自然科技发展概论课件

计算机与信息技术自然科技发展概论计算机全称：电子计算机，俗称电脑；是一种能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备；是20世纪最伟大的科学技术发明之一；发明者是约翰·阿塔那索夫教授。自然科技发展概论计算机的特点：1、运算速度快。

2、计算精确度高。

3、逻辑运算能力强。

4、存储容量大。自然科技发展概论计算机发展的五个阶段：1.第1代计算机：电子管数字计算机（1946—1958年）

硬件方面，逻辑元件采用真空电子管，主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器采用磁带。软件方面采用机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般为每秒数千次至数万次）、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础。自然科技发展概论计算机发展的五个阶段：2.第2代计算机：晶体管数字计算机（1958—1964年）

硬件方面，逻辑元件采用晶体管，主存储器采用磁芯，外存储器采用磁盘。软件方面出现了以批处理为主的操作系统、高级语言及其编译程序。应用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高（一般为每秒数10万次，可高达300万次）、性能比第1代计算机有很大的提高。自然科技发展概论计算机发展的五个阶段：3.第3代计算机：集成电路数字计算机（1964—1970年）

硬件方面，逻辑元件采用中、小规模集成电路（MSI、SSI），主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。特点是速度更快（一般为每秒数百万次至数千万次），而且可靠性有了显著提高，价格进一步下降，产品走向了通用化、系列化和标准化。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。自然科技发展概论计算机发展的五个阶段：4.第4代计算机：大规模集成电路计算机（1970年至今）

硬件方面，逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路（LSI和VLSI）。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。自然科技发展概论计算机发展的五个阶段：5.第5代计算机：人工智能计算机

第5代计算机是人类追求的一种更接近人的人工智能计算机。它能理解人的语言，以及文字和图形。人无需编写程序，靠讲话就能对计算机下达命令，驱使它工作。新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理，而且能面向知识处理，具有形式化推理、联想、学习和解释的能力，将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。自然科技发展概论计算机主要组成：计算机是由硬件系统和软件系统两部分组成的。

自然科技发展概论硬件部分：电源主机CPU内存硬盘声卡显卡网卡调制解调器软驱光驱显示器键盘鼠标音箱打印机视频设备闪存盘移动存储卡及读卡器

自然科技发展概论软件部分系统软件操作系统语言处理系统（翻译程序）

服务程序

数据库管理系统处理器管理存储器管理作业管理设备管理文件管理应用软件自然科技发展概论计算机的分类：超级计算机网络计算机工业控制计算机个人计算机分子计算机量子计算机光子计算机纳米计算机生物计算机神经计算机自然科技发展概论计算机的应用领域：科学计算信息管理过程控制辅助设计计算机翻译人工智能多媒体应用自然科技发展概论计算机的发展趋势：1.巨型化

巨型化是指为了适应尖端科学技术的需要，发展高速度、大存储容量和功能强大的超级计算机。巨型化广泛应用于军事、天文、气象、地震、核反应堆等各个领域。一个国家的巨型机研制水平，在一定程度上标志着该国计算机技术的发展水平。2.微型化目前，微型计算机的体积已经很小，可以放到桌面上或像公文包一样提在手上，甚至还有掌上计算机。随着计算机技术的发展，体积更小、功能更强的计算机芯片将嵌入电视、冰箱、空调等家用电器和小型设备中，甚至在医疗领域也使用可植入人体内的计算机芯片进行病理的诊断和手术的实施。自然科技发展概论计算机的发展趋势：3.网络化

网络化是指计算机技术和现代化通信技术，把各个地区的计算机互联起来，组合成一个规模巨大的计算机网络，实现一个地区、一个国家乃至全世界的信息资源共享。视频点播、数字图书馆、远程教育、远程医疗等都是网络化带来的成果。计算机网络的应用已经成为一股不可阻挡的潮流，并且越来越显示出它的优越性。自然科技发展概论计算机的发展趋势：4.智能化

智能化是利用计算机运算速度快、记忆力强、逻辑推理严密的特点来模拟人脑的思维过程，进而完成人脑不可能胜任的复杂工作，这称为人工智能，如利用计算机进行定理证明、逻辑推理、自然语言学习、疾病诊断、人机对弈以及密码破译等特殊工作。5.多媒体化

传统的计算机处理的信息主要是字符和数字。事实上，人们更习惯的是图、文、声、像等多种形式的多媒体信息。多媒体技术可以集图形、图像、音频、视频、文字为一体，使信息处理的对象和内容更加接近真实世界。自然科技发展概论信息技术定义解释：1)信息技术就是“获取、存贮、传递、处理分析以及使信息标准化的技术”。2)信息技术“包含通信、计算机与计算机语言、计算机游戏、电子技术、光纤技术等”。3)现代信息技术“以计算机技术、微电子技术和通信技术为特征”。4)信息技术是指在计算机和通信技术支持下用以获取、加工、存储、变换、显示和传输文字、数值、图像以及声音信息，包括提供设备和提供信息服务两大方面的方法与设备的总称。自然科技发展概论信息技术定义解释：5)信息技术是人类在生产斗争和科学实验中认识自然和改造自然过程中所积累起来的获取信息，传递信息，存储信息，处理信息以及使信息标准化的经验、知识、技能和体现这些经验、知识、技能的劳动资料有目的的结合过程。6)信息技术是管理、开发和利用信息资源的有关方法、手段与操作程序的总称。自然科技发展概论信息技术定义解释：7)信息技术是指能够扩展人类信息器官功能的一类技术的总称。8)信息技术指“应用在信息加工和处理中的科学，技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方法和技巧的应用；计算机及其与人、机的相互作用，与人相应的社会、经济和文化等诸种事物。”9)信息技术包括信息传递过程中的各个方面，即信息的产生、收集、交换、存储、传输、显示、识别、提取、控制、加工和利用等技术。自然科技发展概论

（InformationTechnology，简称IT），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术（InformationandCommunicationsTechnology,ICT）。主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。信息技术自然科技发展概论信息技术内容简介：信息技术的研究包括科学，技术，工程以及管理等学科，这些学科在信息的管理，传递和处理中的应用，相关的软件和设备及其相互作用。信息技术的应用包括计算机硬件和软件，网络和通讯技术，应用软件开发工具等。计算机和互联网普及以来，人们日益普遍地使用计算机来生产、处理、交换和传播各种形式的信息（如书籍、商业文件、报刊、唱片、电影、电视节目、语音、图形、影像等）。在企业、学校和其它组织中，信息技术体系结构是一个为达成战略目标而采用和发展信息技术的综合结构。它包括管理和技术的成分。其管理成分包括使命、职能与信息需求、系统配置和信息流程；技术成分包括用于实现管理体系结构的信息技术标准、规则等。由于计算机是信息管理的中心，计算机部门通常被称为“信息技术部门”。有些公司称这个部门为“信息服务”（IS）或“管理信息服务”（MIS）。另一些企业选择外包信息技术部门，以获得更好的效益。自然科技发展概论信息技术的主要特征：1）信息技术具有技术的一般特征——技术性。具体表现为：方法的科学性，工具设备的先进性，技能的熟练性，经验的丰富性，作用过程的快捷性，功能的高效性等。2）信息技术具有区别于其它技术的特征——信息性。具体表现为：信息技术的服务主体是信息，核心功能是提高信息处理与利用的效率、效益。由信息的秉性决定信息技术还具有普遍性、客观性、相对性、动态性、共享性、可变换性等特性。自然科技发展概论信息技术的技术分类：1）按表现形态的不同，信息技术可分为硬技术（物化技术）与软技术（非物化技术）。2）按工作流程中基本环节的不同，信息技术可分为信息获取技术、信息传递技术、信息存储技术、信息加工技术及信息标准化技术。3）日常用法中，有人按使用的信息设备不同，把信息技术分为电话技术、电报技术、广播技术、电视技术、复印技术、缩微技术、卫星技术、计算机技术、网络技术等。也有人从信息的传播模式分，将信息技术分为传者信息处理技术、信息通道技术、受者信息处理技术、信息抗干扰技术等。4）按技术的功能层次不同，可将信息技术体系分为基础层次的信息技术（如新材料技术、新能源技术），支撑层次的信息技术（如机械技术、电子技术、激光技术、生物技术、空间技术等），主体层次的信息技术（如感测技术、通信技术、计算机技术、控制技术），应用层次的信息技术（如文化教育、商业贸易、工农业生产、社会管理中用以提高效率和效益的各种自动化、智能化、信息化应用软件与设备）。自然科技发展概论信息技术的发展趋势：信息技术推广应用的显著成效，促使世界各国致力于信息化，而信息化的巨大需求又驱使信息技术高速发展。当前信息技术发展的总趋势是以互联网技术的发展和应用为中心，从典型的技术驱动发展模式向技术驱动与应用驱动相结合的模式转变。自然科技发展概论信息技术的发展趋势：微电子技术和软件技术是信息技术的核心。集成电路的集成度和运算能力、性能价格比继续按每18个月翻一番的速度呈几何级数增长，支持信息技术达到前所未有的水平。现在每个芯片上包含上亿个元件，构成了“单片上的系统”（SOC），模糊了整机与元器件的界限，极大地提高了信息设备的功能，并促使整机向轻、小、薄和低功耗方向发展。软件技术已经从以计算机为中心向以网络为中心转变。软件与集成电路设计的相互渗透使得芯片变成“固化的软件”，进一步巩固了软件的核心地位。软件技术的快速发展使得越来越多的功能通过软件来实现，“硬件软化”成为趋势，出现了“软件无线电”“软交换”等技术领域。嵌入式软件的发展使软件走出了传统的计算机领域，促使多种工业产品和民用产品的智能化。软件技术已成为推进信息化的核心技术。自然科技发展概论信息技术的发展趋势：三网融合和宽带化是网络技术发展的大方向。电话网、有线电视网和计算机网的三网融合是指它们都在数字化的基础上在网络技术上走向一致，在业务内容上相互覆盖。电话网和电视网在技术上都要向互联网技术看齐，其基本特征是采用IP协议和分组交换技术；在业务上要从现在的话音为主或单向传输发展成交互式的多媒体数据业务为主。三网融合不能简单地理解为把三个网合成一个网，但它的确打破了原有的行业界限，将引起产业的重组与政策的调整。随着互联网上数据流量的迅猛增加，特别是多媒体信息的增加，对网络带宽的要求日益提高。增大带宽，是相当长时期内网络技术发展的主题。在广域网和城域网上，以密集波分复用技术（DWDM）为代表的全光网络技术引人注目，带动了光信息技术的发展。宽带接入网技术多种方案展开了激烈的竞争，鹿死谁手尚难见分晓。无线宽带接入技术和建立在第三代移动通信技术之上的移动互联网技术，正向信息个人化的目标前进。自然科技发展概论信息技术的发展趋势：互联网的应用开发也是一个持续的热点。一方面电视机、手机、个人数字助理（PDA）等家用电器和个人信息设备都向网络终端设备的方向发展，形成了网络终端设备的多样性和个性化，