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文檔簡(jiǎn)介

雷循治僦2

信息系:馬建軍

2008.11

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

你將從此開(kāi)始成為一個(gè)計(jì)算機(jī)學(xué)者和計(jì)算

機(jī)能手的成長(zhǎng)之旅?一

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

1.1什么是“計(jì)算機(jī)用戶(hù)力

與你類(lèi)似的大多數(shù)人

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

使用計(jì)算機(jī)的兩類(lèi)人

■計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員(computerprofessional)

受過(guò)專(zhuān)門(mén)教育,從事計(jì)算機(jī)技術(shù)工作,為

開(kāi)發(fā)、維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而使用計(jì)算機(jī)。

如軟件工程師、系統(tǒng)分析員、網(wǎng)絡(luò)管理員。

■計(jì)算機(jī)用戶(hù)(userorend-user)

對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)知識(shí)不甚或不想了解,但為

工作、學(xué)習(xí)使用或想使用計(jì)算機(jī)。

如現(xiàn)在的你,公司的職員。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

1.2計(jì)算機(jī)知識(shí)和技能的重要

■計(jì)算機(jī)知識(shí)(computerJiterate)

擁有計(jì)算機(jī)科學(xué)的有關(guān)知識(shí)并理解其應(yīng)用。

■計(jì)算機(jī)技能(computercompetent)

掌握計(jì)算機(jī)使用技術(shù)并具有不斷更新的能力。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

?

1.3什么是“基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng)”■

Dell?Inspiron?5100

篦記本電腦

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

■功能:將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有用的信息并快速傳送給

需要該信息的人。

■“基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng)”由六個(gè)部分組成:

aHardware(硬件)

aSoftware(軟件)

aData/information(數(shù)據(jù)/信息)

aPeople(人)

aProcedure(使用說(shuō)明)

aCommunication(通信)

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng):組成部分之一

Hardware(硬件)

■計(jì)算機(jī)是由電子元件和

機(jī)電元件組成的一種機(jī)

器。計(jì)算機(jī)機(jī)器本身無(wú)

任何智能可言,故稱(chēng)為

hardware(硬件)。

■在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,硬件必須由軟件控制才能工

作。沒(méi)有配備任何軟件的機(jī)器稱(chēng)為“裸機(jī)”。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

硬件(Hardware)

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

l?..........

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基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng):組成部分之二

Software(軟件)

■軟件是計(jì)算機(jī)程序的別稱(chēng)。所謂"程序“(program)

就是指控制計(jì)算機(jī)硬件執(zhí)行所需工作的一套指令。沒(méi)

有軟件控制的計(jì)算機(jī)硬件(裸機(jī))是毫無(wú)用處。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

I基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng):組成部分之三

Dcitci/informcition(數(shù)據(jù)與信息)

在今天的大部分商業(yè)應(yīng)用中,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要任務(wù)是將

“數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)換為“信息”供人們決策、銷(xiāo)售等使用。

■Data(數(shù)據(jù))

計(jì)算機(jī)處理的“原材料”。

可能是紙面的、電子的或其他形式(如聲音)。

■Information(信息)

經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)。

如用員工的工作時(shí)數(shù)和時(shí)工資作“原材料”,經(jīng)

計(jì)算機(jī)處理后變成工資支票和工資冊(cè)形式的“信

自力

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)的三個(gè)基本任務(wù):輸入/處理/輸出

基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng):組成部分之四

People(人)

人是“基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng)”中最重要的

一個(gè)部分:設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、操作計(jì)

算機(jī)硬件、開(kāi)發(fā)和使用計(jì)算機(jī)軟件……

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

LI基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng):組成部分之五

7Procedure(使用說(shuō)明)

■人們?cè)谑褂糜?jì)算機(jī)硬件和軟

件時(shí),應(yīng)按“使用說(shuō)明”操

作和使用。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的

“使用說(shuō)明"通常是以"文

件手冊(cè)”或“用戶(hù)指南”的

形式提供給用戶(hù)的。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

廠(chǎng)|基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng):組成部分之六

tsiCommuniccitions(通信)

■當(dāng)一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開(kāi)始與另一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共享

數(shù)據(jù)和信息時(shí),就需要用到第六個(gè)部分一一通信,

亦稱(chēng)“互連”(connectivity)。

ModemModem

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)的概念

Dell?Inspiron?5100

維記本電腦

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī):顧名思義

■計(jì)算機(jī)

其英文名稱(chēng)是computer,顧名思義:用于計(jì)算

的機(jī)器。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

什么是“計(jì)算機(jī)”?

■在計(jì)算機(jī)誕生的初期主要是被用來(lái)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算

的,因此被稱(chēng)之為“計(jì)算機(jī)”。然而,現(xiàn)在計(jì)算

機(jī)的處理對(duì)象已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了“計(jì)算”這個(gè)范圍,

它可以對(duì)數(shù)字、文字、聲音以及圖像等各種形式

的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。因此,如果僅僅把計(jì)算機(jī)理解

為“能夠進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算的工具”那就太狹隘了。

■實(shí)際上,計(jì)算機(jī)是一種能夠按照事先存儲(chǔ)的程序,

自動(dòng)、高速地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、處理、輸出和存

儲(chǔ)的系統(tǒng)。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念

■一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分。

硬件是由各種電子、磁性及機(jī)械的器件組成

的物理實(shí)體,包括運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、

輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等五個(gè)基本組成部分。

軟件則是程序和有關(guān)文檔的總稱(chēng),包括系統(tǒng)

軟件和應(yīng)用軟件兩大類(lèi)。

■???計(jì)算機(jī)系統(tǒng)二硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng)

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)二硬件+軟件

拿計(jì)算機(jī)跟人比:

■人=肉體+思想。

沒(méi)有肉體,思想何以存在?所謂“皮之不存,毛將焉附”。

沒(méi)有思想,或?yàn)椤靶惺呷狻保ò装V),或?yàn)椤爸参锶恕薄?/p>

■計(jì)算機(jī)系統(tǒng)二硬件+軟件。

硬件——機(jī)器

軟件——控制計(jì)算機(jī)工作的各種程序

■沒(méi)有配備任何軟件的計(jì)算機(jī)叫做“裸機(jī)”——裸機(jī)跟一個(gè)

只會(huì)發(fā)光發(fā)熱的電阻箱沒(méi)有什么兩樣。這是計(jì)算機(jī)與一般

電器迥異之處。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)能完成的4種基本操作

■計(jì)算機(jī)能夠完成的基本操作及主要功能:

E輸入:接受由輸入設(shè)備(如鍵盤(pán))提供的數(shù)據(jù)

E處理:對(duì)數(shù)據(jù)、字符、圖象等各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行操

作,按指定的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換

E輸出:將處理所產(chǎn)生的結(jié)果(信息)由輸出設(shè)備進(jìn)行

輸出

c存儲(chǔ):程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

■以上4種基本操作通常被稱(chēng)為IPOS循環(huán),它反映了計(jì)

算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本步驟,即輸入(Input)、處

理(Processing)x輸出(Output)和存儲(chǔ)(Storage)。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

輸入?輸出?存儲(chǔ)?處理

Input?Output?Storage?Processing

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計(jì)算機(jī)時(shí)代已接來(lái)臨

■今天,計(jì)算機(jī)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)幾乎一切領(lǐng)域。

從登月飛行、戰(zhàn)略武器、石油勘探、中長(zhǎng)期天氣

預(yù)報(bào),到書(shū)報(bào)排版印刷、影視動(dòng)畫(huà)效果、遠(yuǎn)程教

學(xué),到日常生活的許多細(xì)小方面——自動(dòng)洗衣機(jī)、

電視機(jī)的遙控器、高檔音響選曲系統(tǒng)……電腦這

個(gè)有史以來(lái)最偉大的人造精靈簡(jiǎn)直是無(wú)處不在!

■總之,計(jì)算機(jī)時(shí)代已來(lái)臨,以致在上個(gè)世紀(jì)末就

有人預(yù)言,在21世紀(jì),不懂計(jì)算機(jī)將成為“新文

目。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

一次震動(dòng)世界的棋賽…

■北京時(shí)間1997年5月12日凌晨

4時(shí)50分,國(guó)際象棋世界冠軍

卡斯帕羅夫與美國(guó)IBM公司

的“深藍(lán)”下的第六盤(pán)決勝

局中,僅走了19步就投子敗

北—當(dāng)“深藍(lán)”將棋盤(pán)上

的兵走到C4位置時(shí),卡斯帕

羅夫推秤認(rèn)輸,“深藍(lán)”以

352.5的優(yōu)勢(shì)取得了勝利(先

后6場(chǎng)比賽中,“深藍(lán)”二勝

二平

■那么“深藍(lán)”是何許人也?

卡斯帕羅夫又是何許人也?

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

深藍(lán)與卡斯帕羅夫

■“深藍(lán)”是美國(guó)IBM公司生產(chǎn)的一臺(tái)超級(jí)國(guó)際象棋電腦,

重1270公斤,有32個(gè)大腦(微處理器),每秒鐘可以計(jì)算

2億步。人們給“深藍(lán)”輸入了一百多年來(lái)優(yōu)秀棋手的對(duì)

局兩百多萬(wàn)局。

■國(guó)際象棋史上劃時(shí)代的人物、俄羅斯國(guó)際象棋特級(jí)大師卡

斯帕羅夫(1963年4月13日出生)是人類(lèi)有史以來(lái)最偉大

的棋手,在國(guó)際象棋棋壇上他獨(dú)步天下,無(wú)人能出其右,

在邏輯性推理方面堪稱(chēng)全人類(lèi)最杰出者。前世界冠軍卡爾

波夫號(hào)稱(chēng)是唯一能與其抗衡的棋手,但在兩人交戰(zhàn)史上,

每次都是卡斯帕羅夫取勝??墒?,在臨近世紀(jì)末的1997年,

孤獨(dú)求敗的卡斯帕羅夫不得不承認(rèn)自己輸了,而戰(zhàn)勝他的

是一臺(tái)沒(méi)有生命力、沒(méi)有感情的電腦。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

余波未平…

■也許這是一件偶然的事件,可是,這場(chǎng)

“巨人”與“巨機(jī)”的大戰(zhàn)也使人類(lèi)看

到了一個(gè)自己不愿看到的結(jié)果:人類(lèi)的

工具終于有一天會(huì)戰(zhàn)勝自己。

■這次造成震動(dòng)的歷史事件結(jié)束后,在全

球引起的議論是廣泛的,討論不但在國(guó)

際象棋層次,還在科技與人類(lèi)文明、未

來(lái)學(xué)和人工智能學(xué)、對(duì)技術(shù)可能統(tǒng)治人

類(lèi)的恐懼等層次進(jìn)行,甚至上升到倫理

學(xué)和哲學(xué)的高度,以致還曾出現(xiàn)不大不

小的恐慌言論。這一切連網(wǎng)上的文章資

料也是多不勝數(shù),不知能出幾本書(shū)了。

而且至今余熱未褪。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

更新消息…

■新華網(wǎng)報(bào)道:國(guó)際象棋特級(jí)大師卡斯帕羅夫與電腦軟件棋

手“小深”(DeepJunior)驚心動(dòng)魄的“人機(jī)大戰(zhàn)”2003年

2月7日在紐約降下帷幕。在總共六局比賽中,雙方各一

勝一負(fù),另有四局打成平手,同積3分,不分伯仲。此次

與“小深”對(duì)陣,卡斯帕羅夫“使出了標(biāo)志性的攻擊棋

路”。39歲的卡斯帕羅夫在賽后表示,能夠與“小深”

最終戰(zhàn)平他感到“相當(dāng)滿(mǎn)意”。這位俄羅斯人透露,最后

一場(chǎng)決勝局比賽,曾令他回想起1997年大戰(zhàn)“深藍(lán)”

時(shí)的危險(xiǎn)場(chǎng)面。當(dāng)時(shí),卡斯帕羅夫正是在關(guān)鍵的最后一場(chǎng)

比賽中敗北,最終在總比分上輸給了“深藍(lán)”。

■卡斯帕羅夫說(shuō),這次他的惟一目標(biāo)就是保證“不要輸”。

他聲稱(chēng),雖然“小深”比“深藍(lán)”更強(qiáng)大,但自己在比賽

中從來(lái)沒(méi)有真正落于下風(fēng)?!拔抑惠斄艘粓?chǎng),而且那還是

因?yàn)橐粋€(gè)非常非??膳碌腻e(cuò)誤,”卡斯帕羅夫說(shuō),“但這

并不意味著機(jī)器打敗了我”。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

卡斯帕羅夫與“小深”對(duì)戰(zhàn)

資料:以色列科學(xué)家開(kāi)發(fā)的軟件棋手“小深”每秒能思考

3。0萬(wàn)步棋并能以更接近人類(lèi)棋手的方式對(duì)奕,曾連續(xù)

三次在國(guó)際象棋計(jì)算機(jī)大賽中奪冠,人稱(chēng)電腦“棋王”,

近兩年在與人類(lèi)棋手的比賽中它還未嘗敗績(jī)。

計(jì)算機(jī)“數(shù)字”基礎(chǔ)

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)工作原理并不神秘

■迄今為止,任何似乎無(wú)所不能的

“電腦”,在其內(nèi)部其實(shí)只會(huì)進(jìn)

行兩種最基本的運(yùn)算——

?算術(shù)運(yùn)算(二進(jìn)制加法):

0+0=01+0=1

0+1=11+1=10

(做減法需要給它編程序)

?邏輯運(yùn)算(判斷真假)

運(yùn)算結(jié)果:。一假,1一真

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)為什么“使用”二進(jìn)制數(shù)?

■計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)之一是"數(shù)字"(digital)性。

■原因是計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用了成千上萬(wàn)個(gè)微型的“通

斷型"電子開(kāi)關(guān)進(jìn)行工作:這些開(kāi)關(guān)在任何時(shí)刻

要么是“連通”(通電),要么是“斷開(kāi)”(斷

電)?;蛘哒f(shuō),該電路只有兩種工作狀態(tài):通(on)

或斷(。仟)。

■在計(jì)算機(jī)科學(xué)中,人們不是用“通通斷斷通通

斷…”之類(lèi)的話(huà)來(lái)表示電路狀態(tài),而用兩個(gè)數(shù)字0

和1來(lái)表示這兩種狀態(tài):“1100110…”。用術(shù)語(yǔ)

來(lái)說(shuō),計(jì)算機(jī)”使用"二進(jìn)制數(shù)(binarynumber)。

其實(shí),計(jì)算機(jī)使用的是通/斷型的電子開(kāi)關(guān),所謂

的「二進(jìn)制數(shù)”只是這些開(kāi)關(guān)狀態(tài)的一種簡(jiǎn)便表

示法而已。中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

兩類(lèi)信號(hào)形式

信號(hào)(signal)一般可分為兩類(lèi):

U模擬信號(hào)(analogsignal)

連續(xù)變化值(如數(shù)學(xué)中之實(shí)數(shù))。

自然界產(chǎn)生的物理量一般均為模擬

信號(hào)。

3數(shù)字信號(hào)(digitalsignal)

離散變化值(如數(shù)字中之整數(shù))。

計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳輸和處理的均為矩形

脈沖形式的數(shù)字信號(hào)(1和0)。

所以,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中計(jì)算機(jī)內(nèi)部的信息(數(shù)字信號(hào))往往要轉(zhuǎn)

換為通信線(xiàn)路上電信號(hào)或光信號(hào)(模擬信號(hào))才能傳送。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

回過(guò)頭來(lái)看看計(jì)算機(jī)通信的情況???

■當(dāng)一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開(kāi)始與另一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)和

信息時(shí),就需要用到信息系統(tǒng)的第六個(gè)部分——通信,亦

稱(chēng)“互連”(connectivity)。

數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)

ModemModem

調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

你相信嗎…

■上面說(shuō)過(guò),計(jì)算機(jī)內(nèi)部只會(huì)做非常簡(jiǎn)單的

二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。

■一定有人會(huì)說(shuō),照你這樣說(shuō),“電腦”的

運(yùn)算能力似乎“不如”一個(gè)小兒。但事實(shí)

上,它們卻有著似乎難以置信的驚人本

領(lǐng)—如戰(zhàn)勝過(guò)象征人類(lèi)智慧頂峰的國(guó)際

象棋大師、能做無(wú)數(shù)人類(lèi)很難做到甚至做

不到的事情。這豈非怪事?

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)的力量源于高速運(yùn)算能力

■其實(shí)不奇怪。數(shù)學(xué)家已證明,世界上的“一切”

事件,都可以分解為那兩種。和1的基本運(yùn)算——

正如世界上的一切物質(zhì)都可分解成約110種化學(xué)元

素一樣。當(dāng)然,一個(gè)很簡(jiǎn)單的事件,可能需要分

解成千上萬(wàn)步。和1的基本運(yùn)算。而計(jì)算機(jī)的高速

運(yùn)算能力,恰恰在此顯示出極大的優(yōu)點(diǎn)。而且越

復(fù)雜,越顯示出其“超人”之處——讓電腦求

1+2肯定不如人;但是讓電腦

123456789+987654321,人就不如電腦。所以許多

事情非常復(fù)雜時(shí),人類(lèi)無(wú)法完成,電腦能完成。

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計(jì)算機(jī):一個(gè)“大智若愚”的家伙

■其實(shí)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)可以用兩個(gè)字來(lái)概括一

一“笨”(笨到極點(diǎn))和缺”(快到不可

思議),說(shuō)它“笨”,因?yàn)榈拇_它只能做

非常簡(jiǎn)單、連幼兒園的小朋友都會(huì)的那兩

種“基本運(yùn)算”——某個(gè)事情,人家一步

就做出來(lái)了,它要做幾十步、幾百步甚至

更多步,但是對(duì)這種基本運(yùn)算,它的運(yùn)算

速度卻快得驚人。計(jì)算機(jī)就是一個(gè)由這種

“笨”與“快”奇妙結(jié)合而產(chǎn)生的偉大精

靈!

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褸人的電腦:曹后是偉大的人解

■但這并不說(shuō)明人類(lèi)的智慧不如“電腦”。因?yàn)殡娔X工作要

執(zhí)行的各種程序(運(yùn)算的步驟)是人類(lèi)編寫(xiě)出來(lái)。這些程

序(軟件)是無(wú)數(shù)科學(xué)家和計(jì)算機(jī)專(zhuān)家智力的結(jié)晶。沒(méi)有

這些程序,運(yùn)算能力再?gòu)?qiáng)的電腦也無(wú)法做任何事情。

■電腦可以幫助人類(lèi)做許多事情,包括任何一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立

完成的事情,但它永遠(yuǎn)只是用來(lái)幫助人類(lèi)完成各種工作的

一種輔助工具——人類(lèi)需要完成什么工作,就開(kāi)發(fā)什么軟

件來(lái)裝備電腦,電腦才具有完成什么工作的能力。

■事實(shí)上,卡斯帕羅夫輸棋并不是輸給了機(jī)器,歸根到底仍

然輸給了人——說(shuō)穿了,是輸給了IBM公司的“深藍(lán)”小

組(其中主要研制者是華裔計(jì)算機(jī)專(zhuān)家許峰雄和譚崇仁)。

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1.4計(jì)算機(jī)硬件

ComputerHardware

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計(jì)算機(jī)硬件可以分成哪五類(lèi)?

■Input(輸入設(shè)備)

■Processingandmemory(數(shù)據(jù)處理和主存儲(chǔ)設(shè)

備)

■Output(輸出設(shè)備)

■Storage(輔助存儲(chǔ)設(shè)備)

■Communications(通信設(shè)備)

>Peripheraldevices(外圍設(shè)備)

與計(jì)算機(jī)相連且由計(jì)算機(jī)控制的設(shè)備。這類(lèi)設(shè)備

可以安裝在計(jì)算機(jī)箱的外面(如顯示器、鍵盤(pán)

4),亦可安裳在計(jì)算機(jī)箱的里面(如軟驅(qū))。

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InputHardware(輸入設(shè)備)

■功能接受數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為適合于計(jì)算機(jī)處理的

形式。

■常見(jiàn)輸入設(shè)備

Keyboard(鍵盤(pán))

Mouse(鼠標(biāo))

Scanners

(打描儀)

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Scanner(掃描儀)

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手寫(xiě)板

to.?rr

FCtar

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Input?Output?Storage?Processing

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計(jì)算機(jī)常見(jiàn)輸入設(shè)備

Input?Output?Storage?Processing

ExternaldrivesFloppydiskdrive

(Zip/Jaz)

CD-ROMdrive

CD-ROMdisk

ouse

Keyboard~?

oppydisks

InputDevices

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ProcessingandMemoryHardware

數(shù)據(jù)處理和主存儲(chǔ)設(shè)備

■計(jì)算機(jī)的控制中心由主機(jī)箱(SystemUnit)中的

數(shù)據(jù)處理和主存儲(chǔ)設(shè)備組成。

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SystemUnit(系統(tǒng)單元,主機(jī)箱)

■計(jì)算機(jī)的控制中心由主機(jī)箱中的數(shù)據(jù)處理和主

存儲(chǔ)設(shè)備組成。

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Systemboard(主板)

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........._;;金k

CPU(CentralProcessingUnit)

中央處理器

■CPU是計(jì)算機(jī)控制和處

理數(shù)據(jù)以產(chǎn)生信息的

計(jì)算元件。在微型計(jì)

算機(jī)中,CPU是一塊大

約1.5英寸見(jiàn)方、封裝

有成千上萬(wàn)個(gè)晶體管

的集成電路芯片,稱(chēng)

為“microprocessor"(微

處理器),簡(jiǎn)記MPU。

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Memory(主存儲(chǔ)器)

■主存儲(chǔ)器又稱(chēng)為“內(nèi)存”或RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器),

是一種用于臨時(shí)存儲(chǔ)的工作存儲(chǔ)器,用來(lái)存儲(chǔ)需要

馬上由CPU處理的數(shù)據(jù)和程序,可以將它理解為計(jì)

算機(jī)的“工作區(qū)”或“辦公桌區(qū)”。主存儲(chǔ)器存儲(chǔ)

容量的大小決定了每次數(shù)據(jù)處理量的大小和程序的

運(yùn)行規(guī)模和復(fù)雜程度。

■和CPU一樣,主存儲(chǔ)器也是一種集成電路芯片,斷

電時(shí),存儲(chǔ)在其中的所有數(shù)據(jù)和程序?qū)⑷肯В?/p>

故稱(chēng)為“易失的"(volatile)存儲(chǔ)器。所以在計(jì)算機(jī)中

還需要一種所謂“輔助存儲(chǔ)器”(如磁盤(pán)、磁帶等)

來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和信息。

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普通內(nèi)存條

安裝在主板上的內(nèi)存條

筆記本機(jī)用256M內(nèi)存

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OutputHardware

輸出設(shè)備

■功能將計(jì)算機(jī)處理產(chǎn)生的信息轉(zhuǎn)換為用戶(hù)可

以識(shí)別和使用的形式。

■Hardcopyoutput)

輸出的圖文通過(guò)打印機(jī)、繪圖機(jī)等印制在紙

面等,用戶(hù)可以取走。

■So廿copyoutput(軟考貝輸出)

輸出的圖文通過(guò)顯示器顯示在屏幕上,或輸

出音響通過(guò)音箱播放,用戶(hù)可以觀(guān)看和欣賞,

但無(wú)法取走。

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輸出設(shè)備面面觀(guān)

Input?Output?Storage?Processing

Floppydisks

Whichoneisalsoaninputdevice?

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針式打印機(jī)

噴墨打印機(jī)激光打印機(jī)

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CRT(陰極射線(xiàn)管)LCD(液晶)

顯示器顯示器

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SecondaryStorageHardware

(輔助存儲(chǔ)器)

■功能以相對(duì)長(zhǎng)久的(“非易失”)的方式存

儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序。即斷電時(shí)所存內(nèi)容不會(huì)丟

失。

■常見(jiàn)輔助存儲(chǔ)器類(lèi)型有:

■軟磁盤(pán)(disketteorfloppydisk)

■硬磁盤(pán)(harddisk)

■磁帶(magnetictape)

■光盤(pán)(opticaldisks)

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軟磁盤(pán)與硬磁盤(pán):盤(pán)片

Input?Output?Storage?Processing

Floppydisksandharddisksarelikevideotapecassettes.

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光盤(pán)和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器

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磁帶及磁帶機(jī)

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CommunicationsHardware

通信設(shè)備

功能用于計(jì)算機(jī)之間

和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(networks)

之間的連接,以實(shí)現(xiàn)

軟硬件資源的共享。

■為了使計(jì)算機(jī)的數(shù)字

信號(hào)能夠通過(guò)傳統(tǒng)的

銅芯電話(huà)線(xiàn)路傳送,

需要配備一種叫做

Modem的通信設(shè)備將其

轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)。

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迄今為止所有計(jì)算機(jī)從其功能結(jié)構(gòu)來(lái)看,都可看作由五大

部分組成:

■運(yùn)算器

功能:算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算

■控制器

功能:使計(jì)算機(jī)能自動(dòng)地執(zhí)行程序,并使各部分協(xié)調(diào)工作

■存儲(chǔ)器

功能:用于保存程序和數(shù)據(jù)

主存儲(chǔ)器(內(nèi)部存儲(chǔ)器)存放當(dāng)前所執(zhí)行程序的指令和數(shù)據(jù)

輔助存儲(chǔ)器(外部存儲(chǔ)器)存放暫不參加運(yùn)算的程序的指令

和數(shù)據(jù)

■輸入設(shè)備用于程序和數(shù)據(jù)輸入(標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備:鍵盤(pán))一

■輸出設(shè)備用于程序和數(shù)據(jù)輸出(標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備:顯示器)

計(jì)算機(jī)工作原理示意圖

指令數(shù)據(jù)線(xiàn)

控制信號(hào)線(xiàn)

對(duì)照一下人進(jìn)行某項(xiàng)運(yùn)算時(shí)的情況

常用術(shù)語(yǔ)

在計(jì)算機(jī)五大部分中,運(yùn)算器和控制器是最核心的部

分,通常做在一個(gè)器件上,稱(chēng)作CPU。

【術(shù)語(yǔ)】CPU=控制器+運(yùn)算器

只有主存(內(nèi)存)可直接與CPU交換信息,它與CPU

組合可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的基本功能。

【術(shù)語(yǔ)】主機(jī)=CPU+主存儲(chǔ)器

輸入/輸出(Input/Output)設(shè)備和外存合稱(chēng)“外圍設(shè)備”。

【術(shù)語(yǔ)】外設(shè)=1/0+輔助存儲(chǔ)器

馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)

■上述計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是由美藉匈牙利科學(xué)家馮?諾依曼于

1946年提出的。迄今為止所有進(jìn)入實(shí)用的電子計(jì)算機(jī)都是按

馮?諾依曼的提出的結(jié)構(gòu)體系和工作原理設(shè)計(jì)制造的,故又

統(tǒng)稱(chēng)為“馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)”。

■新一代計(jì)算機(jī)將努力突破馮氏的結(jié)構(gòu)體系和工作原理,將是

“非馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)”。

■馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)的兩大特征

程序存儲(chǔ)(計(jì)算機(jī)自動(dòng)連續(xù)工作的基礎(chǔ))

采用二進(jìn)制(機(jī)內(nèi)一切信息均需為二進(jìn)制編碼形式存在)

■馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)的工作原理

存儲(chǔ)程序(將欲執(zhí)行的任務(wù)事先編成程序存入主存中)

程序控制(執(zhí)行時(shí)由CPU調(diào)用主存中的程序進(jìn)行運(yùn)算)

1.5計(jì)算機(jī)軟件

ComputerSoftware

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

為什么要使用軟件?

■計(jì)算機(jī)機(jī)器本身毫無(wú)智力可言,必須由人們提

供各種指令來(lái)告訴它做什么、如何做和何時(shí)做。

這些指令被總稱(chēng)為“software"(軟件),因?yàn)樗?/p>

的存在人們感覺(jué)不到也看不到。

■軟件是由一組用所謂“編程語(yǔ)言”編寫(xiě)的程序

組成。程序則由指令組成。用于實(shí)現(xiàn)某一專(zhuān)業(yè)

功能的軟件通常又稱(chēng)為“軟件包”。

■軟件通常由專(zhuān)業(yè)編程人員開(kāi)發(fā),并存放在磁盤(pán)、

光盤(pán)上,或通過(guò)因特網(wǎng)在線(xiàn)提供。

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兩類(lèi)軟件

軟件通??梢苑譃閮深?lèi):

■SystemSoftware(系統(tǒng)軟件)

■ApplicationSoftware(應(yīng)用軟件)

應(yīng)用軟件:我用的

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SystemSoftware:TheComputer'sBoss

■功能用于使計(jì)算機(jī)能夠管理其本身的內(nèi)部

資源,控制硬件的運(yùn)行,執(zhí)行各種基本操

作,如使CPU與鍵盤(pán)、顯示器、打印機(jī)和

磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器通信等。系統(tǒng)軟件不用于解決

各種業(yè)務(wù)性或?qū)I(yè)性的具體問(wèn)題。

■最重要的一種系統(tǒng)軟件是“操作系統(tǒng)”。

目前個(gè)人計(jì)算機(jī)最常用的系統(tǒng)軟件即美國(guó)

Microsoft(微軟)公司隨Windows(視窗)

系列操作系統(tǒng)。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

ApplicationSoftware:YourServant

■功能用于提高計(jì)算機(jī)用戶(hù)的工作效率和創(chuàng)

造力。

■目前個(gè)人計(jì)算機(jī)最常用的應(yīng)用軟件是美國(guó)

Microsoft(微軟)公司的Office系列辦公軟件

和InternetExplorerBrowser(■瀏覽器)。

前者用于編寫(xiě)文檔、處理電子表格、制作

網(wǎng)頁(yè)和多媒體演示軟件等,后者用于在因

特網(wǎng)上“上網(wǎng)沖浪”一一訪(fǎng)問(wèn)遠(yuǎn)程網(wǎng)站、

下載軟件、收發(fā)電子郵件、網(wǎng)上交友…

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

1.6計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分類(lèi)

TypesofComputerSystems

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美國(guó)休斯頓:太空飛船發(fā)射控制中心

美國(guó)國(guó)家航空與宇宙航行局約翰遜空間中心

■1969年美國(guó)阿波羅登月飛船宇航員所用的機(jī)載導(dǎo)航計(jì)算機(jī)

重量為31公斤,主存儲(chǔ)器僅能保存2000個(gè)字符的數(shù)據(jù),

位于地面的發(fā)射控制計(jì)算機(jī)也只能存儲(chǔ)一百萬(wàn)個(gè)字符,而

造價(jià)高達(dá)400萬(wàn)美元,體積龐大,幾乎占據(jù)一個(gè)大房間。

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飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)

■摩爾定律:

Intel的創(chuàng)始人之一GordonMoore在

1965年提出了這個(gè)著名的定律,預(yù)

言單位平方英寸芯片的晶體管數(shù)目每

過(guò)18到24個(gè)月就將增加一倍。過(guò)去

四十年的芯片產(chǎn)業(yè)一直遵循摩爾定律

每18個(gè)月速度增長(zhǎng)一倍的規(guī)律運(yùn)行。

事實(shí)上,Intel的CPU芯片上的晶體管

數(shù)目已經(jīng)由1971年的2300增長(zhǎng)到今

天Pentium4處理器的5500萬(wàn),即增

長(zhǎng)了兩萬(wàn)四千倍。

■今天你用幾千元人民幣購(gòu)買(mǎi)的個(gè)人計(jì)

算機(jī)處理能力是1969年阿波羅登月索尼公司展示

發(fā)射控制計(jì)算機(jī)的上千倍,存儲(chǔ)容量

則是它的幾百倍。體積之小,可以放新型掌上電腦

在辦公桌的桌面上,甚至可以放在掌

心。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

GordonE.Mooreand"Moore'sLaw"

■戈登?摩爾身高超過(guò)1.8米,頭頂光禿,性情相

當(dāng)沉著、平靜。他有兩大愛(ài)好:垂釣和劃船。

作為英特爾的創(chuàng)始人,今年已經(jīng)78歲的摩爾

曾經(jīng)一度成為硅谷的首富。因此,他早已有

足夠的金錢(qián)、時(shí)間和心情,扛一根釣竿,天

天到硅谷灣區(qū)釣魚(yú),享受寧?kù)o的晚年時(shí)光。

但是,除了他高大的身影外,一個(gè)更高大的

“陰影”始終彌漫在這家半導(dǎo)體領(lǐng)域利潤(rùn)最

高的公司之上,籠罩著整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。這

就是“摩爾定律”,IT產(chǎn)業(yè)的第一定律!

戈登?摩爾

■摩爾定律已經(jīng)43歲了,甚至比英特爾的年齡

還要大三歲。43年來(lái),它所倡導(dǎo)的“更快、

更小、更便宜”的理念,使整個(gè)IT業(yè)變成了

另一個(gè)“奧林匹克”競(jìng)技場(chǎng)。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分類(lèi)

■根據(jù)其體積大小和處理能力,通??煞譃?/p>

■Supercomputers(超級(jí)計(jì)算機(jī))

■Mainframecomputers(大型計(jì)算機(jī))

■Workstations(工作站)

■Microcomputers(微型計(jì)算機(jī))

■Microcontrollers(微控制器)

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Supercomputers

超級(jí)計(jì)算機(jī)(巨型機(jī))

■最快和性能最高的計(jì)算機(jī)。通常配備有上百個(gè)到

上千個(gè)處理器,運(yùn)算速度可達(dá)幾萬(wàn)億次/秒。目前

世界上最快的集群超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度為每秒7.6

萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算,預(yù)計(jì)04年初將出現(xiàn)100萬(wàn)億次的

超級(jí)計(jì)算機(jī)。

■主要用于研究,如世界性氣象預(yù)報(bào)和氣侯現(xiàn)象分

析、石油勘探、飛機(jī)設(shè)計(jì)、裂變核武器系統(tǒng)評(píng)定

等。

■價(jià)格:N1000萬(wàn)美元(國(guó)外)

N1000萬(wàn)人民幣(國(guó)產(chǎn))

我國(guó)國(guó)產(chǎn)巨型機(jī)有:銀河系列、曙光系列、深騰

系列超級(jí)計(jì)算機(jī)。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

曙光3000超級(jí)服務(wù)器

■國(guó)家863計(jì)劃的重大項(xiàng)目曙光3000超級(jí)服務(wù)器于2000年12

月研制成功,通過(guò)了國(guó)家科技部組織的驗(yàn)收,并于2001年

2月通過(guò)了專(zhuān)家鑒定。。

■曙光3000是一種通用的超級(jí)并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng),是目前性能

最高的國(guó)產(chǎn)超級(jí)服務(wù)器。它兼顧大規(guī)??茖W(xué)計(jì)算、事務(wù)處

理和網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)。系統(tǒng)峰值浮點(diǎn)運(yùn)算速度為每秒4032億

次,內(nèi)存總?cè)萘繛?68GB,磁盤(pán)總?cè)萘繛?.63TB。它具

有先進(jìn)的機(jī)群體系結(jié)構(gòu)。由70臺(tái)節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)組成,共280

個(gè)處理機(jī)。系統(tǒng)提供三套連接網(wǎng)絡(luò),用做高速并行計(jì)算、

文件傳輸、系統(tǒng)管理、接待用戶(hù)請(qǐng)求。另外,還有兩套串

行網(wǎng)絡(luò),用于監(jiān)控系統(tǒng)的各種狀態(tài)。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

曙光3000超級(jí)服務(wù)器的性能

■曙光3000最高運(yùn)算速度達(dá)每秒4032億次,256個(gè)

處理機(jī),內(nèi)存總量達(dá)168GB。16個(gè)處理機(jī)的曙光

3000每天可實(shí)現(xiàn)80億次的頁(yè)面點(diǎn)擊。8個(gè)處理機(jī)

的系統(tǒng)每天可收發(fā)七千萬(wàn)封電子郵件。4個(gè)處理機(jī)

的系統(tǒng)每天可處理三百萬(wàn)次事務(wù)。128個(gè)處理機(jī)

工作,48小時(shí)的精確天氣預(yù)報(bào)只需1小時(shí)38分鐘。

64個(gè)處理機(jī)工作,一個(gè)月的氣候預(yù)報(bào)僅用15分鐘。

16個(gè)處理機(jī)做某油田291口井135年的油藏模擬只

需17小時(shí),在國(guó)內(nèi)所有計(jì)算機(jī)包括進(jìn)口計(jì)算機(jī)中

第一次達(dá)到實(shí)用水平。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

曙光3000超級(jí)服務(wù)器整機(jī)圖

曙光3000是中國(guó)基因研究進(jìn)度的保證

■位于北京順義的北京華大基因研究

中心,承擔(dān)了人類(lèi)基因組1%測(cè)序的

任務(wù);就在這里,“入住”了兩臺(tái)

全國(guó)為數(shù)極少的曙光2000巨型計(jì)算

機(jī)。今年2月12日人類(lèi)基因組圖譜

正式公布以后,這里成了世人關(guān)注

的焦點(diǎn)。

■生質(zhì)看息中心主管黃小兵介紹,由

于長(zhǎng)期超負(fù)荷地運(yùn)轉(zhuǎn),在我國(guó)所承

擔(dān)的人類(lèi)基因組1%測(cè)序任務(wù)“完

成圖”已近尾聲之時(shí),每秒運(yùn)行

120億次、日處理3GB數(shù)據(jù)的曙光

2000也光榮地退居二線(xiàn)?!笆锕?/p>

2000在其它領(lǐng)域可能會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)得很正

常,但在華大已經(jīng)是不堪重負(fù)。不

得不一下定購(gòu)了兩臺(tái)曙光3000?!?/p>

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

正在研制中的曙光4000A-

■2003年7月23日,曙光公司與中科院計(jì)算所國(guó)家智能計(jì)算

機(jī)研究開(kāi)發(fā)中心宣布,將建造中國(guó)第一臺(tái)運(yùn)算速度超過(guò)每

秒10萬(wàn)億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)—曙光4000Ao

■曙光公司總裁歷軍介紹,正在建設(shè)的曙光4000A將采用

2192顆主頻2.4G的64位AMDOpteron800處理器,計(jì)算

節(jié)點(diǎn)為512個(gè),單個(gè)節(jié)點(diǎn)均為2U-4路的64位高性能計(jì)算

機(jī),該機(jī)擁有高達(dá)2256G的內(nèi)存容量,30TB磁盤(pán)容量和

基于多級(jí)交叉開(kāi)關(guān)的高速互連網(wǎng)絡(luò),運(yùn)算峰值超過(guò)每秒10

萬(wàn)億次,建成后,不僅將是中國(guó)最快的超級(jí)計(jì)算機(jī),也將

是世界上最快的集群式超級(jí)計(jì)算機(jī)。

■曙光4000A將于2003年9月實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)批量生產(chǎn);

2004年1月用戶(hù)試算;2004年3月完成系統(tǒng);2004年6月

用戶(hù)安裝。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

曙光4000A概念圖

代號(hào)為“紅色網(wǎng)格”,2192顆CPU,2256G

的內(nèi)存容量,運(yùn)算峰值超過(guò)每秒10萬(wàn)億次…

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

國(guó)防科大研制的“銀河”系列巨型機(jī)

■1997年6月,銀河-III超級(jí)計(jì)算

機(jī)研制成功。中國(guó)成為世界上

少數(shù)幾個(gè)能研制和生產(chǎn)大規(guī)模

并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的國(guó)家之一。

銀河III采用分布共享存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),

峰值性能達(dá)到每秒130億浮點(diǎn)

足算。92年銀河-II

■1999年11月,,銀河-IV型巨型億次機(jī)

機(jī)開(kāi)始研制。10

■2002年11月19由國(guó)防科技大

學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院研制的新一代

“銀河”高性能實(shí)時(shí)仿真計(jì)算

機(jī)系統(tǒng)在長(zhǎng)沙通過(guò)技術(shù)鑒定。

試運(yùn)行期間,曾成功地對(duì)航天97年銀河-m

運(yùn)載火箭及多個(gè)重大任務(wù)的控百億次機(jī)

制系統(tǒng)進(jìn)行了多次實(shí)時(shí)仿真試

驗(yàn)。[]

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

世界超級(jí)計(jì)算機(jī)

全球TOP500排行榜

■世界超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500排名,是由國(guó)際專(zhuān)業(yè)評(píng)

價(jià)超級(jí)計(jì)算機(jī)性能的組織—“TOP500”倡導(dǎo)發(fā)起

的。該組織于1993年成立,每年6月和11月各發(fā)

布一次全世界已安裝并在使用的運(yùn)算速度最快的

前500臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)的排名,截至到2003年6月27

日為止,已經(jīng)進(jìn)行了21屆。

■到2003年6月排名第一的是NEC公司的Earth-

Simulator/5120超級(jí)計(jì)算機(jī),運(yùn)算速度達(dá)到

35.86萬(wàn)億次。

■曙光4000A開(kāi)發(fā)成功,將在全球超級(jí)計(jì)算機(jī)Top

500強(qiáng)中排名第三(按今年6月23日排名)。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

最新消息:深騰1800闖入世界超級(jí)計(jì)算機(jī)

全球TOP500排行榜

中國(guó)生產(chǎn)的超級(jí)計(jì)算機(jī)第一次進(jìn)入高

性能計(jì)算TOP500排名是在2002年11

月,就是由聯(lián)想集團(tuán)研制成功具有自

主知識(shí)產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)的三臺(tái)萬(wàn)億次超

級(jí)計(jì)算機(jī)——“深騰1800”,實(shí)際運(yùn)算

速度達(dá)到每秒1.046萬(wàn)億次,在2003

年6月排名第51位、98位和299位。

20組機(jī)柜、526個(gè)高性能“奔騰4”

機(jī)型CPU、1800多個(gè)小型風(fēng)扇、近

總?cè)f彳米網(wǎng)線(xiàn)、實(shí)測(cè)性能達(dá)到每秒

一▲一一―;7000

1萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算……02年8月

成野29日,聯(lián)想集團(tuán)和中科院數(shù)學(xué)與

計(jì)算所聯(lián)合召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì),宣

布了一個(gè)喜人的消息:我國(guó)首臺(tái)

萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)誕生了。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)機(jī)研室2008年11日

IBM:將為美能源部造世界最快超級(jí)計(jì)算機(jī)

■2002年11月19日,舊M公布了兩臺(tái)目前世界上運(yùn)算速度最

快計(jì)算機(jī)的制造計(jì)劃,這是藍(lán)色巨人和美國(guó)能源部達(dá)成的

一項(xiàng)價(jià)值2億9000萬(wàn)美元合同的一個(gè)組成部分。舊M官員

指出,這兩臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來(lái)的計(jì)算處理能力將超過(guò)

目前世界上計(jì)算能力最強(qiáng)的500臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)的總和。

■舊M將提供的第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)名為ASCIPurple,它的

運(yùn)算速度將達(dá)到每秒100萬(wàn)億次,即每秒100兆次浮點(diǎn)計(jì)

算的水平。這臺(tái)計(jì)算機(jī)被視為深藍(lán)(DeepBlue)的直系彳爰

裔。ASCIPurple將在2004年交付使用,屆時(shí)能源部的國(guó)

家原子能安全督理署將使用ASCIPurple來(lái)模擬美國(guó)原子

武器的老化及其處理過(guò)程。

■第二臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)目前被命名為BlueGene/L,它的計(jì)算

能力將明顯超過(guò)ASCIPurple,達(dá)到每秒360萬(wàn)億次的水平,

預(yù)計(jì)在2005年交付使用。能源部計(jì)劃把這臺(tái)計(jì)算機(jī)供各個(gè)

國(guó)家實(shí)驗(yàn)室使用,用於武器、生物技術(shù)和高能爆炸的模擬

計(jì)算。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

Mainframecomputers

主機(jī)

■包括通常說(shuō)的大、中、小型計(jì)算機(jī)。運(yùn)算速度幾千萬(wàn)次/

秒,價(jià)值幾萬(wàn)?幾百萬(wàn)美元。主要用于銀行、航空公司、

保險(xiǎn)公司、郵購(gòu)商店、高校和稅收局等。

IBMz系列z900服務(wù)器舊Mz系列Z990服務(wù)器

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

國(guó)產(chǎn)大中型計(jì)算機(jī)

中科院計(jì)算技術(shù)研究所國(guó)

家智能機(jī)中心研制的每秒

200億次的曙光2000型超

級(jí)服務(wù)器

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

Workstations:工作站

■80年代初期出現(xiàn),是一種價(jià)格昂貴、功能強(qiáng)大的

桌面計(jì)算機(jī),主要供工程師們、科學(xué)家們、特效

設(shè)計(jì)師們使用,如設(shè)計(jì)飛機(jī)機(jī)身、研制處方藥品、

影視特效制作等。

IntelliStation專(zhuān)業(yè)圖形工作站

Pro

IntelliStationPro專(zhuān)業(yè)圖形工作站

具有頂級(jí)的應(yīng)用性能、可露性以

及於完全可以信賴(lài)的舊M服務(wù)于

技術(shù)支排

圖:IBM圖形工作站

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

Microcomputers:微型計(jì)算機(jī)

■又稱(chēng)為“個(gè)人計(jì)算機(jī)”(PC機(jī)),可以放

置在桌面上,或可以出行攜帶。通常有:

■Desktop(臺(tái)式機(jī))

■Notebook(筆記本機(jī))

■Personaldigitalassistant(PDA)(個(gè)人數(shù)字助理)

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

臺(tái)式機(jī)與筆記本電腦

Delr7Dimension?2400Dell?Insplron?5100

臺(tái)式機(jī)筆記本電腦

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

Multimediacomputers

多媒體電腦

■一臺(tái)普通電腦,配上

聲卡、音箱、光盤(pán)驅(qū)

動(dòng)器等,不但可以進(jìn)

行各種運(yùn)算和數(shù)據(jù)處

理,還可播放或制作

各種影視和音樂(lè)節(jié)目,

稱(chēng)為“多媒體電腦"。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)主板:擴(kuò)展槽

ATX電潮缸]插座PHCPD插槽SLOT

鼠標(biāo)接口插座

屣盤(pán)接口插座

USB接口插座

DE接口插座

電池

接口插針座

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

聲卡和音箱

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

Microcontrollers:微控制器

■亦稱(chēng)為“嵌入式”、

“專(zhuān)用型”或“隱藏式”

計(jì)算機(jī)。微控制器實(shí)際

上是安裝在各種智能設(shè)

備(如電腦控制的微波

爐、袖珍計(jì)算器等)中

的微型計(jì)算機(jī)芯片(通

常稱(chēng)為“單片機(jī)”)。

■你格一般在幾?幾十美

JLo

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

單片機(jī)芯片SST89c58單片機(jī)

89c58

33-C-PI

0030129-C1

背面

正面

Jj市?中;」呈丹

?濘;十日對(duì)

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

1.7計(jì)算機(jī)發(fā)展史

MilestonesinComputerDevelopment

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

分析儀等。最早研制電

子計(jì)算機(jī),是為了解決

科技進(jìn)步特別是軍事應(yīng)

用方面運(yùn)算量越來(lái)越大

的問(wèn)題。

P1.16圖1.6

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

世界上第一臺(tái)電3計(jì)算機(jī)

■誕生于1946年2月的世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī),是為

美國(guó)陸軍計(jì)算槍炮火力表而研制。每張火力表需要

計(jì)算數(shù)百條彈道,一條飛行時(shí)間為60秒的彈道,手搖

計(jì)算機(jī)20小時(shí),大型微分分析儀15分鐘。軍方要求每

天計(jì)算機(jī)6張火力表。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

ENIAC(埃尼亞克)

這臺(tái)名為ENIAC

(電子數(shù)字積分計(jì)

算機(jī)的縮寫(xiě))的機(jī)

器,使用18800個(gè)

電子管,1500多

個(gè)繼電器,耗電

150千瓦,占地

170平方米,重達(dá)

30噸,可謂“龐然

大物”也。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)

■ENIAC由美國(guó)賓夕法尼亞州立大

學(xué)莫爾學(xué)院設(shè)計(jì)研制,價(jià)值40多

萬(wàn)美元,運(yùn)算速度5000次/秒。今

天看來(lái),其運(yùn)算速度低得可憐(稍

高檔的計(jì)算器即可達(dá)到),而在當(dāng)

時(shí),計(jì)算一條彈道時(shí)間縮短為30

秒。它運(yùn)算兩小時(shí),相當(dāng)于一個(gè)

物理學(xué)家100年的手工計(jì)算,不能

不說(shuō)是一個(gè)劃時(shí)代的事件——表

明了電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)史

從1946年到今天,計(jì)

算機(jī)技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了

四次革命性的變化

(四代),一代比一

代體積縮小,功能增

大,價(jià)格下降。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

第一代(1946-1958)

■電子技術(shù),核心元件

電子管,幾千次/秒,

用于軍事與科學(xué)研究。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

第二代(19594963)

半導(dǎo)體技術(shù),核心元

件晶體管,幾十萬(wàn)次/

秒,用于科學(xué)計(jì)算、

數(shù)據(jù)和事務(wù)處理。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

第三代(1964-1970)

■固體物理技術(shù),核心

元件中小規(guī)模集成電

路,在幾平方毫米單

晶硅片上集成十幾個(gè)

至上百個(gè)電子元件;

幾十萬(wàn)至幾百萬(wàn)次/秒;

用于各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

第四代(1971至今)

■核心元件大規(guī)模和超

大規(guī)模集成電路(如

“奔騰4處理器”包含

4200萬(wàn)個(gè)晶體管);上

千萬(wàn)次至上億次/秒;

進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)各個(gè)領(lǐng)

域。

■超大規(guī)模集成電路應(yīng)

用的直接結(jié)果是微型

計(jì)算機(jī)的誕生。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

今天之計(jì)算機(jī)

■迄今為止的四代計(jì)算機(jī)都是按美籍匈牙利數(shù)學(xué)家

馮?諾依曼提出的工作原理設(shè)計(jì)制造的,所以也稱(chēng)

為“馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)”。

■隨著技術(shù)的發(fā)展,今天的計(jì)算機(jī)已不再是一種單

純的計(jì)算工具。今天的計(jì)算機(jī),除了高速運(yùn)算

(數(shù)十億次/秒),還有邏輯處理功能,是一種具

有強(qiáng)大信息處理能力的“智能化機(jī)器"。換言之,

計(jì)算機(jī)應(yīng)用已從單純的數(shù)值計(jì)算轉(zhuǎn)入信息處理領(lǐng)

域。正因?yàn)槿绱?,才使?jì)算機(jī)走出科研院所的

“象牙之塔”,進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。今天

的電子計(jì)算機(jī),不僅會(huì)高速進(jìn)行各種各樣的科學(xué)

計(jì)算,而且象人腦一樣,會(huì)“判斷”,會(huì)“思

考”,會(huì)迅速果斷地處理各種問(wèn)題。所以,越來(lái)

越多的人開(kāi)始把計(jì)算機(jī)叫做“電腦”。

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的重要人物

「英國(guó)數(shù)學(xué)家圖靈(Turing):創(chuàng)建了自動(dòng)機(jī)理論,發(fā)

展了可計(jì)算機(jī)性理論,奠定了人工智能的基礎(chǔ)。

「美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮?諾依曼(VonNeumann):確

立了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu),即馮?諾依曼體系結(jié)

構(gòu)。其要點(diǎn)是

■計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備

和輸出設(shè)備五大部分組成

■數(shù)據(jù)和指令(程序)以二進(jìn)制代碼形式不加區(qū)

別地在執(zhí)行前存放在存儲(chǔ)器中

■存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的概念

中南工業(yè)學(xué)校計(jì)算機(jī)教研室2008年11日

圖靈獎(jiǎng):計(jì)算機(jī)界的諾貝爾獎(jiǎng)

■ACM是美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)的縮寫(xiě)。最初這是美國(guó)的一個(gè)學(xué)術(shù)

性組織,現(xiàn)在是美國(guó)乃至全世界最重

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