第02讲——第2章 计算机的发展及应用(2.1-2.3)

1、第第02讲讲 第第2章章 计算机的发展及应用（计算机的发展及应用（2.1-2.3）主讲人：李淑芝主讲人：李淑芝2.3 计算机的展望计算机的展望2.2 计算机的应用计算机的应用2.1 计算机的发展史计算机的发展史让学生了解计算机的产生、让学生了解计算机的产生、发展及应用的简要历史，目的在于激发展及应用的简要历史，目的在于激发学生学习本课程的积极性和主动性。发学生学习本课程的积极性和主动性。 计算机的各类应用计算机的各类应用。本章无难点内容。本章无难点内容。l计算机五大组成部件是如何协调有序计算机五大组成部件是如何协调有序工作的？工作的？ l计算机能为人们做哪些工作，带来哪计算机能为人们做哪些工作

2、，带来哪些便利呢？些便利呢？ 2.1.1 计算机的产生和发展计算机的产生和发展1946年年 美国美国 ENIAC1955年退役年退役十进制运算十进制运算18 0001 500150301 500多个电子管多个电子管多个继电器多个继电器千瓦千瓦吨吨平方英尺平方英尺5 000次加法秒次加法秒用手工搬动开关和拔插电缆来编程用手工搬动开关和拔插电缆来编程l世界上第一台电子计算机世界上第一台电子计算机 ENIAC(1946)ENIAC(1946)l硬件技术对计算机更新换代的影响硬件技术对计算机更新换代的影响 100 000 000 1978现在现在 超大规模超大规模 集成电路集成电路 10 000 00

3、0 大规模大规模 集成电路集成电路 19721977 1 000 000 中小规模中小规模 集成电路集成电路 19651971 200 000 晶体管晶体管 19581964 40 000 电子管电子管 19461957 速度（次速度（次/秒）秒） 硬件技术硬件技术 时间时间 代代三三四四二二一一五五l第一台第一台von Neumann 系统结构的计算机系统结构的计算机l1964年的年的IBM System360 （第三代）（第三代）l进入到进入到20世纪世纪70年代后，计算机成为一门年代后，计算机成为一门独立的学科而迅猛发展，影响、改变着人独立的学科而迅猛发展，影响、改变着人类的生活方式，这

4、是由于微处理器的出现类的生活方式，这是由于微处理器的出现（采用大规模和超大规模集成电路）、软（采用大规模和超大规模集成电路）、软件技术的完善及应用范围的不断拓宽所带件技术的完善及应用范围的不断拓宽所带来的必然结果。来的必然结果。l史上最快的超级计算机之一史上最快的超级计算机之一 IBM: Seaborg6 080个个 CPU 最大平均速度最大平均速度 7.304 TF (1012)l史上最快的超级计算机之二史上最快的超级计算机之二 IBM: ASCI White8 192个个 CPU 最大平均速度最大平均速度 7.304 TF (1012)l史上最快的超级计算机之三史上最快的超级计算机之三 L

5、inux NetworX : MCR Linux Cluster 2 304个个 CPU 最大平均速度最大平均速度 7.634 TF (1012)l史上最快的超级计算机之四史上最快的超级计算机之四 HP : ASCI Q4 096个个 CPU 最大平均速度最大平均速度 13.88 TF (1012)l史上最快的超级计算机之五史上最快的超级计算机之五 NEC: Earth Simulator5 120个个 CPU 最大平均速度最大平均速度 35.86 TF (1012)l截止到截止到2013年年8月的统计数字，全球十大最快超月的统计数字，全球十大最快超级计算机，中国位居第一级计算机，中国位居第一

6、 。l美联储科技杂志对全球超级计算机进行了排名，美联储科技杂志对全球超级计算机进行了排名，选出了其中最快的十台，其中中国有两台超级计选出了其中最快的十台，其中中国有两台超级计算机入榜，并且算机入榜，并且“天河二号天河二号”凭借着双精度浮点凭借着双精度浮点运算峰值速度达到每秒运算峰值速度达到每秒5.49亿亿次问鼎该宝座。亿亿次问鼎该宝座。l这也是中国超级计算机时隔两年半后运算速度重这也是中国超级计算机时隔两年半后运算速度重返世界之巅。此前的返世界之巅。此前的2010年年11月，月，“天河一号天河一号”曾以每秒曾以每秒4.7千万亿次的峰值速度，首次登上超级千万亿次的峰值速度，首次登上超级计算领域顶

7、峰。计算领域顶峰。l全球超级计算机排行前十名分别是天河二号、泰全球超级计算机排行前十名分别是天河二号、泰坦、红杉超级计算机、坦、红杉超级计算机、K Computer、米拉、米拉、Stampede、Juqueen、vulcan、SuperMUC、天、天河一号。河一号。微处理器芯片微处理器芯片存储器芯片存储器芯片1971年年 8位位16位位32位位64位位4位（位（4004）1970年年256位位 1K位位16K位位64K位位256K位位1M位位16M位位64M位位4K位位4M位位Moore 定律定律Intel 公司的缔造者之一公司的缔造者之一 Gordon Moore 提出：提出：微芯片上集成的

8、微芯片上集成的晶体管晶体管数目每三年翻两番。数目每三年翻两番。问题：摩尔定律问题：摩尔定律是否永远生效？是否永远生效？为什么？为什么？lIntel 公司的典型微处理器产品公司的典型微处理器产品8080 8位位 1974年年8086 16位位 1979年年 2.9 万万80286 16位位 1982年年 13.4 万万80386 32位位 1985年年 27.5 万万80486 32位位 1989年年 120.0 万万Pentium 64位（准）位（准） 1993年年 310.0 万万Pentium pro 64位（准）位（准） 1995年年 550.0 万万Pentium 64位（准）位（准）

9、 1997年年 750.0 万以上万以上Pentium 64位（准）位（准） 1999年年 950.0 万以上万以上Pentium 64位位 2000年年 4 200.0 万万预计预计 2007 年年 芯片上可集成芯片上可集成 3 亿亿 5 千万千万 晶体管晶体管 2010 年年 芯片上可集成芯片上可集成 8 亿亿 晶体管晶体管机器语言机器语言 面向机器面向机器汇编语言汇编语言 面向机器面向机器高级语言高级语言 面向问题面向问题FORTRAN 科学和工程计算科学和工程计算 1954年年PASCAL 结构化程序设计结构化程序设计 1968年年C 面向对象面向对象 1983年年 Java 适应网络

10、环境适应网络环境 1995年年 （1）各种语言）各种语言BASIC 结构化程序设计结构化程序设计 1964年年C 结构化程序设计结构化程序设计 1972年年 （2）系统软件）系统软件语言处理程序语言处理程序 汇编程序汇编程序 编译程序编译程序 解释程序解释程序操作系统操作系统 DOS UNIX Windows 服务性程序服务性程序 装配装配 调试调试 诊断诊断 排错排错数据库管理系统数据库管理系统 数据库和数据库管理软件数据库和数据库管理软件网络软件网络软件（3）应用软件）应用软件财务软件财务软件 办公办公OA 电子表格电子表格 CAD等等（4）软件发展的特点）软件发展的特点l开发周期长开发周

11、期长l制作成本高制作成本高l检测软件产品质量的特殊性检测软件产品质量的特殊性软件是程序以及开发、使用和软件是程序以及开发、使用和维护程序维护程序所需要的所有文档。所需要的所有文档。（1）科学计算和数据处理）科学计算和数据处理（2）工业控制和实时控制）工业控制和实时控制（3）网络技术）网络技术l电子商务电子商务l网络教育网络教育l敏捷制造敏捷制造（4）虚拟现实）虚拟现实（5）办公自动化和管理信息系统）办公自动化和管理信息系统（6）CAD/CAM/CIMS（7）多媒体技术）多媒体技术（8）人工智能）人工智能l当前计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、当前计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、网络化等方

12、向发展，计算机本身的性能越来越优网络化等方向发展，计算机本身的性能越来越优越，应用范围也越来越广泛。越，应用范围也越来越广泛。l21世纪除了人们继续追求超级智能计算机的问世纪除了人们继续追求超级智能计算机的问世外，更引人注目的是价格低廉、使用方便、体世外，更引人注目的是价格低廉、使用方便、体积更小、外形多变、具有人性化的计算机的研究积更小、外形多变、具有人性化的计算机的研究和应用。和应用。l在普及型的计算机发展同时，大型系统也将获在普及型的计算机发展同时，大型系统也将获得巨大发展，将来由低价、通用的多处理机组成得巨大发展，将来由低价、通用的多处理机组成的群机系统来代替单一的大型系统。的群机系统

13、来代替单一的大型系统。l未来计算机发展方向有量子计算机、神经网络未来计算机发展方向有量子计算机、神经网络计算机、化学、生物计算机和光计算机等。计算机、化学、生物计算机和光计算机等。1. Intel80486是是32位微处理器，位微处理器，Pentium是是_位微处理器。位微处理器。 A . 16B . 32 . 48. 64 答案：答案：D2. 下列下列_属于应用软件。属于应用软件。 A. 操作系统操作系统 B. 编译系统编译系统 C. 连接程序连接程序 D.文本处理文本处理 答案：答案：D3.数控机床是计算机在数控机床是计算机在A._方面的应方面的应 用，邮局把信件自动分拣是在计算机在用，邮

14、局把信件自动分拣是在计算机在B._方面的应用。方面的应用。 答案：答案： A.自动控制自动控制 B.人工智能人工智能4.将有关数据加以分类、统计、分析，以取将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有利用价值的信息，我们称其为得有利用价值的信息，我们称其为_。 A. 数值计算数值计算 B. 辅助设计辅助设计 C. 数据处理数据处理 D. 实时控制实时控制 答案：答案：C5. Pentium-3是一种是一种_。 A.64位处理器位处理器 B.16位处理器位处理器 C.准准16位处理器位处理器 D.32位处理器位处理器 答案：答案：A6. 至今为止，计算机中的所有信息仍以二进至今为止，计算机中的所有信

15、息仍以二进制方式表示的理由是制方式表示的理由是_。 A.节约元件节约元件 B.运算速度快运算速度快 C.物理器件性能所致物理器件性能所致 D.信息处理方便信息处理方便 答案：答案：C7.描述汇编语言特性概念中，错误的是描述汇编语言特性概念中，错误的是_。 A. 程序员需要硬件知识程序员需要硬件知识 B. 汇编语言对机器的依赖性高汇编语言对机器的依赖性高 C. 用汇编语言编制程序难度比高级语言小用汇编语言编制程序难度比高级语言小 D. 汇编语言编写程序执行速度比高级语言快汇编语言编写程序执行速度比高级语言快 答案：答案：C8.多媒体多媒体CPU是带有是带有A._技术的处理器。技术的处理器。它是一种它是一种B._技术，特别适合于图像技术，特别适合于图像数据处理。数据处理。 答案：答案： A.MMX B.多媒体扩