wxh第一章 计算机及信息技术概述

大学计算机基础华南农业大学信息学院主讲教师吴小红Emailwuxh@

片头动画课程的考核评分标准：笔试70%+平时（实验）30%=100%注：部分笔试内容采用填涂标准答题卡方式。试卷样式可参考实验指导书。考试试题主要参考实验指导书“习题篇”部分。实验课教学安排实验课安排在理论课教学开始后的第4周进行。实验教学以实验指导书提供的实验为主。实验1至实验9为必选实验内容，要求在实验指导书上填写实验报告；实验10为选做内容；学期结束前将实验指导书“实验篇”中的“实验报告”上交。理论教学(32)上机实验(24)课程综述2011年2月21日理论教学主要内容：第一章计算机及信息技术概述第二章计算机信息基础第三章计算机硬件体系结构第四章计算机操作系统第五章计算机软件技术基础第六章数据库技术第七章多媒体技术第八章网络技术基础第九章信息安全与社会责任第十章常用应用软件介绍课程教学内容和学时分配第1章计算机及信息技术概述（2学时）第2章计算机信息基础（4学时）第3章计算机硬件体系结构（6学时）第4章计算机操作系统（2学时）第5章计算机软件技术基础（2学时）第6章数据库技术（2学时）第7章多媒体技术（4学时）第8章计算机网络技术（6学时）第9章信息安全与社会责任（2学时）第10章常用应用软件介绍（自学，不做考试要求）

课程总结（课堂教学2学时）上机实验的内容：Office综合应用常用软件Flash、PhotoshopDreamweaver的操作实例与练习使用教材及参考书目大学计算机基础：徐东风主编，林丕源副主编，中国农业出版社出版。大学计算机基础教程：王移芝罗四维主编，高等教育出版社出版。大学计算机基础：杨振山龚沛主编，高等教育出版社出版。大学计算机基础教程：张莉等编，清华大学出版社出版。办公地点：

校本部信息学院大楼509房（艺术学院后面）联系方式：85280320-509(o)

wuxh学内容：计算机与信息技术授课时数：2学时第一章计算机与信息技术概述1.1计计算算机机基基础础知知识识1.2计计算算机机系系统统构构成成1.3信信息息技技术术基基础础知知识识本章章没没有有难难点点，，重重点点是是计计算算机机系系统统构构成成这这部部分分内内容容第一章计计算机及信息息技术概述第一章要点点计算机发展历历史上的重要要人物和思想想计算机的产生生及发展、分分类、特点及及应用领域第一章计计算机及信息息技术概述本章首先从计计算工具的发发展开始，介介绍计算机的的历史和类型型，计算机在在现代社会中中的一些典型型应用，以及及计算机的未未来发展趋势势；计算机系系统的硬件和和软件系统构构成；最后介介绍信息技术术的基础知识识。1.1计算算机基础知识识1.1.1计计算机发发展历史上的的重要人物和和思想人们发明电子子数字计算机机的初衷是用用来进行科学学计算，但现现代计算机的的功能早已不不再只是“计计算”，而扩扩大到可以处处理加工数字字、文字、图图形、图像、、声音等各种种形式的数据据。1.1计算算机基础知识识1.1.1计计算机发发展历史上的的重要人物和和思想人类从远古时时代就产生了了计算的需要要。各种计算工具具出现、发展展。如：中国国的算盘、算算筹、欧洲的的计算尺等。。随着天文航海海等科学发展展，需要进行行大量的繁复复计算，迫切切需要能自动计算的机器。得益于钟表业业，特别是齿齿轮传动装置置技术的发展展，诞生了最最早的机械式式计算机。下面介绍几位位在电子计算算机诞生之前前对计算机发发展有过突出出贡献的几位位早期历史人人物。法国物理学家家帕斯卡(1623-1662)在在1642年发明了第第一台机械式式加法机。该该机由齿轮组组成，靠发条条驱动，用专专用的铁笔来来拨动转轮以以输入数字。。当时，19岁岁的帕斯卡为为了帮助父亲亲计算税款，，开始研究机机械计算装置置，最后制成成了手摇驱动动的齿轮进位位式计算器，，可完成六位位数字的加减减法。1.1计算算机基础知识识德国数学家莱莱布尼茨Leibnitz,1673年发明了了机械式乘除除法器。基本本原理继承了了帕斯卡的加加法机，也是是由一系列齿齿轮组成，但但多了一个叫叫“步进轮””的装置，它它能够连续重重复地做加减减法，从而实实现了乘除运运算。1.1计计算机机基础础知识识莱布尼尼兹：：天才才数学学家研究数数理逻逻辑、、无穷穷小算算法与牛顿顿并缔缔双辉辉共同同奠定定“微微积分分学””1.1计计算机机基础础知识识英国数数学家家巴贝贝奇：：1822年，，在历历经10年年努力力终于于发明明了““差分分机””。它它有3个齿齿轮式式寄存存器，，可以以保存存3个个5位位数字字，计计算精精度可可以达达到6位小小数。。巴贝奇试图发明功能更好的通用计算机

——分析机，但最终失败。英国女数学家爱达(1815-1852)：巴贝奇的合作伙伴。她用穿孔卡片设计了世界上“第一件计算机程序”。她还建议分析机用二进制存储。预言分析机能唱歌、绘画。英国诗诗人拜拜伦的的女儿儿阿达：：数学学家，，拜论论的女女儿死于36岁岁，生生命短短暂，，对计计算机机的预预见超超过一一个世世纪以以上有个计计算机机语言言被命命名为为ADA（（阿达达）语语言，，纪念念她是是“世世界上上第一一位软软件工工程师师”1812年差分机查尔斯.巴贝奇1834年设计的分析机

1.1计算机机的发发展1.1.1近代计计算机机由许多多轮子子组成成的保保存数数据的的存储储库；；运算装装置；；能对操操作顺顺序进进行控控制，，并选选择所所需处处理的的数据据以及及输出出结果果的装装置。。1.1.1计计算算机发发展历历史上上的重重要人人物和和思想想1801年年,法法国纺纺织机机械师师杰卡卡德,发明明”自自动提提花编编织机机”,启示示了计计算机机的程程序设设计思思想.1847英英国数数学家家布尔尔提出出了布布尔代代数的的思想想,成成为现现代计计算机机的数数学和和逻辑辑基础础1888年年,美美国人人赫尔尔曼.霍列列瑞斯斯发明明了制制表机机,采采用穿穿孔卡卡上是是否有有洞表表示数数据的的是与与非,演变变为后后来的的IBM公公司1938年年,美美国数数学家家香农农首次次将布布尔代代数和和继电电器联联系在在一起起,给给出了了加减减乘除除运算算的电电子电电路设设计,成为为现代代信息息论的的创始始人.1944年年,美美国国物物理理学学家家艾艾肯肯,研研制制了了马马克克1号号计计算算机机,是是全全机机电电式式的的计计算算机机,1949年年,首首次次使使用用磁磁鼓鼓作作为为数数据据和和指指令令的的存存储储器器1.1计计算算机机基基础础知知识识1.1计计算算机机基基础础知知识识图灵机：把人在计算时所做的工作分解成简单的机械化动作交给机器去执行，经过足够的时间和有限次机械步骤求得解答。理论上可以计算任何可计算函数。英国科学家阿兰图灵控制器（含运算功能）可在纸带上左右移动的读写头，用于读写数据(输入输出设备)可无限延伸的纸带。用于存储程序和数据（存储器）1.1.1计算算机机发发展展历历史史上上的的重重要要人人物物和和思思想想图灵机的的直观描描述3个部件件：有穷穷控制器器、无穷穷带和读读写头3个动作作：改写写当前格格、左移移或右移移一格读写头有穷控制器存储带…………图灵机模型姚期智：2000年首位获奖图灵奖的华裔学者阿兰图灵的的贡献图灵机模模型从理论上上证明了了通用计计算机存存在的可可能性1.1计计算机机基础知知识1.1.1计计算机机发展历历史上的的重要人人物和思思想有限状态态控制器器q1q2q3q4q5……qn…DTABDC…磁带读写磁头头1.1计计算机机基础知知识1.1.1计计算机机发展历历史上的的重要人人物和思思想浏览计算算机世界界计算机理论的奠基人人：阿伦·图灵（AlanMathisonTuring），，1912年6月23日出生生于英国国伦敦，，是20世纪纪最著名名的数学学家之一一。1931年图图灵进入入剑桥大大学国王王学院（King’sCollege），毕业后后到美国国普林斯斯顿大学学攻读博博士学位位，二战战爆发后后回到剑剑桥。图图灵于1954年6月月7日去去世，当当时年仅仅41岁岁。计算机发发展历史史人物七十多年来，，现代计算机机基本结构仍仍然是“冯··诺依曼计算算机”。美籍匈牙利数数学家

冯诺依曼(计算机鼻祖祖)计算机应由运运算器、控制制器、存储器器、

输入设设备和输出设设备五大部件件组成；应采用二进制制简化机器的的电路设计；；采用“存储程程序”技术,以便计算机机能保存和自自动依次执行行指令。冯·诺依曼：：“如果不不考虑巴贝奇奇、爱达和其其他人早先提提出的有关思思想，计算机机基本概念只只能属于阿兰兰·图灵”1.1计算算机基础知识识浏览计算机世世界计算机奠基人人：冯·诺依依曼（JohnVonNeumann），，1903年年12月28日生于匈牙牙利布达佩斯斯的一个犹太太人家庭，是是著名美籍匈匈牙利数学家家。1954年夏冯·诺诺依曼被发现现患有癌症，，于1957年2月8日日在华盛顿去去世，终年54岁。冯··诺伊曼从小小就显示出数数学天才，关关于他的童年年有不少传说说。1911年至1921年，冯··诺依曼在布布达佩斯的卢卢瑟伦中学读读书期间，就就崭露头角而而深受老师的的器重。1921年至1923年在在苏黎世大学学学习。很快快又在1926年以优异异的成绩获得得了布达佩斯斯大学数学博博士学位，此此时冯·诺依依曼年仅22岁。1927年至1929年冯··诺依曼相继继在柏林大学学和汉堡大学学担任数学讲讲师。1930年接受了了普林斯顿大大学客座教授授的职位，西西渡美国。1931年成成为该校终身身教授。1933年转到到该校的高级级研究所，成成为最初6位位教授之一，，并在那里工工作了一生。。冯·诺依曼曼是普林斯顿顿大学、宾夕夕法尼亚大学学、哈佛大学学、伊斯坦堡堡大学、马里里兰大学、哥哥伦比亚大学学和慕尼黑高高等技术学院院等校的荣誉誉博士。他是是美国国家科科学院、秘鲁鲁国立自然科科学院和意大大利国立林且且学院等院的的院土。1951年至1953年任任美国数学会会主席，1954年任美美国原子能委委员会委员。。计算机发展展历史人物物约翰·冯··诺依曼（（JohnVonNouma，1903－－1957），父亲亲是一个银银行家，家家境富裕，，十分注意意对孩子子的教育。。冯·诺依依曼从小聪聪颖过人，，兴趣广泛泛，读书过过目不忘。。据说他6岁时就能能用古希希腊语同父父亲闲谈，，一生掌握握了七种语语言。最擅擅德语，可可在他用德德语思考种种种设想时时，又能以以阅读的速速度译成英英语。他对对读过的书书籍和论文文。能很快快一句不差差地将内容容复述出来来，而且若若干年之后后，仍可如如此。1911年——1921年，冯··诺依曼在在布达佩斯斯的卢瑟伦伦中学读书书期间，在在费克特老老师的个别别指导下并并合作发表表了第一篇篇数学论文文，此时冯冯·诺依曼曼还不到18岁。主要要人人物物有有：：1、、帕帕斯斯卡卡2、、莱莱布布尼尼茨茨3、、巴巴贝贝奇奇和和阿阿达达4、、香香农农信信息息论论的的创创始始人人；；5、、布布尔尔6、、图图灵灵7、、冯诺依依曼曼1.1计计算算机机基基础础知知识识1946年年2月月由由宾宾夕夕法法尼尼亚亚大大学学研研制制成成功功的的ENIAC是第第一一台台电电子子数数字字计计算算机机。。ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator电子数字积分计算机重30吨吨，，占占地地167m2，耗耗电电150千千瓦瓦18800个电电子管管，1500个个继电电器保存80个个字节节每秒钟钟可做做5000次加加减法法或400次次乘法法运算算。“诞生生了一一个电电子的的大脑脑”致命缺缺陷：：没有有存储储程序序。1.1.2电子计计算机机时代代人类追追求的的计算算工具具1642Blaise

Pascal加法器CharlesBabbage1822差分机1833

分析机MARKIENIAC电子计算机时代1.1计计算机机基础础知识识电子技技术的的发展展促进进了电电子计计算机机的更更新换换代。。第一代计算机1946－1958年以电子管为主要元件代表机型：ENIAC，EDVAC1.1.2电子计计算机机时代代第一代代计算算机（（1946~1958））电子管管Aopen发布布了首首款集集成音音频真真空管管的主主板名名为AX4B-533Tube/c/2002-06-06/13704.html电子技技术的的发展展促进进了电电子计计算机机的更更新换换代。。1.1计算机机基础础知识识第二代计算机1958－1964年以晶体管为主要元件采用晶体管的第二代电子计算机IBM7090型第二代代计算算机（（1958~1964））晶体管管比电电子管管平均均寿命命提高100~1000倍倍耗电为为电子子管的的1/10体积小小一个个数量量级单个晶晶体管管与电电子管管的比比较1947年年研制制出的的首个个晶体体管1.1计算机机基础础知识识第三代代计算算机1964－－1971年以集成成电路路为主主要元元件采用集集成电电路的的第一一台电电子计计算机机IBM360型第三代代计算算机（（1964~1970））把几十十个或或几百百个电电子元件集集中做做在一一块几几平方毫米米的硅硅片上上`毒龙1.6GCPU奔腾D8系列列(PentiumD8XX)双核心心设计计的CPU1.1计计算机机基础础知识识第四代计算机1971年至今以大规模/超大规模集成电路为主要元件巨型机、大型机、小型机、微型机以及便携机第五代代计算算机：：目标标是智智能计计算机机电子技技术的的发展展促进进了电电子计计算机机的更更新换换代。。1.1.2电子计计算机机时代代1.1.3计算机机的分分代(小结结）时代年份器件软件应用一

46-58电子管机器语言汇编语言科学计算二58-64晶体管高级语言数据处理工业控制三64-71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1.1计计算机机基础础知识识p7按计算机处理的数据分类数字计算机(用高1低0电位)模拟计算机(用曲线)数字模拟混合计算机按计算机用途分类通用计算机专用计算机1.1.3计算机机类型型p7模拟信信息和和数字字信息息模拟信信号：：连续变变化。。例例如：：温度度，电电压，，语音音等。。数字信信号：：离散取取值。。例如：：高电电平和和低电电平。。tVout(V）+5001010tu(V)+501000101100011000模拟信信号表表示为为在某某区间间内连续变变化的值。。数字信信号表表示为为在某某区间间内离散变变化的值。。3.1数数据和和计算算机3.1.1模模拟拟信息息和数数字信信息模拟信信号的信息息通常常是用用其幅幅值携携带的的，不不同的的幅值值表示示不同同的数数据（（若用用二进进制表表示，，则包包含若若干位位二进进制数数字））。环环境的的小干干扰也也会使使信息息失真真。而而小干干扰难难以消消除。。数字信信号是用电电压幅幅值的的高和和低携携带信信息的的，一一个数数字信信号只只携带带1位位数字字信息息（““0””或““1””）。。小干干扰不不会使使信息息丢失失。数数字字信号号只在在两个个极端端间跳跳跃，，且被被周期期性““重整整”以以恢复复原始始值。。tu（V）+501000101110001000Vout（V）+5001010阈值数字

不确定巨型机大型机小型机微型机工作站服务器嵌入式计算机按计算机规模分类1.1计计算机机基础础知识识1.1.3计计算算机类类型按计算机用途分类通用计算机专用计算机1.1计计算机机基础础知识识巨型机SuperComputer大型机MainframeComputer小型机MiniComputer微型机MicroComputer工作站WorkStation服务器嵌入式计算机enbeddedcomputer按计算机规模分类1.1.3计算机机类型型工作站站与服服务器器从工作作站这这一名名词出出现的的源流流来看看，工工作站站分为为两种种：一一种种是在在网络络中的的终端端和客客户机机：我我们将将其称称为““工作作站””－WORKSTATION，而而在网网络中中负责责文件件管理理、打打印机机管理理、数数据库库应用用的计计算机机主机机,我我们将将其称称之为为“服服务器器”（（SERVER），，在计计算机机发展展的初初期，，这种种概念念得到到了大大家的的认可可。另另一一种对对工作作站的的理解解来自自于专专业用用于图图形处处理的的高级级计算算机或或超级级计算算机，，我们们习惯惯性的的称其其为WORKSTATION，注注意这这个““WORKSTATION””和上上面的的“WORKSTATION”的的含义义是有有差别别的,网络络中的的“WORKSTATION”可可以理理解为为“工工作节节点””，而而作为为图形形处理理专用用的““WORKSTATION””则可可以理理解为为“完完成工工作任任务的的实验验室””，在在国外外的资资料中中往往往还要要加上上一个个“GRAPHIC”作作为定定语。。目目前大大多数数非计计算机机专业业的从从业人人员听听到““工作作站””联想想到的的往往往是图图形工工作站站，即即“GRAPHICWORKSTATION”，，如果果你去去问一一问网网络相相关人人员，，工作作站是是什么么东东东，他他们会会想到到的是是每一一个计计算机机节点点。工工作作站与与高性性能的的PC之间间的区区别：：可可以简简单的的区分分：工工作站站是为为了完完成高高性能能计算算和设设计工工作而而设计计的，，而高高性能能PC是为为了更更好的的表现现通过过工作作站所所设计计的内内容而而出产产的。。比如如：工工作站站可以以更好好的制制作游游戏、、而高高性能能PC可以以更好好玩游游戏。。工工作站站与高高性能能PC最大大的差差别是是对稳稳定性性和图图形系系统的的要求求不一一样，，高性性能PC对对于图图形的的要求求简单单的讲讲就是是为了了追求求更高高的像像素填填充率率、更更快的的刷新新率、、最新新的图图形表表现形形式、、支持持最新新的函函数和和程序序API，，而工工作站站对图图形的的要求求是稳稳定、、准确确、更更强的的多边边形处处理能能力、、OPENGL性能能、硬硬件与与实时时SHADER。对对于于磁盘盘性能能，工工作站站比普普通PC要要求更更严格格，但但稳定定也是是首先先要考考虑的的因素素。1.1.3计算机的分分类按综合性能指标分类巨型机：速度最快、处理能力最强例如：曙光4000L644GB内存，浮点运算达每秒3万亿次

大型、通用、较快、较强大型机：作“客户机/服务器”的服务器 作“终端/主机”的主机

小型机：规模小，结构简单，设计试制周期短 工艺先进、使用维护简单

工作站：介于PC与小型机之间

高分辨率、大容量内外存，图形功能较强微型计算机：小、巧、轻、使用方便、价格便宜 中央处理器：一个芯片网络计算机：基于Java技术的瘦客户机系统

IT第一定定律——摩摩尔定律百万条指令令/秒(mips)每18个月月芯片能力力增长一倍倍晶体管数1.1计计算机基础础知识1.1.3计算机类型型摩尔尔定定律律每平平方方英英寸寸芯芯片片的的晶晶体体管管数数目目（（微微处处理理器器的的处处理理能能力力））每每18个个月月到到24个个月月（（二二年年））将将增增加加一一倍倍。。7月月14日日消消息息，，全全球球最最大大的的芯芯片片制制造造商商英英特特尔尔日日前前表表示示，，他们们将将于于2005年年推推出出拥拥有有10亿亿个个晶晶体体管管的的芯芯片片产产品品......再一一次次以以事事实实证证明明了了““摩摩尔尔定定律律””的的前前瞻瞻性性。。/h/n/2004-07-16/0918388741.shtml英特特尔尔CEOBarrett称称，，摩摩尔尔定定律律不不会会有有终终点点。。但但是是目目前前的的CMOS芯芯片片制制造造工工艺艺是是有有极极限限的的，，这这个个极极限限就就是是5纳纳米米(即即0.005微微米米)。。当当现现有有芯芯片片工工艺艺遇遇到到这这一一极极限限后后，，基基于于新新材材料料和和新新技技术术的的芯芯片片制制造造工工艺艺，，如如量量子子打打点点、、聚聚合合体体层层和和纳纳米米管管技技术术将将取取代代它它，，接接着着延延续续摩摩尔尔定定律律。。/153/2005-03-04/33399_1.html1.1计算算机基础知识识计算机是一种种能按照事先先存储的程序序，自动、高高速地进行大大量数值计算算和各种信息息处理的现代代化智能电子子设备。运算速度快计算精度高存储容量大具有逻辑判断断能力按照程序自动动运行计算机特点1.1.4计算机的特点点及应用领域域p10计算机的特点点计算机的主要要特点运算速度快——每秒几百百亿次几千亿亿次计算精度高——可使用足足够多的二进进制位数来获获得所要求的的数据据精度具有逻辑判断断能力——这是区别别于其它任何何机器的一个个特点存储容量大——提供大容容量的存储器器来存储程序序和数据自动化程度高高——可以按照照人们事先编编制好的程序序自动连续地地进行各种操操作1.1计算算机基础知识识科学计算数据处理过程与实时控控制人工智能计算机辅助设设计与制造计算机应用领领域远程通信与网网络应用多媒体与虚拟拟现实1.1.4计算机的特点点及应用领域域p10计算机应用领领域1.科学计计算(数值计计算)。计算机在处处理计算量大大、时间性强强的数值计算算中尤其表现现出巨大威力力。例如工程设计计、天气预报报、地震预测测等。1984年，美国国原子能研究究中心中有一一项计划，要要做９００万万道计算，需需要由１５０００名工程师师计算一年，，当时利用了了一台初期的的计算机，只只用１５０小小时就完成了了。2.数据处处理(信息处理)运算不太复杂杂，数据非常常大，是计算算机的主要应应用。如对大批量的信信息进行收集集、分类、排排序、传送、、存储以及打打印报表和图图形等。在办办公自动化、、事务管理和和情报检索等等领域应用十十分广泛。如档案管理、、预订机票4.计算机的的应用3.过程控控制。（或称实时控控制）按最优方案实实现自动控制制，用于生产产过程自动化化。如炼钢过过程的计算机机控制、飞行行控制调度等等。计算机机应用用领域域4.人人工智智能用计算算机来来模拟拟人的的智能能，包包括：：模式式识别别、景景物分分析、、自然然语言言理解解和生生成、、专家家系统统、博博弈、、机器器人。。5.计计算算机辅辅助系系统。包括括:p11CAD(计算算机辅辅助设设计））ComputerAidedDesign利用计计算机机的图图形功功能做做各种种设计计工作作。CAM（计算算机辅辅助制制造））ComputerAidedManufacture利利用计计算机机管理理、控控制生生产设设备及及其操操作。。CAE（计算算机辅辅助教教育））ComputerAidedEducation利利用用多媒媒体计计算机机的图图、文文、声声功能能实施施教学学计算机机应用用领域域6.远远程通通信与与网络络应用用电子商商务电子政政务IP电电话远程教教育远程医医疗7.多多媒媒体与与虚拟拟现实实多媒体体技术术把数数字、、文字字、声声音、、图形形图象象、动动画等等有机机组合合在一一起，，在形形式上上生动动直观观虚拟现实是是利用计算算机生成一一种虚拟环环境1.1计计算机基础础知识计算机发展展趋势———巨型化存储容量更更大、运算算速度更快快。运算速度可可达每秒千千亿、万亿亿次的超级计算机机超级计算机机应用：天天气预报、、地震机理理研究、石石油和地质质勘探，卫卫星图像处处理等大量量科学计算算的高科技技领域。CRAY-Ⅱ银河Ⅱ1.1.5计算机发展展趋势巨型化这是IBM公司制造造的一种并并行计算机机1.蓝色基基因/L（（美）70.72万亿次次2.哥伦比比亚（美））51.87万亿次次3.地球模模拟器（日日）35.86万亿次1.1计计算机基础础知识1.1.5计算算机发展趋趋势巨型机对巨型计算算机的指标标一些国家家这样规定定：首先，，计算机的的运算速度度平均每秒秒1000万次以上上；其次，，存贮容量量在1000万位以以上。如我我国研制成成功的"银银河"计算算机，就属属于巨型计计算机。巨型计算机机实际上是是一个巨大大的计算机机系统，主主要用来承承担重大的的科学研究究、国防尖尖端技术和和国民经济济领域的大大型计算课课题及数据据处理任务务。如大范范围中长期期天气预报报，整理卫卫星照片，，原子核物物的探索，，研究洲际际导弹、宇宇宙飞船等等，制定国国民经济的的发展计划划，项目繁繁多，时间间性强，要要综合考虑虑各种各样样的因素，，依靠巨型型计算机能能较顺利地地完成。1.1计计算机基础础知识1.1.5计算机发展展趋势2007年年中国高性性能计算机机性能Top100排行榜在在京发布。。IBMBladeCenterHS21Cluster应应用中石化化胜利油田田分公司地地球物理研研究所项目目以18.6万亿次次/秒(Tflop/s)的的浮点计算算性能排名名首位。曙光4000A/640x4Opteron2.2GHz/Myrinet应用上海海超级计算算中心8.061万万亿次/秒秒(Tflop/s)名列第第三。1.1计计算机基础础知识1.1.5计算算机发展趋趋势巨型机2008年年中国高性性能计算机机性能Top100排行榜于于08年11月发布布。落户上海超超级计算中中心的曙光光5000A以174.9万万亿次每秒秒的Linpack性能夺得得第一名，，这也是TOP100排行榜榜有史以来来的第一套套百万亿次次计算机。。在过去三三届中，第第一名的位位置一直由由IBM公公司保持。。另一台国国产的高高效能计计算机联联想深腾腾7000以83.1万亿次次每秒的的性能排排名第二二，该套套系统将将落户中中科院网网络信息息中心超超级计算算中心。。上海超超算和中中科院超超算中心心分别是是中国国国家网格格在南方方和北方方的主节节点。由IBM公司制制造的基基于BladeCenterHS21的的刀片集集群的运运算性能能为24.6万万亿次每每秒，排排名第三三，部署署在中石石油四川川石油物物探公司司。1.1计计算机机基础知知识1.1.5计计算机发发展趋势巨型机1.1计算算机基础知识识计算机发展趋趋势——微型型化1981年IBMPC计算机不再是是单一的计算算机器，而而是一种个人人的信息机器器。1.1.5未来的计算机机微型化一台微型计算算机居然比阿阿斯匹林药片片还要小，而而它的价钱也不到1美元元。它可用来来你通过因特特网浏览器来来控制家中几几乎所有以交流流电为电源的的家用电器。。1.1计算算机基础知识识1.1.5计计算机发发展趋势微机个人计算机（（PC机），，主要用于学学习、办公、、企业管理、、娱乐等。CPU主要采采用Intel公司的奔奔腾，赛扬系系列和AMD公司的速龙龙、闪龙、羿羿龙系列。台式机、笔记记本电脑的形形式。世界上第一台台微机是由美美国Intel公司年轻轻的工程师马马西安·霍夫夫（M.E.Hoff））于1971年11月研研制成功的。。它把计算机机的全部电路路做在4个芯芯片上：4位位微处理器Intel4004、、320位（（40字节））的随机存取取存储器、256字节的的只读存储器器和10位的的寄存器，它它们通过总线线连接起来，，于是就组成成了世界上第第一台4位微微型电子计算算机——MCS-4。其其4004微微处理器包含含2300个个晶体管，尺尺寸规格为3mm*4mm，计算性性能远远超过过ENIAC。从此揭开开了微机发展展的序幕。微机的发展(1975-1995)1975年第第一台个人电电脑问世。1981年第第一台IBM-PC问世世。1985年386；1989年486；1993年奔腾出出现。CPU进入32位位时代。1989年多多媒体声卡问问世。1995年个个人电脑出现现CD-ROM光驱。1995年Win95问世，操作作系统进入Windows时代。。多媒体和图图形界面的出出现使电脑真真正进入家庭庭。1995年，，3D加速芯芯片使显卡性性能有了很大大的发展。1998年年USB在在PC上上出出现现，，即即插插即即用用的的电电子子消消费费产产品品MP3/MP4等等大大量量涌涌现现。。Intel的的CPU频频率率（（2000年年P4，，2GHz；；2004年年P4，，3.8GHz））。。2001年年WindowsXP，，集集成成大大量量应应用用程程序序，，例例如如IE、、MediaPlayer、、图图像像浏浏览览等等。。2004年年Google进进入入桌桌面面，，搜搜索索大大战战。。微机机的的发发展展(1995-2005)电脑脑的的展展望望：：64位位与与双双核核2003年年9月月，，AMD公公司司生生产产了了进进入入个个人人电电脑脑最最早早64位位CPU。。2005年年4月月，，64位位WindowsXP操操作作系系统统问问世世。。。。2005年年4月月，，CPU进进入入双双核核和和多多核核时时代代。。2006年年，，WindowsVista32位位/64位位操操作作系系统统发发布布。。1.1计计算算机机基基础础知知识识1.1.5计计算算机机发发展展趋趋势势工作作站站主要要面面向向专专业业应应用用领领域域，，具具备备强强大大的的数数据据运运算算与与图图形形、、图图像像处处理理能能力力，，为为满满足足工工程程设设计计、、动动画画制制作作、、科科学学研研究究、、软软件件开开发发、、金金融融管管理理、、信信息息服服务务、、模模拟拟仿仿真真等等专专业业领领域域而而设设计计开开发发的的高高性性能能计计算算机机。。通通常常配配有有高高分分辨辨率率的的大大屏屏幕幕显显示示器器及及容容量量很很大大的的内内存存储储器器和和外外部部存存储储器器，，并并且且具具有有较较强强的的信信息息处处理理功功能能和和高高性性能能的的图图形形、、图图像像处处理理功功能能以以及及联联网网功功能能。。在这些专专业应用用领域，，对硬件件无论是是速度、、稳定性性还是软软件的兼兼容性都都有很高高要求。。在显卡卡、CPU架构构、内存存、甚至至硬盘等等硬件配配置上都都有不同同工作站站配件类类型。1.1计计算机机基础知知识1.1.5计算算机发展展趋势嵌入式计计算机将软件固固化到嵌嵌入式设设备中。。如掌上PDA、、移动计计算设备备、电视视机顶盒盒、手机机上网、、数字电电视、多多媒体、、汽车、、微波炉炉、数字字相机、、家庭自自动化系系统、电电梯、空空调、安安全系统统、自动动售货机机、蜂窝窝式电话话、消费费电子设设备、工工业自动动化仪表表与医疗疗仪器等等。1.1计计算机机基础知知识1.1.5计算算机发展展趋势关于计计算机机规模模分类类的说说明计算机机分类类是一一个相相对的的概念念，随随着发发展，，界限限越来来越模模糊。。在一定定时期期内速速度最最快、、性能能最高高、体体积最最大、、耗资资最多多的计计算机机系统统到下下一时时期可可能成成为一一般的的计算算机；；同理理，一一个时时期内内领先先的计计算机机技术术到下下一时时期可可能成成为一一般的的技术术。1.1计计算机机基础础知识识计算机机发展展趋势势———网络络化计算机机网络络：计算机机技术术＋通通信技技术网络的的发展展动力力：共享远远程资资源，，通信和和合作作。1.1.5计算机机发展展趋势势网络化化第五代代计算算机？？第五代代电子子计算算机是是智能能电子子计算算机智能计计算机机突破破了传传统的的诺伊伊曼式式机器器的概念念影片《《机械械公敌敌》1.1计计算机机基础础知识识计算机机发展展趋势势———智能能化DeepblueGarryKasparov

1996年2月10日，卡斯帕罗夫战胜“深蓝”1997年5月12日，卡斯帕罗夫负于“更深的蓝”智能计计算机机将是是一种种具有有类似似于人人的思思维能能力，，能听听会说说，能能想会会做，，能代代替人人的体体力劳劳动以以及脑脑力劳劳动的的智能能机器器人。。1.1.5计算机发展展趋势智能化卡斯帕罗夫夫与“深蓝蓝”人机大战IBM负责责技术和制制造的高级级副总裁NicholasDonofrio在2004国际固固体电路大大会(ISSCC)上说到到--曾经击败了了国际象棋棋世界冠军军的著名的的“深蓝””计算机，，但是事实实上其运算算性能如果果按照生物物脑的能力力来排序的的话，IBM称“深深蓝”也只只不过相当当于“蜥蜴蜴的大脑””。随后IBM宣布了下下一个目标标是实现与与人脑不相相上下的浮浮点运算的的计算机。。1.1.5计算机发展展趋势1．光计算机2．生物计算机机（分子计计算机）3．量子计算机机1.1计计算机基础础知识未来的计算算机——光光计算机利用光作为为信息的传传输媒体用光子器件件替代电子子器件。将将电子脉冲冲转换为极极细的激光光束，用不不同波长的的光表示不不同的数据据。通过反射镜镜和棱镜网网络投射到到需要数据据的位置。。1.1.5计算机发展展趋势1.1计计算机基础础知识未来的计算算机——生生物计算机机（分子计算算机）用生物工程程技术生产产的蛋白质质分子作元元件制成集集成电路。。一个蛋白质质分子就可可作为一个个存储体。。具有生物活性性。生物计算机在在20世纪80年代中期期开始研制，，其最大的特特点是采用了了生物芯片1.1.5计算机发展趋趋势1.1计算算机基础知识识未来的计算机机——量子计计算机是指利用处于于多现实态下下的原子进行行运算的计算算机，这种多多现实态是量量子力学的标标志。最小的信息单单元是一个量量子比特，量量子比特不只只是开、关两两种状态，而而是以多种状状态同时出现现，这种性质质对于并行处处理信息是非非常有利的。。1.1.5计算机发展趋趋势人工智能*机器会思考吗吗？不会！但通过软件能能让它——似似乎是个“人人”。人工智能感知推理神经网络任重而道远！！1.2计算机机系统的组成成p14硬件系统（设备）软件系统（程序、文档）计算机系统硬件系统:硬件系统是指指能够收集、、加工、处理理数据以及输输出数据所需需要的各种设设备实体，是是看得见、摸摸得着的物理理部件总和。。1.2计算机系统构构成1.2.1计算机硬件系系统1.2计算机系统构构成冯•诺依曼计算机机结构（1）计算机机由运算器、、控制器、存存储器、输入入设备、输出出设备五大部部分组成；（2）以二进进制的形式将将程序和数据据存储在存储储器中；（3）计算机机能按事先存存入的程序自自动运算。控制信号流数据流1.2计算机系统构构成计算机系统硬件软件中央处理器运算器控制器存储器内存外存ROMRAM输入输出设备系统软件应用软件磁盘光盘软盘硬盘键盘、鼠标、显示器、打印机、投影仪、扫描仪、摄像头、麦克风、音箱……1.2.1计算机硬件系系统1.2计算机系统构构成内存条

CPU

输入输出

设备接口1.2.1计算机硬件系系统软件系统:软件系统是指指为了充分发发挥硬件系统统性能和方便便人们使用硬硬件系统，以以及为解决各各类应用问题题而设计的程程序、数据、、文档总和，，它们在计算算机中体现为为一些触摸不不到的二进制制状态，存储储在内存、、磁盘、磁带带、光盘等硬硬件设备上。。1.2计算机系统构构成课程导论1.2.2计计算机软软件系统1.2计算机系统构构成计算机软件有有系统软件和和应用软件之之分类。系统软件管理理、控制和维维护计算机系系统资源，提提供用户与计计算机之间的的界面，提供供各种应用软软件的支持和和开发环境，，1.2计算算机系统构成成1.2计算机系统构构成1.2.1计算机软件系系统用户程序或文档其它系统软件操作系统硬件应用软件是指指用户利用计计算机及其提提供的系统软软件为解决各各种实际问题题而编写的程程序系统软件主要要包括：（1）操作系系统。（2）语言处处理程序。（3）监控管管理程序、调调试程序、故故障检查和诊诊断程序等。。1.2计算机系统构构成1.2.1计算机软件系系统应用软件：办公软件包包，统计软件件，杀毒软件件，IE,企企业管理信息息系统，电脑脑游戏等。硬件系统和软软件系统两者者是有机结合合体，相辅相相成、缺一不不可。没有软软件的计算机机几乎是毫无无用处的，有有人说硬件是是计算机的躯躯体，软件是是灵魂。另一一方面，计算算机系统的许许多功能可以以由硬件实现现、也可以由由软件实现，，两者的界限限不是固定和和一成不变的的。计算机软、硬件系统统关系计算机是对人人处理事物的的工作过程的的模拟例计算8+62=?步骤：1.将题记录录在纸上，记记在大脑中；；2.经过脑神神经元思考，，先算62=3，记记在纸上；3.再计算8+3=11，最终结果果记录在纸上上完成问题讨论：计算机硬件中中的主机由哪哪几部分构成成？IE、C++、office和windows属于系统软件件还是应用软软件？信息社会的到到来，给全球球带来了信息息技术飞速发发展的锲机。。以计算机、、网络与通信信