計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)PPT

1、第一節(jié)：計(jì)算機(jī)的基本概念第一節(jié)：計(jì)算機(jī)的基本概念計(jì)算機(jī)的發(fā)展、特點(diǎn)、分類及用途計(jì)算機(jī)的發(fā)展、特點(diǎn)、分類及用途 計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展歷史計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展歷史計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的主要用途計(jì)算機(jī)的主要用途未來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展未來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的誕生和歷史發(fā)展計(jì)算機(jī)的誕生和歷史發(fā)展早期計(jì)算機(jī)的演變：算盤布萊斯帕斯卡BlaisePascal)1642 年發(fā)明的機(jī)械加法器萊布尼茨(GottfriedLeibniz)1694 年發(fā)明了“步進(jìn)乘法器” 英國(guó)劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)教授巴貝吉(CharlesBabbage)根據(jù)德國(guó)人繆勒(J.H.Mueller)1786 年提出的

2、“差分引擎”構(gòu)思，設(shè)計(jì)出改進(jìn)型的“差分引擎”原型機(jī)18121812年差分機(jī)年差分機(jī)查爾斯查爾斯. .巴貝奇巴貝奇 1834年設(shè)計(jì)的分析機(jī)年設(shè)計(jì)的分析機(jī) 由許多輪子組成的保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)庫(kù)；由許多輪子組成的保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)庫(kù)；運(yùn)算裝置；運(yùn)算裝置；能對(duì)操作順序進(jìn)行控制，并選擇所需處理的數(shù)據(jù)以能對(duì)操作順序進(jìn)行控制，并選擇所需處理的數(shù)據(jù)以及輸出結(jié)果的裝置。及輸出結(jié)果的裝置。 世界上世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生 世界上第一臺(tái)數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)是由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的物理學(xué)家約翰莫克利（John Mauchly）和工程師普雷斯伯?？颂兀↗-Presper Eckert）領(lǐng)導(dǎo)的科研小組于19

3、43年開始研制并于1946年完成，取名為ENIACENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）。 1946年年2月由賓州大學(xué)研制成功月由賓州大學(xué)研制成功的的ENIAC電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái) :重達(dá)重達(dá)30噸噸:占地占地250m2:啟動(dòng)工耗啟動(dòng)工耗150000瓦瓦:18000個(gè)電子管個(gè)電子管:保存保存80個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)Electronic Numerical Integrator And Calculator世界上第一臺(tái)程序存儲(chǔ)式計(jì)算機(jī)第一臺(tái)程序存儲(chǔ)式計(jì)算機(jī)EDSAC由英國(guó)劍橋大學(xué)的

4、莫利斯威爾克于1949年研制成功，它標(biāo)志著計(jì)算機(jī)時(shí)代的真正開始。具備馮.諾伊曼（Von Neumann）架構(gòu)的第一臺(tái)程序存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)EDSAC 1949時(shí)代年份器件軟件應(yīng)用一 46-58電子管機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言 科學(xué)計(jì)算二58-64晶體管高級(jí)語(yǔ)言數(shù)據(jù)處理工業(yè)控制 三64-71集成電路操作系統(tǒng)文字處理圖形處理四71年迄今大規(guī)模集成電路數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)等社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域第一代（1946-1959）電子管5千-4萬(wàn)（次/秒）第二代（1960-1963）晶體管幾十萬(wàn)-百萬(wàn)（次/秒）第三代（1964-1970）集成電路百萬(wàn)-幾百萬(wàn)（次/秒）第四代（1971-至今）(超）大規(guī)模集成電路幾百萬(wàn)-幾億（次/秒）第一代（

5、19461959）電子管5千4萬(wàn)（次/秒）第一代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：采用電子管作為基本物理器件。體積大、能耗高、速度慢、容量小，應(yīng)用也僅限于科學(xué)計(jì)算和軍事目的。20 世紀(jì)50年代，IBM 704型采用電子管的第一代電子計(jì)算機(jī)。第二代（19601963）晶體管幾十萬(wàn)百萬(wàn)（次/秒）第二代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：采用晶體管作為基本物理器件。體積小、能耗低、穩(wěn)定性強(qiáng)，這一時(shí)期適用于事務(wù)處理的FORTRAN語(yǔ)言得到廣泛的應(yīng)用，因此，應(yīng)用范圍從單純的科學(xué)計(jì)算和軍事目的擴(kuò)展到事務(wù)處理、工程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理等方面。IBM公司于1959年生產(chǎn)的IBM 7090型采用晶體管的第二代電子計(jì)算機(jī)。它的體積減小了，運(yùn)算速度卻更快。 第三

6、代（19641970）集成電路百萬(wàn)幾百萬(wàn)（次/秒）第三代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：采用中小規(guī)模集成電路作為基本物理器件。它具有通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)。1964年4月IBM360系統(tǒng)問(wèn)世。它成為使用集成電路的第三代電子計(jì)算機(jī)的著名代表 第四代（1971至今）（超）大規(guī)模集成電路幾百萬(wàn)幾億（次/秒）第四代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路作為基本物理器件。這一時(shí)期的計(jì)算機(jī)計(jì)算速度可達(dá)幾百萬(wàn)甚至上億次每秒。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面發(fā)展了并行處理技術(shù)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等；軟件方面發(fā)展了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，分布式操作系統(tǒng)、高效可靠的高級(jí)語(yǔ)言以及軟件工程標(biāo)準(zhǔn)化等。英國(guó)國(guó)家航空管理局的控制中心，空中交通管制用IB

7、M計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制“銀河銀河-1”-1”億次巨型機(jī)在國(guó)防億次巨型機(jī)在國(guó)防科大誕生，使我國(guó)成為繼美國(guó)科大誕生，使我國(guó)成為繼美國(guó)和日本之后第和日本之后第3 3個(gè)能研制巨型機(jī)個(gè)能研制巨型機(jī)的國(guó)家。銀河的國(guó)家。銀河-1-1的主頻的主頻20MH20MH，內(nèi)存內(nèi)存32MB32MB，每秒運(yùn)算，每秒運(yùn)算1 1億次。億次。 目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用，計(jì)算機(jī)的類型越來(lái)越多樣化。 根據(jù)用途及其使用的范圍，計(jì)算機(jī)可以分為通用機(jī)和專用機(jī)。 根據(jù)規(guī)模可以分為：巨型機(jī)、大/中型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)、工作站、服務(wù)器 根據(jù)處理對(duì)象分為：數(shù)字計(jì)算機(jī)、模擬計(jì)算機(jī)、數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類1按用

8、途劃分 （1）通用機(jī)：適用解決多種一般問(wèn)題，該類計(jì)算機(jī)使用領(lǐng)域廣泛、通用性較強(qiáng)，在科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和過(guò)程控制等多種用途中都能適應(yīng)。（2）專用機(jī)：用于解決某個(gè)特定方面的問(wèn)題，配有為解決某問(wèn)題的軟件和硬件，如在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制、工業(yè)智能儀表等專門應(yīng)用。 2按規(guī)模劃分 （1）巨型計(jì)算機(jī)：應(yīng)用于國(guó)防尖端技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)計(jì)算中。巨型機(jī)的運(yùn)算速度可達(dá)每秒百萬(wàn)億次，研制巨型機(jī)是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)水平的重要標(biāo)志。 （2）大/中型計(jì)算機(jī)：具有較高的運(yùn)算速度，每秒可以執(zhí)行幾千萬(wàn)條指令，而且有較大的存儲(chǔ)空間。往往用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理或作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器使用。 （3）小型計(jì)算機(jī)：規(guī)模較小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行環(huán)境要

9、求較低，一般應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控制、測(cè)量?jī)x器、醫(yī)療設(shè)備中的數(shù)據(jù)采集等方面。小型機(jī)在用作巨型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輔助機(jī)方面也起了重要作用。 （4）微型計(jì)算機(jī)：中央處理器（CPU）采用微處理器芯片，體積小巧輕便，廣泛用于商業(yè)、服務(wù)業(yè)、工廠的自動(dòng)控制、辦公自動(dòng)化以及大眾化的信息處理。 （5）工作站：工作站是一種以個(gè)人計(jì)算機(jī)和分布式網(wǎng)絡(luò)計(jì)算為基礎(chǔ)，主要面向?qū)I(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算與圖形、圖像處理能力，為滿足工程設(shè)計(jì)、動(dòng)畫制作、科學(xué)研究、軟件開發(fā)、金融管理、信息服務(wù)、模擬仿真等專業(yè)領(lǐng)域而設(shè)計(jì)開發(fā)的高性能計(jì)算機(jī)。（6）服務(wù)器：在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下為多個(gè)用戶提供服務(wù)的共享設(shè)備，一般分為文件服務(wù)器、打印服務(wù)器、計(jì)算服務(wù)器

10、和通信服務(wù)器等。 3按處理對(duì)象劃分 （1）數(shù)字計(jì)算機(jī)：計(jì)算機(jī)處理時(shí)輸入和輸出的數(shù)值都是數(shù)字量。 （2）模擬計(jì)算機(jī)：處理的數(shù)據(jù)對(duì)象直接為連續(xù)的電壓、溫度、速度等模擬數(shù)據(jù)。 （3）數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)：輸入輸出既可是數(shù)字也可是模擬數(shù)據(jù)。 計(jì)算機(jī)所以具有很強(qiáng)的生命力，并得以飛速的發(fā)展，是因?yàn)橛?jì)算機(jī)本身具有諸多特別之點(diǎn)。主要是快、大、久、精、智、自、廣。具體體現(xiàn)如下幾個(gè)方面。 (1)處理速度快 (2)存儲(chǔ)容量大 (3)計(jì)算精確度高 (4)具有邏輯判斷能力 (5)較強(qiáng)的自動(dòng)化工作能力 (6)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn) 1.科學(xué)計(jì)算：指計(jì)算機(jī)應(yīng)用于完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的數(shù)學(xué)問(wèn)題

11、（數(shù)值計(jì)算）。一般要求計(jì)算機(jī)速度快、精度高，存儲(chǔ)容量相對(duì)大?？茖W(xué)計(jì)算是計(jì)算機(jī)最早的應(yīng)用方面。計(jì)算機(jī)的主要用途計(jì)算機(jī)的主要用途2.信息處理：信息處理主要是指非數(shù)值形式的數(shù)據(jù)處理，包括對(duì)數(shù)據(jù)資料的收集、存儲(chǔ)、加工、分類、排序、檢索和發(fā)布等一系列工作。 3.過(guò)程控制：把計(jì)算機(jī)用于科學(xué)技術(shù)、軍事領(lǐng)域、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域的過(guò)程控制。 4計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)：有計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）、計(jì)算機(jī)集成制造（CIMS）等系統(tǒng)。 5多媒體技術(shù)：把數(shù)字、文字、聲音、圖形、圖像和動(dòng)畫等多種媒體有機(jī)組合起來(lái)，利用計(jì)算機(jī)、通信和廣播電視技術(shù)，使它們

12、建立起邏輯聯(lián)系，并能進(jìn)行加工處理的技術(shù)。 目前多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷拓寬，除了知識(shí)學(xué)習(xí)、電子圖書、商業(yè)及家庭應(yīng)用外，在遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會(huì)議中都得到了極大的推廣。 6計(jì)算機(jī)通信：是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展將處在不同地域的計(jì)算機(jī)用通訊線路連接起來(lái)，配以相應(yīng)的軟件，達(dá)到資源共享的目的。7人工智能：研究解釋和模擬人類智能、智能行為及其規(guī)律的一門學(xué)科。其主要任務(wù)是建立智能信息處理理論，進(jìn)而設(shè)計(jì)可以展現(xiàn)某些近似于人類智能行為的計(jì)算系統(tǒng)。人工智能學(xué)科包括：知識(shí)工程、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、智能機(jī)器人和神經(jīng)計(jì)算等多方面的研究 1.計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 計(jì)算機(jī)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)

13、向我們展示了它總的發(fā)展趨勢(shì)是：巨型化，微型化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化. (1)巨型化：發(fā)展高速度，大存儲(chǔ)容量，強(qiáng)功能的超大型計(jì)算機(jī)。這主要是滿足如軍事，天文，氣象，原子，航天，核反應(yīng)，遺傳工程，生物工程等學(xué)科研究的需要。 計(jì)算機(jī)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)(2)微型化：計(jì)算機(jī)的微型化是當(dāng)今世界計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展最為明顯，最為廣泛的趨勢(shì).它大大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及化和計(jì)算機(jī)的文化化。 (3)網(wǎng)絡(luò)化：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物.計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化不僅擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的規(guī)模實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)資源)的共享，而且提高了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的協(xié)同工作能力，為電子數(shù)據(jù)交換提供了條件。 (4)智能化：智能化是指計(jì)算機(jī)具

14、有模仿人類較高層次智能活動(dòng)的能力。如視覺(jué)，聽覺(jué)，說(shuō)話，行為，思維，推理，學(xué)習(xí)等。 (1)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)：新一代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將具有智能特性，具有邏輯思維、知識(shí)表示和推理能力，能模擬人的分析、決策、計(jì)劃等智能活動(dòng)，人機(jī)之間具有自然通信能力等. 2.未來(lái)型計(jì)算機(jī)的發(fā)展 在第四代計(jì)算機(jī)得到迅速發(fā)展的今天，逐漸形成了一些明顯的發(fā)展趨勢(shì)，包括如下幾種：(2)生物計(jì)算機(jī)：生物計(jì)算機(jī)將具有自調(diào)節(jié)、自修復(fù)和自再生能力，易于模擬人腦的功能。 (3)光子電腦：目的是利用光子代替電子、光互連代替導(dǎo)線互連的全光數(shù)字電腦。加之光子電腦以光部件代替電子部件，以光運(yùn)算代替電子運(yùn)算，故可使其運(yùn)算速度比現(xiàn)代計(jì)算機(jī)快上千倍。 3.計(jì)算機(jī)新熱點(diǎn) 目前，在新思想、新技術(shù)、新應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)下，云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)，全球 IT 產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷著一場(chǎng)深刻的變革. (1)云計(jì)算 云計(jì)算(Cloud Computing)是信息技術(shù)的一個(gè)新熱點(diǎn)更是一種新的思想方法。它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算能力、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù). (2)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng) 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)就是將移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來(lái)成為一體,移動(dòng)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的趨勢(shì)是歷史的必然，因?yàn)樵絹?lái)越多的人希望在移動(dòng)的過(guò)程中能夠高速地接入互聯(lián)網(wǎng).移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用特點(diǎn)是小巧輕便,通信便捷