信息技術(shù)市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

信息技術(shù)溫正方第1頁第1頁

第一代以使用電子管為特點(diǎn)第一代電子計(jì)算機(jī)在20世紀(jì)40年末和50年代初取得重大發(fā)展第一代從1946年～1957年，計(jì)算機(jī)邏輯元件采用電子管，通常稱為電子管計(jì)算。它內(nèi)存容量僅有幾千個(gè)字節(jié)，不但運(yùn)算速度低，且成本很高。在這個(gè)時(shí)期，沒有系統(tǒng)軟件，用機(jī)器語言和匯編語言編程。計(jì)算機(jī)只能在少數(shù)尖端領(lǐng)域中得到應(yīng)用，普通用于科學(xué)、軍事和財(cái)務(wù)等方面計(jì)算。盡管存在這些不足，但它卻奠定了計(jì)算機(jī)發(fā)展基礎(chǔ)。（圖1）這是在第一代電子計(jì)算機(jī)中使用磁鼓。磁鼓被用來作為電子計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)與指令存儲器，它使用是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上重大技術(shù)進(jìn)步。（圖2）英國劍橋大學(xué)1949年研制電子數(shù)據(jù)存儲計(jì)算機(jī)“埃迪薩克”（EDSAC）（左圖）美國于20世紀(jì)50年代生產(chǎn)IBM704型采用電子管第一代電子計(jì)算機(jī)。圖1圖2圖3當(dāng)代信息技術(shù)

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第二代電子計(jì)算機(jī)于20世紀(jì)50年代中斯問世,以晶體管代替電子管,并增長浮點(diǎn)運(yùn)算第二代從1958年～1964年，與第一代相比有很大改進(jìn)，計(jì)算機(jī)邏輯元件采用晶體管，即晶體管計(jì)算機(jī)。存儲器采用磁芯和磁鼓，內(nèi)存容量擴(kuò)大到幾十K字節(jié)。晶體管比電子管平均壽命提升100～1000倍，耗電卻只有電子管十分之一，體積比電子管小一個(gè)數(shù)量級,運(yùn)算速度明顯地提升，每秒能夠執(zhí)行幾萬次到幾十萬次加法運(yùn)算,機(jī)械強(qiáng)度較高。由于具備這些長處，因此不久地取代了電子管計(jì)算機(jī),并開始成批生產(chǎn)。在這個(gè)時(shí)期，系統(tǒng)軟件出現(xiàn)了監(jiān)控程序，提出了操作系統(tǒng)概念，出現(xiàn)了高級語言，如FORTRAN、ALGOL60等。（圖1）美國IBM公司于1959年生產(chǎn)IBM7090型采用晶體管第二代電子計(jì)算機(jī)。它體積減小了，運(yùn)算速度卻更快。圖4當(dāng)代信息技術(shù)

第3頁第3頁1964年4月IBM360系統(tǒng)問世。成為使用集成電路第三代電子計(jì)算機(jī)著名代表

第三代從1965年～1970年，計(jì)算機(jī)邏輯元件采用集成電路。這種器件把幾十個(gè)或幾百個(gè)分立電子元件集中做在一塊幾平方毫米硅片上(稱為集成電路芯片)，使計(jì)算機(jī)體積和耗電大大減小，運(yùn)算速度卻大大提升，每秒鐘能夠執(zhí)行幾十萬次到一百萬次加法運(yùn)算，性能和穩(wěn)定性進(jìn)一步提升。在這個(gè)時(shí)期，系統(tǒng)軟件有了很大發(fā)展，出現(xiàn)了分時(shí)操作系統(tǒng)和會話式語言，采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)辦法，為研制復(fù)雜軟件提供了技術(shù)上確保。

（圖1）著名IBM360型電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)帶有一個(gè)中央存儲器和幾種外圍存儲器（圖2）IBM370計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中終端設(shè)備(圖3）這是IBM360系統(tǒng)中央控制部分圖1圖2圖3當(dāng)代信息技術(shù)

第4頁第4頁使用超大規(guī)模集成電路第四代計(jì)算機(jī)第四代從1970年以后，計(jì)算機(jī)邏輯元件采用大規(guī)模集成電路(LSI)。在一個(gè)4mm2硅片上，至少能夠容納相稱于個(gè)晶體管電子元件。金屬氧化物半導(dǎo)體電路(MOS：MetalOxideSilicon)也在這一時(shí)期出現(xiàn)。這兩種電路出現(xiàn)，進(jìn)一步減少了計(jì)算機(jī)成本，體積也進(jìn)一步縮小，存儲裝置進(jìn)一步改進(jìn)，功效和可靠性卻進(jìn)一步得到提升。同時(shí)計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有很大改進(jìn)，采用了“模塊化”設(shè)計(jì)思想，即按執(zhí)行功效劃分成比較小處理部件，愈加便于維護(hù)。

從70年代末期開始出現(xiàn)超大規(guī)模集成電路(VLSI)，在一個(gè)小硅片上容納相稱于幾萬個(gè)到幾十萬個(gè)晶體管電子元件。這些以超大規(guī)模集成電路構(gòu)成計(jì)算機(jī)日益小型化和微型化，應(yīng)用和發(fā)展更新速度愈加迅猛，產(chǎn)品覆蓋巨型機(jī)、大/中型機(jī)、小型機(jī)、工作站和微型計(jì)算機(jī)等各種類型。

在這個(gè)時(shí)期，操作系統(tǒng)不斷完善，應(yīng)用軟件已成為當(dāng)代工業(yè)一部分，計(jì)算機(jī)發(fā)展進(jìn)入了以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特性時(shí)代。

當(dāng)前使用計(jì)算機(jī)都屬于第四代計(jì)算機(jī)。從80年代開始，發(fā)達(dá)國家開始研制第五代計(jì)算機(jī)，研究目的是能夠打破以往計(jì)算機(jī)固有體系結(jié)構(gòu)，使計(jì)算機(jī)能夠含有像人同樣思維、推理和判斷能力，向智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)靠近人思考方式（圖）在英國國家航空管理局控制中心，空中交通管制用IBM計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制當(dāng)代信息技術(shù)

第5頁第5頁第五代電子計(jì)算機(jī)被稱為“智能計(jì)算機(jī)”

第五代電子計(jì)算機(jī)是智能電子計(jì)算機(jī)，它是一個(gè)有知識，會學(xué)習(xí)，能推理計(jì)算機(jī)，含有能理解自然語言，聲音，文字和圖像能力，并且含有說話能力，使人機(jī)能夠用自然語言直接對話，它能夠利用已有和不斷學(xué)習(xí)到知識，進(jìn)行思維，聯(lián)想，推理，并得出結(jié)論，能處理復(fù)雜問題，含有匯集，記憶，檢索相關(guān)知識能力。智能計(jì)算機(jī)突破了老式諾伊曼式機(jī)器概念，舍棄了二進(jìn)制結(jié)構(gòu)，把許多處理機(jī)并聯(lián)起來，并行處理信息，速度大大提升。它智能化人機(jī)接口使人們不必編寫程序，只需發(fā)出命令或提出要求，電腦就會完畢推理和判斷，并且給出解釋。1988年，世界上召開了第五代電腦國際會議。1991年，美國加州理工學(xué)院推出了一個(gè)大容量并行處理系統(tǒng)，用528臺處理器并行進(jìn)行工作，其運(yùn)算速度可達(dá)到每秒320億次浮點(diǎn)運(yùn)算。

（圖）這是IBM公司制造一個(gè)并行計(jì)算機(jī)試驗(yàn)床，可模擬各種并行計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)當(dāng)代信息技術(shù)

第6頁第6頁第一次信息技術(shù)革命是語言使用，是從猿進(jìn)化到人主要標(biāo)志。第二次信息技術(shù)革命是文字創(chuàng)造，使信息存儲和傳遞初次超越了時(shí)間和地域局限。第三次信息技術(shù)革命是印刷術(shù)創(chuàng)造，為知識積累和傳播提供了更為可靠確保。第四次信息技術(shù)革命是電報(bào)、電話、廣播、電視創(chuàng)造和普及，進(jìn)一步突破了時(shí)間和空間限制。第五次信息技術(shù)革命是計(jì)算機(jī)技術(shù)與當(dāng)代通信技術(shù)普及及應(yīng)用，將人類社會推到了數(shù)字化信息時(shí)代。信息技術(shù)五次革命：第7頁第7頁第8頁第8頁石黑浩專家制造“ReplieeR1”——模擬自己女兒機(jī)器人，當(dāng)初技術(shù)不成熟，被他自己稱為是“會動(dòng)僵尸”。兒童對于這個(gè)機(jī)器小姑娘反應(yīng)有些緊張。第9頁第9頁從這張圖片中，很難分辨出“她”是真人還是假人。（右下角為機(jī)器美女制造者日本大阪大學(xué)專家石黑浩）第10頁第10頁機(jī)器美女“ReplieeQ2”在試驗(yàn)室總情景，左側(cè)圖片顯示出“她”內(nèi)部結(jié)構(gòu)。第11頁第11頁即便近距離觀測這個(gè)機(jī)器美女，還是難以看出“她”與真人區(qū)別。第12頁第12頁日本可可洛公司和先進(jìn)傳媒公司制造另一個(gè)機(jī)器美女———“Actroid”。第13頁第13頁世界首富比爾·蓋茨在西雅圖華盛頓湖附近豪宅造價(jià)7500萬美元,占地大約6.6萬平方英尺。是智能化典范，隨地可見高科技影子。整個(gè)建筑依據(jù)不同功效分為12個(gè)區(qū)，通道出口處都裝有機(jī)關(guān)：來訪者經(jīng)過出口，就會產(chǎn)生其個(gè)人信息，包含他指紋等，這些信息會被作為來訪資料儲存到電腦中。

每個(gè)賓客必須佩戴專門胸針，別小看它，假如沒了它，訪客就會被系統(tǒng)確認(rèn)為入侵者，電腦就會經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)報(bào)警。因此，聰明小偷絕不會光顧這個(gè)代表頂尖科技房屋。

如此強(qiáng)大功效，但你卻看不見屋內(nèi)有任何電纜，因?yàn)殚L達(dá)53公里長電纜全部被埋在地板下方。而地板也不但是起裝飾作用，它是一個(gè)巨大傳感器：當(dāng)有些人走進(jìn)房間時(shí)，地板會依據(jù)陽光強(qiáng)度，來調(diào)整房間內(nèi)燈光亮度以及空氣溫度、濕度。

蓋茨豪宅智能化程度最高部分首推會議室，這個(gè)房間可隨時(shí)高速接入互聯(lián)網(wǎng)，二十四小時(shí)為蓋茨提供一切他需要信息。蓋茨能夠隨時(shí)召開網(wǎng)絡(luò)視頻會議，與幕僚商議微軟大事。同時(shí)，這個(gè)房間內(nèi)計(jì)算機(jī)還能夠經(jīng)過遍布整個(gè)建筑物內(nèi)傳感器，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)整座住宅動(dòng)靜。

進(jìn)入會客大廳，最醒目標(biāo)是墻壁上40平方英寸背股式電視，這里大到足夠舉行一場150人雞尾酒會。蓋茨商業(yè)級廚房可為100多人提供飲食服務(wù)。當(dāng)然，也有一個(gè)可容納24人專用餐廳來享受壁爐晚餐。蓋茨在回家途中，就能夠經(jīng)過智能住宅系統(tǒng)遙探家中一切，包含讓浴池水自動(dòng)調(diào)溫、叮囑廚房工作人員準(zhǔn)備晚飯等等。智能豪宅里惟一帶有傳統(tǒng)意味事物是一棵百年老樹，