(shù)、遙測技術(shù)和遙感技術(shù) 信息處理技術(shù)信息處理技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)代信息技術(shù)的核心計(jì)算機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)代信息技術(shù)的核心 信息傳

12、輸技術(shù)信息傳輸技術(shù) 光纖通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等光纖通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等 信息控制技術(shù)信息控制技術(shù) 利用信息傳遞和反饋來實(shí)現(xiàn)利用信息傳遞和反饋來實(shí)現(xiàn) 信息存貯技術(shù)信息存貯技術(shù) 縮微品、磁盤、光盤縮微品、磁盤、光盤 通信技術(shù)通信技術(shù)( (Communication) )、計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)( (Computer) )和控和控制技術(shù)制技術(shù)( (Control) )合稱為合稱為3C3C。3. 信息應(yīng)用技術(shù)信息應(yīng)用技術(shù)如信息管理、信息控制、信息決策如信息管理、信息控制、信息決策 數(shù)字化數(shù)字化 大量信息可以被壓縮，并以光速進(jìn)行傳輸。大量信息可以被壓縮，并以光速進(jìn)行傳輸。 多媒體化多媒體化 文字、

13、聲音、圖形、圖像、視頻等信息媒體與計(jì)算機(jī)集成在文字、聲音、圖形、圖像、視頻等信息媒體與計(jì)算機(jī)集成在一起，以接近于人類的工作方式和思考方式來設(shè)計(jì)與操作。一起，以接近于人類的工作方式和思考方式來設(shè)計(jì)與操作。 高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶 下一代的下一代的InternetInternet技術(shù)。技術(shù)。 智能化智能化 在超媒體的世界里，軟件代理收集任何可能想要在網(wǎng)絡(luò)上取在超媒體的世界里，軟件代理收集任何可能想要在網(wǎng)絡(luò)上取得的信息。得的信息。 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用類型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用類型1. 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算2. 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理3. 電子商務(wù)電子商務(wù)4. 過程控制過程控制5. CAD/CAM/CIMS6. 多媒體技術(shù)多媒體技術(shù) 7. .虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)8. 人工智能人工智能 計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域1. 工商：工商：電子商務(wù)、電子商務(wù)、CAD/CAM2. 教育：教育：多媒體教育、遠(yuǎn)程教育多媒體教育、遠(yuǎn)程教育3. 醫(yī)藥：醫(yī)藥：CAT、MRI、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程醫(yī)療4. 政府：政府：電子政府電子政府5. 娛樂：娛樂：虛擬現(xiàn)實(shí)、電影特技虛擬現(xiàn)實(shí)、電影特技 6. 科研：科研：數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析7. 家庭：家庭：家庭信息化家庭信息化 1. 計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？各階段的主要特征是計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？各階段的主要特征