大学计算机基础长沙医学院

1、 第第1章章 计算机概述计算机概述计算机概述v1.1 计算机的发展计算机的发展v1.2-1.4计算机的特点、分类及应用计算机的特点、分类及应用v1.5未来计算机技术的展望未来计算机技术的展望v1.6计算机技术在医学信息中的应用计算机技术在医学信息中的应用v1.7计算机与生命科学计算机与生命科学v1.8构建医学人才的构建医学人才的IT知识结构知识结构 1计算工具的演变计算工具的演变算筹算筹算盘算盘计算尺计算尺加法器加法器计算器计算器 分析机分析机计算机的发展计算机的发展41834年，巴贝奇在研制差分机的工作中，看到了制造一种新年，巴贝奇在研制差分机的工作中，看到了制造一种新的、在性能上大大超过差

2、分机的计算机的可能性，他把这个的、在性能上大大超过差分机的计算机的可能性，他把这个未来的机器称为分析机。未来的机器称为分析机。查尔斯查尔斯. .巴贝奇巴贝奇巴贝奇设计的分析机有巴贝奇设计的分析机有3个主要部分，在多个主要部分，在多年的研究制造实践中，巴贝奇写出了世界上年的研究制造实践中，巴贝奇写出了世界上第一部关于计算机程序的专著。巴贝奇是国第一部关于计算机程序的专著。巴贝奇是国际计算机界公认的、当之无愧的计算机之父。际计算机界公认的、当之无愧的计算机之父。计算机的发展5 计算机科学的奠基人是英国科学家艾兰计算机科学的奠基人是英国科学家艾兰图灵（图灵（Alan Mathison Turing，

3、19121954）。他在计算机科学方面的主要贡献有两）。他在计算机科学方面的主要贡献有两个：一是建立了图灵机（个：一是建立了图灵机（Turing Machine，TM）模型，奠定）模型，奠定了可计算理论的基础；二是提出图灵测试，阐述了机器智能的了可计算理论的基础；二是提出图灵测试，阐述了机器智能的概念。概念。阿兰阿兰. .图灵图灵美国计算机学会（美国计算机学会（ACM）于）于1966年创立了年创立了“图灵奖图灵奖”，每年颁发给在计算机科学领，每年颁发给在计算机科学领域中做出突出贡献的研究人员，目前是计域中做出突出贡献的研究人员，目前是计算机科学的最高奖，被称为算机科学的最高奖，被称为“计算机界

4、的计算机界的诺贝尔奖诺贝尔奖”。 计算机的发展6冯冯诺依曼（诺依曼（Von Neumann，19031957）。他和他的同事们）。他和他的同事们研制出了人类第二台计算机研制出了人类第二台计算机EDVAC，对后来的计算机在体系，对后来的计算机在体系结构和工作原理方面都产生了重大影响。在结构和工作原理方面都产生了重大影响。在EDVAC中采用了中采用了“存储程序存储程序”的概念，以此概念为基础的各类计算机统称为的概念，以此概念为基础的各类计算机统称为冯冯诺依曼机。诺依曼机。冯冯. .诺依曼诺依曼 六十多年来，虽然计算机系统从性能六十多年来，虽然计算机系统从性能指标、运算速度、工作方式、应有领指标、运

5、算速度、工作方式、应有领域等各方面都与当时的计算机产生了域等各方面都与当时的计算机产生了很大差别，但其基本结构并没有变，很大差别，但其基本结构并没有变，都属于冯都属于冯诺依曼机。但是，冯诺依曼机。但是，冯诺依曼诺依曼自己也承认，他的关于计算机自己也承认，他的关于计算机“存储存储程序程序”的想法都来自图灵。的想法都来自图灵。 计算机的发展72计算机的发展史计算机的发展史 世界上公认的第一台电子计算机于世界上公认的第一台电子计算机于1946年年2月诞生于月诞生于美国宾夕法尼亚大学，取名为美国宾夕法尼亚大学，取名为ENIAC（Electronic Numeric Integrator and Cal

6、culator），即电子数字积分），即电子数字积分计算机，两位主要研制人为莫契利（计算机，两位主要研制人为莫契利（J. Mauchiy）和埃）和埃克特（克特（J.Eckert）。）。计算机的发展8 ENIAC本身存在两大缺点：一本身存在两大缺点：一是是没有存储器没有存储器；二是；二是没有太明晰的没有太明晰的CPU概念概念。ENIAC的发明仅仅表明的发明仅仅表明计算机的问世，对为现代计算机在体计算机的问世，对为现代计算机在体系结构和工作原理上奠定了基础。系结构和工作原理上奠定了基础。第一台计算机第一台计算机ENIAC 第一款商用计算机是第一款商用计算机是1951年年开始生产的开始生产的UNIVA

7、C计算机。莫计算机。莫契利和埃克以及他们的契利和埃克以及他们的UNIVAC奠定了计算机的基础。奠定了计算机的基础。工业的基工业的基础。础。计算机的发展9计算机发展阶段计算机发展阶段第一代计算机（第一代计算机（19461957年）年） 电子管时代电子管时代第二代计算机（19581964年） 晶体管时代第三代计算机（19651970年） 中小规模集成电路时代 第四代计算机（1971年至今） 大规模集成电路时代第五代计算机 智能型时代计算机的发展103微型计算机的发展微型计算机的发展 第一代：1971年英特尔（Intel）公司推出I4004 CPU，成功地用一个芯片实现了中央处理器的全部功能，从此拉

8、开了微机发展的帷幕。第二代：1973年Intel公司推出8位CPU 8080、8085，由它们装配起来的计算机被称为第二代微机。第三代：1978年16位CPU的出现，标志微机的发展进入第三代，如Intel 8088/8086微机。第四代：1985年以后，由集成密集度更高的32位CPU、64位CPU装配起来的计算机被称为第四代微机。计算机的发展11计算机的发展现状计算机的发展现状巨型化巨型化微型化微型化多媒体化多媒体化网络化网络化智能化智能化计算机的发展124计算机的新技术计算机的新技术1）嵌入式计算机）嵌入式计算机 2）云计算）云计算 云计算是网格计算、云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、

9、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等计虚拟化、负载均衡等计算机技术和网络技术发算机技术和网络技术发展融合的产物。展融合的产物。3）中间件技术）中间件技术 计算机的发展135计算机的发展趋势计算机的发展趋势 光计算机光计算机 是利用光作为信息传输介质的计算机，是利用光作为信息传输介质的计算机， 具有超强的并行处理能力和超高速的运算速度，这是现具有超强的并行处理能力和超高速的运算速度，这是现代计算机望尘莫及的。代计算机望尘莫及的。 生物计算机（分子计算机）生物计算机（分子计算机） 采用由生物工程技采用由生物工程技术产生的蛋白质分子构成的生物芯片。术产生的

10、蛋白质分子构成的生物芯片。 量子计算机量子计算机 是利用处于多现实态下的原子进行是利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机。运算的计算机。计算机的特点、分类及应用计算机的特点、分类及应用141计算机的特点计算机的特点运算速度快运算速度快存储能力强存储能力强计算精度高、可靠性强计算精度高、可靠性强具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力运行自动化运行自动化通用性强通用性强信息处理的有力工具信息处理的有力工具计算机的特点、分类及应用计算机的特点、分类及应用152计算机的分类计算机的分类按计算机用途分类按计算机用途分类:专用计算机专用计算机通用计算机通用计算机按计算机规模分类：按计算机规模分类：巨型机巨型机

11、大型机大型机小型计算机小型计算机工作站工作站个人计算机个人计算机计算机的特点、分类及应用计算机的特点、分类及应用163计算机的应用计算机的应用科学计算科学计算信息处理信息处理办公自动化办公自动化电子商务电子商务自动控制自动控制计算机的辅助系统计算机的辅助系统逻辑关系加工与人工智能逻辑关系加工与人工智能未来计算机技术的展望17未来计算机将可能取得的突破未来计算机将可能取得的突破光子计算机光子计算机生物计算机（分子计算机）生物计算机（分子计算机）量子计算机量子计算机计算机技术在医学信息中的应用18计算机辅助诊断和辅助决策系统计算机辅助诊断和辅助决策系统(CAD&CMD)医院信息系统医院信息系统(HIS) 生物医学统计及流行学调查软件包生物医学统计及流行学调查软件包卫生行政管理信息系统卫生行政管理信息系统 (MIS) 医学情报检索系统医学情报检索系