计算机应用基础第一章

1、1.1 计算机的发展计算机的发展 1.2 信息技术概述信息技术概述 1.3 计算机在信息社会中的应用计算机在信息社会中的应用 n 算算 盘盘 中国唐代中国唐代 第一种手动式计数器第一种手动式计数器n 计算尺计算尺 1622年，英国年，英国William Oughtred 手动式手动式、减、乘、除、指数和三角函数运算、减、乘、除、指数和三角函数运算n 加法器加法器 19421942年，法国年，法国Blaise PascalBlaise Pascal 机械式，机械式，只能做加法只能做加法n 计算器计算器 16731673年，德国年，德国Gottfried LeibnizGottfried Leib

2、niz 机械式，机械式，加、减、乘、除和开方加、减、乘、除和开方n 差分机差分机 18121812年，英国年，英国Charles BabbageCharles Babbagen 分析机分析机 18341834年，英国年，英国Charles BabbageCharles Babbage 查尔斯查尔斯. .巴贝奇巴贝奇 1812年差分机年差分机 1834年分析机年分析机 1.1.1 近代计算机近代计算机1.1.差分机和分析机差分机和分析机三部分组成：三部分组成：(1)(1)由许多轮子组成的保存数据的存储库；由许多轮子组成的保存数据的存储库；(2)(2)运算装置；运算装置；(3)(3)能对操作顺序进

3、行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。史料：史料：查尔斯查尔斯.巴贝奇巴贝奇 Howard Aiken博士博士发现了发现了查尔斯查尔斯.巴贝奇的论文巴贝奇的论文在在IBM的支持下，用机电方式制造了的支持下，用机电方式制造了MARK IMARK II和和 MARK III是电子计算机是电子计算机2. MARK I 1944年年51尺长尺长重重5顿顿750,000部份合并而成部份合并而成有有72个累加器，每一个个累加器，每一个有自己的算术部件，及有自己的算术部件，及23位数的寄存器。位数的寄存器。 3. ABC计算机计算机 1

4、941年年 电子管数字计算机电子管数字计算机 John V.Atanasoff和和Clifford E.Berry为数学物理研究研制的，为数学物理研究研制的，计算机科学奠基人计算机科学奠基人英国科学家英国科学家 阿兰阿兰. .图灵图灵主要贡献：主要贡献： 建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础 提出图灵测试，阐述了机器智能的概念提出图灵测试，阐述了机器智能的概念 美国计算机学会美国计算机学会(ACM)1966(ACM)1966年设立图灵奖年设立图灵奖电子计算机之父：电子计算机之父：美籍匈牙利数学家美籍匈牙利数学家 冯冯. .诺依曼诺依曼主要贡献：主要贡献：

5、 与同事研制人类第二台计算机与同事研制人类第二台计算机EDVAC “存储程序存储程序”概念概念 冯冯诺依曼计算机诺依曼计算机 奠定了现代计算机体系结构和工作原理奠定了现代计算机体系结构和工作原理1946年年2月由宾州大学研制的月由宾州大学研制的ENIAC电子计算机时代的到来电子计算机时代的到来 Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机电子数字积分计算机莫奇莱和埃克特莫奇莱和埃克特电子管电子管晶体管晶体管集成电路集成电路大规模集成电路大规模集成电路按综合性能按综合性能指标分类指标分类高性能计算机（高性能计算机（巨型机或大型机巨

6、型机或大型机）：）： 速度最快、处理能力最强、速度最快、处理能力最强、 最快：最快：NEC Earth Simulator NEC Earth Simulator 每秒每秒3535万亿次浮点运算，峰值万亿次浮点运算，峰值4040万亿次万亿次 中国：中国：曙光曙光4000A 25604000A 2560颗颗6464位位AMD OpteronAMD Opteron处理器处理器 每秒每秒8万亿次浮点运算，全球排名第万亿次浮点运算，全球排名第10工作站工作站：介于介于PCPC与小型机之间高档微机系统与小型机之间高档微机系统 高分辨率、大容量内外存，图形功能较强高分辨率、大容量内外存，图形功能较强微型计

7、算机微型计算机： 台式机、笔记本和个人数字助量台式机、笔记本和个人数字助量(PDA)(PDA)服务器服务器：网络环境中为多个用户提供服务的：网络环境中为多个用户提供服务的 计算机系统计算机系统按用途分类按用途分类通用机通用机专用机专用机1嵌入式技术嵌入式技术 将计算机作为一个信息处理部件，嵌入到应用系统之中的将计算机作为一个信息处理部件，嵌入到应用系统之中的一种技术。一种技术。系统和功能软件固化起来，类似系统和功能软件固化起来，类似BIOS的工作方式。的工作方式。 应用：各种家电、数码相机等应用：各种家电、数码相机等2网格计算网格计算 利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个利用互联网把

8、分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟虚拟的超级计算机的超级计算机”，其中每一台的计算机就是一个，其中每一台的计算机就是一个“节点节点”，而整，而整个计算是由成千上万个个计算是由成千上万个“节点节点”组成的组成的“一张网格一张网格”。 优点：数据处理能力超强；充分利用网上的闲置处理能力。优点：数据处理能力超强；充分利用网上的闲置处理能力。 示例：示例：图1.1.6 D2OL网格计算3中间件技术中间件技术 中间件是介于应用软件和操作系统之间的系统软件中间件是介于应用软件和操作系统之间的系统软件 1光计算机光计算机 利用光子取代电子进行利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。数据运算、传输和存

9、储。 不同波长的表示不同的不同波长的表示不同的数据数据 优点：超高速优点：超高速 缺点：体积庞大缺点：体积庞大2生物计算机（分子计算机）生物计算机（分子计算机） 2020世纪世纪8080年代中期开始研制年代中期开始研制 采用了生物芯片采用了生物芯片3量子计算机量子计算机 利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机，利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机， 这种多现实态是量子力学的标志。这种多现实态是量子力学的标志。 1. 1. 信息与数据信息与数据 病历卡上记载病人的体温病历卡上记载病人的体温39oC是数据。数据是数据。数据39oC本身本身是没有意义的。当数据以某种形式经过处理、描述或与其是没

10、有意义的。当数据以某种形式经过处理、描述或与其它数据比较时，才能成为信息。某个病人的体温是它数据比较时，才能成为信息。某个病人的体温是39oC，这才是信息，信息是有意义的。这才是信息，信息是有意义的。 信息信息 各种事物的变化和特征的反映各种事物的变化和特征的反映 数据数据 信息的载体。信息的载体。 例如：数值、文字、语言、图形、图像等。例如：数值、文字、语言、图形、图像等。 2. 2. 信息技术信息技术(Information Technology，IT)联合国教科文组织的定义联合国教科文组织的定义 应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方

11、法和管理技巧；上述方面和技巧和应用；计算机及练方法和管理技巧；上述方面和技巧和应用；计算机及其与人、机的相互作用；与之相应的社会、经济和文化其与人、机的相互作用；与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。等诸种事物。 1. 信息基础技术信息基础技术 微电子技术微电子技术 当今世界新技术革命的基石当今世界新技术革命的基石 光电子技术光电子技术 采用光子作为信息的载体采用光子作为信息的载体 2. 信息系统技术信息系统技术 信息获取技术信息获取技术 传感技术、遥测技术和遥感技术传感技术、遥测技术和遥感技术 信息处理技术信息处理技术 计算机技术成为现代信息技术的核心计算机技术成为现代信息技术的核心 信息传

12、输技术信息传输技术 光纤通信技术、卫星通信技术等光纤通信技术、卫星通信技术等 信息控制技术信息控制技术 利用信息传递和反馈来实现利用信息传递和反馈来实现 信息存贮技术信息存贮技术 缩微品、磁盘、光盘缩微品、磁盘、光盘 通信技术通信技术( (Communication) )、计算机技术、计算机技术( (Computer) )和控和控制技术制技术( (Control) )合称为合称为3C3C。3. 信息应用技术信息应用技术如信息管理、信息控制、信息决策如信息管理、信息控制、信息决策 数字化数字化 大量信息可以被压缩，并以光速进行传输。大量信息可以被压缩，并以光速进行传输。 多媒体化多媒体化 文字、

13、声音、图形、图像、视频等信息媒体与计算机集成在文字、声音、图形、图像、视频等信息媒体与计算机集成在一起，以接近于人类的工作方式和思考方式来设计与操作。一起，以接近于人类的工作方式和思考方式来设计与操作。 高速度、网络化、宽频带高速度、网络化、宽频带 下一代的下一代的InternetInternet技术。技术。 智能化智能化 在超媒体的世界里，软件代理收集任何可能想要在网络上取在超媒体的世界里，软件代理收集任何可能想要在网络上取得的信息。得的信息。 计算机的应用类型计算机的应用类型1. 科学计算科学计算2. 数据处理数据处理3. 电子商务电子商务4. 过程控制过程控制5. CAD/CAM/CIMS6. 多媒体技术多媒体技术 7. .虚拟现实虚拟现实8. 人工智能人工智能 计算机的主要应用领域计算机的主要应用领域1. 工商：工商：电子商务、电子商务、CAD/CAM2. 教育：教育：多媒体教育、远程教育多媒体教育、远程教育3. 医药：医药：CAT、MRI、远程医疗、远程医疗4. 政府：政府：电子政府电子政府5. 娱乐：娱乐：虚拟现实、电影特技虚拟现实、电影特技 6. 科研：科研：数据采集、计算分析数据采集、计算分析7. 家庭：家庭：家庭信息化家庭信息化 1. 计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征