大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第1章計(jì)算機(jī)與信息社會(huì).ppt

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1,第一章 計(jì)算機(jī)與信息社會(huì),1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 1.2 信息與信息技術(shù) 1.3 計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用,2,,教學(xué)說(shuō)明,1. 學(xué)時(shí)：0學(xué)時(shí) 以自學(xué)為主 或者根據(jù)各校情況簡(jiǎn)要介紹 2. 內(nèi)容： 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分代、分類(lèi)、新技術(shù)、新型計(jì)算機(jī) 信息技術(shù)概念 現(xiàn)代信息技術(shù)的定義、內(nèi)容、特點(diǎn) 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 在各行各業(yè)中的應(yīng)用、應(yīng)用的類(lèi)型 3. 考核：選擇題、填充題,3,,1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展,具有歷史意義的計(jì)算工具 算 籌 春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期 最早的計(jì)算工具 算 盤(pán) 中國(guó)唐代 第一種手動(dòng)式計(jì)數(shù)器 沿有至今 計(jì)算尺 1622年 英國(guó)William Oughtred 20世紀(jì)70年代被計(jì)算器取代 手動(dòng)式 功能：加、減、乘、除、指數(shù)、三角函數(shù)等 加法器 1642年 法國(guó)Blaise Pascal 機(jī)械式 功能：只能做加法 計(jì)算器 1673年 德國(guó)Gottfried Leibniz 機(jī)械式 功能：加、減、乘、除和開(kāi)方,4,,查爾斯.巴貝奇 1812年差分機(jī) 1834年分析機(jī),一、近代計(jì)算機(jī) 1.差分機(jī)和分析機(jī),三部分組成： (1)由許多輪子組成的保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)庫(kù)； (2)運(yùn)算裝置； (3)能對(duì)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：查爾斯.巴貝奇,5,,Howard Aiken博士發(fā)現(xiàn)了查爾斯.巴貝奇的論文 在IBM的支持下，用機(jī)電方式制造了MARK I MARK II和 MARK III是電子計(jì)算機(jī),2. MARK I 1944年,51尺長(zhǎng) 重5頓 750,000部份合并而成,有72個(gè)累加器，每一個(gè)有自己的算術(shù)部件，及23位數(shù)的寄存器。,3. ABC計(jì)算機(jī) 1941年 電子管數(shù)字計(jì)算機(jī) John V.Atanasoff和Clifford E.Berry為數(shù)學(xué)物理研究研制的,6,史料： 阿蘭.圖靈 馮諾依曼,計(jì)算機(jī)科學(xué)奠基人 英國(guó)科學(xué)家 阿蘭.圖靈,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) 提出圖靈測(cè)試，闡述了機(jī)器智能的概念,電子計(jì)算機(jī)之父： 美籍匈牙利數(shù)學(xué)家 馮.諾依曼,4. 阿蘭.圖靈和馮.諾依曼,美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(ACM)1966年設(shè)立圖靈獎(jiǎng),主要貢獻(xiàn)： 與同事研制人類(lèi)第二臺(tái)計(jì)算機(jī)EDVAC 提出“存儲(chǔ)程序”概念 馮諾依曼計(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,7,二、電子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世,1946年2月由賓州大學(xué)研制的ENIAC 電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái),Electronic Numerical Integrator And Calculator,電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī) ENIAC,重達(dá)30噸 占地250m2 啟動(dòng)工耗150000瓦 18000個(gè)電子管,每秒5千次加減運(yùn)算 沒(méi)有存儲(chǔ)器 采用十進(jìn)制,第一款商用計(jì)算機(jī)：UNIVAL 1947年，莫奇萊和埃克特,史料：莫奇萊和?？颂?8,三、計(jì)算機(jī)的分代,電子管,晶體管,集成電路,大規(guī)模集成電路,史料： IBM的發(fā)展史 硅谷人才搖籃仙童半導(dǎo)體公司 HP的發(fā)展史 比爾.蓋茨,9,未來(lái)新型計(jì)算機(jī),1．光計(jì)算機(jī) 利用光子取代電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)。 不同波長(zhǎng)的表示不同的數(shù)據(jù) 優(yōu)點(diǎn)：超高速 缺點(diǎn)：體積龐大,2．生物計(jì)算機(jī)（分子計(jì)算機(jī)） 20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始研制 采用了生物芯片,3．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)， 這種多現(xiàn)實(shí)態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。,10,四、計(jì)算機(jī)的分類(lèi),,按綜合性能指標(biāo)分類(lèi),,,,,,高性能計(jì)算機(jī)（巨型機(jī)或大型機(jī)）： 速度最快、處理能力最強(qiáng)、 最快：NEC Earth Simulator 每秒35萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算，峰值40萬(wàn)億次 中國(guó)：曙光5000A 峰值速度230萬(wàn)億次 Linpack實(shí)測(cè)值180.6萬(wàn)億次 2008年11月 Top500排名第10,工作站：介于PC與小型機(jī)之間高檔微機(jī)系統(tǒng) 高分辨率、大容量?jī)?nèi)外存，圖形功能較強(qiáng),微型計(jì)算機(jī)： 桌面型計(jì)算機(jī) 、筆記本電腦、 平板電腦（Tablet PC）和超便攜個(gè)人電腦（Ultra Mobile PC）,服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中對(duì)外提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),按用途分類(lèi),,,,,通用機(jī),專(zhuān)用機(jī),11,最新知識(shí)補(bǔ)充：,天河一號(hào)：國(guó)防科技大學(xué)研制，2009年10月29日亮相 每秒1206萬(wàn)億次的峰值速度 每秒563.1萬(wàn)億次的Linpack實(shí)測(cè)性能 中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)前100強(qiáng)之首， 使中國(guó)成為繼美國(guó)之后世界上第二個(gè)能夠自主研制千萬(wàn)億次 超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家。,12,五、計(jì)算機(jī)的新技術(shù),1．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。 系統(tǒng)和功能軟件固化起來(lái)，類(lèi)似BIOS的工作方式。 應(yīng)用：各種家電、數(shù)碼相機(jī)等 應(yīng)用最廣泛，數(shù)量超過(guò)PC,2．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)“虛擬的 超級(jí)計(jì)算機(jī)”，其中每一臺(tái)的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，而整個(gè)計(jì) 算是由成千上萬(wàn)個(gè)“節(jié)點(diǎn)”組成的“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。 示例：,,圖1.1.6 D2OL網(wǎng)格計(jì)算,13,五、計(jì)算機(jī)的新技術(shù),1．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。 系統(tǒng)和功能軟件固化起來(lái)，類(lèi)似BIOS的工作方式。 應(yīng)用：各種家電、數(shù)碼相機(jī)等 應(yīng)用最廣泛，數(shù)量超過(guò)PC,2．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)“虛擬的 超級(jí)計(jì)算機(jī)”，其中每一臺(tái)的計(jì)算機(jī)就是一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，而整個(gè)計(jì) 算是由成千上萬(wàn)個(gè)“節(jié)點(diǎn)”組成的“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。 示例：,,圖1.1.6 D2OL網(wǎng)格計(jì)算,14,3．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,15,1.2 信息技術(shù)概述,1. 信息與數(shù)據(jù) 病歷卡上記載病人的體溫39oC是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)39oC本身是沒(méi)有意義的。當(dāng)數(shù)據(jù)以某種形式經(jīng)過(guò)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39oC，這才是信息，信息是有意義的。 信息 即是對(duì)各種事物的變化和特征的反映 又是事物之間相互作用和聯(lián)系的表征。 數(shù)據(jù) 信息的載體。 例如：數(shù)值、文字、聲音、圖形、圖像等。 人類(lèi)三大基本資源：物質(zhì)、能源、信息,一、信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí),16,2. 信息技術(shù)(Information Technology，IT) 聯(lián)合國(guó)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)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(huì)、經(jīng)濟(jì)和文化等諸種事物。,17,二、現(xiàn)代信息技術(shù)的內(nèi)容,1. 信息基礎(chǔ)技術(shù) ? 微電子技術(shù) 當(dāng)今世界新技術(shù)革命的基石 ? 光電子技術(shù) 采用光子作為信息的載體 2. 信息系統(tǒng)技術(shù) ? 信息獲取技術(shù) 傳感技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)和遙感技術(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 ? 信息傳輸技術(shù) 光纖通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等 ? 信息控制技術(shù) 利用信息傳遞和反饋來(lái)實(shí)現(xiàn) ? 信息存貯技術(shù) 縮微品、磁盤(pán)、光盤(pán) 通信技術(shù)(Communication)、計(jì)算機(jī)技術(shù)(Computer)和控制技術(shù)(Control)合稱(chēng)為3C。 3. 信息應(yīng)用技術(shù) 如信息管理、信息控制、信息決策,18,三、現(xiàn)代信息技術(shù)的特點(diǎn),? 數(shù)字化 ? 多媒體化 ? 高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶 Internet 2的傳輸速率將可以達(dá)到2.4Gbps 。 ? 智能化,19,1.3 計(jì)算機(jī)在信息社會(huì)中的應(yīng)用,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用類(lèi)型 1. 科學(xué)計(jì)算 2. 數(shù)據(jù)處理 3. 電子商務(wù) ① B2B 阿里巴巴： ② B2C 亞 馬 遜： ③ C2C 淘 寶 網(wǎng)： 易 趣： 4. 過(guò)程控制 5. CAD/CAM/CIMS 6. 多媒體技術(shù) 7.人工智能,卡斯帕羅夫?qū)摹吧钏{(lán)”,20,思考題,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什么？ 2. 按綜合性能指標(biāo)，計(jì)算機(jī)一般分為哪幾類(lèi)？ 3. 信息與數(shù)據(jù)的區(qū)別是什么？ 4. 什么是信息技術(shù)？ 5. 為什么說(shuō)微電子技術(shù)是整個(gè)信息技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)？ 6. 信息處理技術(shù)具體包括哪些內(nèi)容？3C的含義是什么？ 7. 試述當(dāng)代計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用。,