计算机与信息社会G

1、第一章 计算机与信息社会 1.1 计算机的起源与发展 1.2 计算机的特点及应用 1.1 计算机的起源与发展 算 盘 中国唐代，第一种手动式计数器 计算尺 1622年，英国数学家奥特瑞德 手动式、加、减、乘、除、指数和三角 函数运算 加法器 1642年，法国哲学、数学家帕斯卡 机械式，只能做加法 计算器 1673年，德国数学家莱布尼茨机械式，加、减、乘、除和开方 差分机 1812年，英国查尔斯.巴贝奇 分析机 1834年，英国查尔斯.巴贝奇 1.1 计算机的起源与发展 1.1.1 计算机的起源计算机的学名叫做电子计算机，以人类发明这种机器的初衷，它的始祖应该是计算工具。算盘人类最早的计算工具可

2、以追溯到中国唐代发明的，它是世界上第一种手动式计数器，迄今还在使用。对数计算尺1622年，英国数学家奥特瑞德（William Oughtred）根据对数表设计的，可执行加、减、乘、除、指数、三角函数等运算，沿用到20世纪70年代才由计算器所取代。 第一台机械计算机（加法器）著名科学家帕斯卡（Blaise Pascal）发明的。帕斯卡的计算机是一种系列齿轮组成的装置，外形像一个长方盒子，用旋紧发条后才能转动，只能够做加法和减法。1971年发明的一种程序设计语言PASCAL语言，就是为了纪念这位先驱，使帕斯卡的英名长留在电脑时代里。第一台机械计算机:著名科学家帕斯卡(Blaise Pascal)发

3、明的， 只能够做加法和减法。 电动计算机（计算器）莱布尼茨（Gottfried Leibniz）在帕斯卡的发明基础上设计制造了一种能演算加、减、乘、除和开方的计算器。帕斯卡的计算机经由莱布尼茨的改进之后，人们又给它装上电动机以驱动机器工作，成为名符其实的“电动计算机”。尽管帕斯卡与莱布尼茨的发明还不是现代意义上的计算机，但它们毕竟昭示着人类计算机史里的第一抹曙光。电动计算机:帕斯卡的计算机经由莱布尼茨的改进之后，人们又给它装上了电动机已驱动机器工作，成为名副其实的“电动计算机” 能加、减、乘、除和开方。1812年差分机 查尔斯巴贝奇 1834年设计的分析机 今天电子计算机的直系祖先是19世纪由

4、英国剑桥大学的查尔斯巴贝奇（Charles Babbage）教授设计的差分机和分析机 由许多轮子组成的保存数据的存储库；运算装置；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。计算机之父英国科学家艾兰图灵建立图灵机（Turing machine，缩写TM）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 。计算机科学奠基人是英国科学家艾兰图灵 ，图灵的贡献有： 冯诺依曼另一个被称为计算机之父的是美籍匈牙利数学家冯诺依曼（Von Neumann）。他首先提出了“存储程序”的概念：在计算机中设置存储器，将符号化的计算步骤存放在存储器中，然后依次取出存储的内容进行译码

5、，并按照译码结果进行计算，从而实现计算机工作的自动化。五十多年来，计算机系统基本结构没有变。 第一台电子计算机的问世1946年2月由宾夕法尼亚大学研制成功的ENIAC（埃尼亚克）标志着电子计算机时代的到来 Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机重达30吨占地250m2启动工耗150000瓦18000个电子管保存80个字节1.1.2 计算机的发展 莫奇莱和埃克特都是宾夕法尼亚大学莫尔学院的教师， 研制ENIAC电脑是他们首先提出的建议。在实际制造过程中，莫奇莱是总设计师，埃克特则承担总工程师。 第一款商用计算机：UNIVAC

6、是1951年生产的，用于公众领域呈报数据处理，生产了近50台， 莫奇莱和埃克特奠定了计算机工业的基础。 成立了世界上第一家专门制造和出售电脑的公司，该公司也是有史以来第一家破产而被人兼并的电脑公司。 时代年份器件软件应用一 4657电子管机器语言汇编语言 科学计算二5864晶体管高级语言数据处理工业控制 三6471集成电路操作系统文字处理图形处理四71年迄今大规模集成电路数据库、网络等社会的各个领域1.计算机的分代（根据所采用的电子器件进行分类）2 计算机的分类 按综合性能指标分类高性能计算机（巨型机、大型机）：速度最快、处理能力最强例如：曙光4000A，浮点运算达每秒10万亿次工作站：高档的

7、微型计算机系统，专门处理某类特殊事务。通常配备有高分辨率的大屏幕显示器和大容量的内、外存储器，具有较强的数据处理能力和高性能的图形、图像能力。微型计算机（个人计算机）：小、巧、轻、使用方便、价格便宜，是当代计算机的主流 嵌入式计算机：是作为一个专门的数据处理部件，嵌入到高档的、精密的、智能化仪器或设备之中的计算机。运行固化的专门软件，一般用户不能改变 服务器：为网络中的多个用户提供服务的计算机系统。服务器从硬件结构来说，也是一台微型计算机，只不过在性能上要高档得多。 1.1.3 未来新型计算机1生物计算机（分子计算机）生物计算机在20世纪80年代中期开始研制，其最大的特点是采用了生物芯片。生物

8、计算机优点主要表现在以下几个方面： 体积小，功效高。在一平方毫米的面积上，可容纳几亿个电路，比目前的集成电路小得多，用它制成的计算机，已经不像现在计算机的形状了，可以隐藏在桌角、墙壁或地板等地方。具有自我修复功能，具有永久性和很高的可靠性。生物计算机的元件是由有机分子组成的生物化学元件，它们是利用化学反应工作的，所以，只需要很少的能量就可以工作，因此，不会像电子计算机那样，工作一段时间后，机体会发热，而且它的电路间也没有信号干扰。2光计算机光子计算机利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。在光子计算机中，不同波长的光代表不同的数据，这远胜于电子计算机中通过电子0和1两种状态变化进行的二进制运

9、算，可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速的并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升。3量子计算机是指利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机。在量子计算机中最小的信息单元不只是有开和关两种状态，而是能以多种状态同时出现。这种数据结构对使用并行结构计算机来处理信息是非常有利的。量子计算机具有一些近乎神奇的性质，如信息传输可以不需要时间（超距作用），信息处理所需能量可以近乎于零等。1.2 计算机的特性及应用 计算机是一种能自动高速进行科学计算和信息处理的电子设备。它具有以下的特点：运算速度快 计算机的运算速度使用MIPS（每秒执行一百万条指令）或GIPS（每秒执行一亿条指令）为单位来度量。世界上第一台计算机的运算速度为每秒5000次。目前，普通的微型计算机每秒可执行上亿条指令。 运算精度高记忆能力强自动化程度高初步智能化1.2.1计算机的特点1.2.2 计算机在信息社会中的应用计算机的应用类型1. 科学计算2. 数据处理3. 电子商务4. 过程控制5.计算机