計算機導(dǎo)論第一章

1、計算機導(dǎo)論曹玲曹玲 2014.92 計算機導(dǎo)論計算機導(dǎo)論是計算機科學(xué)與技術(shù)專是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的第一門與所學(xué)專業(yè)有關(guān)的基礎(chǔ)課之業(yè)學(xué)生的第一門與所學(xué)專業(yè)有關(guān)的基礎(chǔ)課之一，通過本課程的學(xué)習(xí)，力求使學(xué)生了解掌一，通過本課程的學(xué)習(xí)，力求使學(xué)生了解掌握計算機基礎(chǔ)知識，拓展知識面，把握握計算機基礎(chǔ)知識，拓展知識面，把握IT發(fā)發(fā)展動態(tài)，對所學(xué)專業(yè)有比較深入的了解，樹展動態(tài)，對所學(xué)專業(yè)有比較深入的了解，樹立專業(yè)學(xué)習(xí)的責(zé)任感和自豪感。為后繼課程立專業(yè)學(xué)習(xí)的責(zé)任感和自豪感。為后繼課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。3教材教材: 計算機導(dǎo)論計算機導(dǎo)論 黃國興等編著黃國興等編著 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社參

2、考書參考書: 計算機導(dǎo)論計算機導(dǎo)論 主編主編 楊克昌楊克昌 王岳斌王岳斌 中國水利水電出版社中國水利水電出版社大學(xué)計算機文化基礎(chǔ)大學(xué)計算機文化基礎(chǔ) 主編主編 馮小霞馮小霞 浙江大學(xué)出版社浙江大學(xué)出版社4課程主要內(nèi)容第第1章章 緒論緒論第第2章章 計算機的基礎(chǔ)知識計算機的基礎(chǔ)知識第第3章章 計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)第第4章章 計算機系統(tǒng)軟件與工具軟件計算機系統(tǒng)軟件與工具軟件第第5章章 計算機應(yīng)用軟件計算機應(yīng)用軟件第第6章章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應(yīng)用第第7章章 多媒體技術(shù)及其應(yīng)用多媒體技術(shù)及其應(yīng)用第第8章章 計算機網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用第第9章章 軟件工程軟件工程計算機導(dǎo)論

3、計算機導(dǎo)論5計算機的特點與分類計算機的特點與分類計算機的應(yīng)用計算機的應(yīng)用計算機的產(chǎn)生與發(fā)展計算機的產(chǎn)生與發(fā)展計算機科學(xué)技術(shù)的研究范疇計算機科學(xué)技術(shù)的研究范疇6什么是計算機什么是計算機計算機（計算機（ComputerComputer）是一）是一種能夠按照事先種能夠按照事先存儲的程序，自存儲的程序，自動、高速地對數(shù)動、高速地對數(shù)據(jù)進行輸入、處據(jù)進行輸入、處理、輸出和存儲理、輸出和存儲的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。7計算機能夠完成的基本操作及其主要功能：計算機能夠完成的基本操作及其主要功能：輸入：接受由輸入設(shè)備（如鍵盤、鼠標(biāo)器、輸入：接受由輸入設(shè)備（如鍵盤、鼠標(biāo)器、掃描儀等）提供的數(shù)據(jù)。掃描儀等）提供的數(shù)據(jù)。處理

4、：對數(shù)值、邏輯、字符等各種類型的處理：對數(shù)值、邏輯、字符等各種類型的數(shù)據(jù)進行操作，按指定的方式進行轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)進行操作，按指定的方式進行轉(zhuǎn)換。輸出：將處理所產(chǎn)生的結(jié)果等數(shù)據(jù)送到相輸出：將處理所產(chǎn)生的結(jié)果等數(shù)據(jù)送到相關(guān)輸出設(shè)備。關(guān)輸出設(shè)備。存儲：存儲程序和數(shù)據(jù)。存儲：存儲程序和數(shù)據(jù)。8計算機革命幾乎沖擊了所有的領(lǐng)域，計算機作為計算機革命幾乎沖擊了所有的領(lǐng)域，計算機作為20世世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的卓越成就之一，它正在改變并將繼續(xù)影紀(jì)科學(xué)技術(shù)的卓越成就之一，它正在改變并將繼續(xù)影響和改變?nèi)祟惖膶W(xué)習(xí)、工作和生活方式，計算機誕生響和改變?nèi)祟惖膶W(xué)習(xí)、工作和生活方式，計算機誕生以后，信息的交流和傳播起了質(zhì)的變化，計算機

5、科學(xué)以后，信息的交流和傳播起了質(zhì)的變化，計算機科學(xué)這門年輕的學(xué)科，正愈來愈被人們所重視。這門年輕的學(xué)科，正愈來愈被人們所重視。 1.1 1.1 計算機的產(chǎn)生與發(fā)展計算機的產(chǎn)生與發(fā)展9 世界上第一臺計算機世界上第一臺計算機ENIAC, ( Electonic Numerical Integrator And Calculator)于于1946年誕生于美國年誕生于美國賓西法尼亞大賓西法尼亞大學(xué)，它的全稱為學(xué)，它的全稱為“電子數(shù)值積分和計算機電子數(shù)值積分和計算機”。它是為計算彈道。它是為計算彈道和射擊而設(shè)計的。占地和射擊而設(shè)計的。占地170m2,重達(dá)重達(dá)30噸，耗電噸，耗電150千瓦，耗資千瓦，耗資

6、40萬美元，可謂萬美元，可謂“龐然大物龐然大物”。它的問世標(biāo)志著計算機時代的它的問世標(biāo)志著計算機時代的到來，它的出現(xiàn)具有劃時代的偉大意義。到來，它的出現(xiàn)具有劃時代的偉大意義。使用了使用了18 000個電子管，個電子管，1500個繼電器以及其個繼電器以及其他器件他器件,只能存放只能存放20個個10位的十進制數(shù)。運位的十進制數(shù)。運算速度為算速度為5000次次/s加法，加法，1.1.1 1.1.1 計算機的誕生計算機的誕生第一代第一代（19461956）電子管電子管5千千4萬（次萬（次/秒）秒）第二代第二代（19571964）晶體管晶體管幾十萬幾十萬百萬（次百萬（次/秒）秒）第三代第三代（19651

7、970）集成電路集成電路百萬百萬幾百萬（次幾百萬（次/秒）秒）第四代第四代（197190年代）年代）集成電路集成電路幾百萬幾百萬幾億（次幾億（次/秒）秒） 1.1.2 計算機發(fā)展的幾個階段計算機發(fā)展的幾個階段11第一代：電子管第一代：電子管 基本特征采用基本特征采用電子管電子管作為計算機的邏輯元器作為計算機的邏輯元器件，每秒運算速度僅為件，每秒運算速度僅為幾千次幾千次，內(nèi)存容量僅，內(nèi)存容量僅數(shù)數(shù)KB。其數(shù)據(jù)表示主要是其數(shù)據(jù)表示主要是定點數(shù)定點數(shù)，使用，使用機器語言或匯編機器語言或匯編語言語言編寫程序。第一代電子計算機體積龐大，造編寫程序。第一代電子計算機體積龐大，造價昂貴，用于價昂貴，用于軍事

8、和科學(xué)研究軍事和科學(xué)研究工作。其代表機型工作。其代表機型有有IBM 650（小型機）、（小型機）、IBM 709（大型機）。（大型機）。電子管電子管12第二代：晶體管第二代：晶體管 基本特征是采用基本特征是采用晶體管晶體管作為計算機的邏輯元器件，由作為計算機的邏輯元器件，由于電子技術(shù)的發(fā)展，運算速度達(dá)每于電子技術(shù)的發(fā)展，運算速度達(dá)每秒幾十萬次秒幾十萬次，內(nèi)存容量，內(nèi)存容量增至增至幾十幾十KB。與此同時，計算機軟件技術(shù)也有了較大發(fā)展，。與此同時，計算機軟件技術(shù)也有了較大發(fā)展，出現(xiàn)了出現(xiàn)了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高級語言等高級語言。與第一代計算機相比，晶體管電子計算機與第一代計算機

9、相比，晶體管電子計算機體積小、成本體積小、成本低、功能強、可靠性低、功能強、可靠性大大提高。除了大大提高。除了科學(xué)計算科學(xué)計算外，還外，還用于用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理。其代表機型有。其代表機型有IBM 7094IBM 7094、CDC CDC 76007600。 晶體管晶體管13第三代：集成電路第三代：集成電路 基本特征是采用基本特征是采用小規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路作為計算機的邏輯元器作為計算機的邏輯元器件，隨著固體物理技術(shù)的發(fā)展，集成電路工藝己可以在幾件，隨著固體物理技術(shù)的發(fā)展，集成電路工藝己可以在幾平方毫米的單晶硅平方毫米的單晶硅集成電路集成電路片上集成由十幾個甚至上百個

10、片上集成由十幾個甚至上百個電子元器件組成的邏輯電路。它的運算速度電子元器件組成的邏輯電路。它的運算速度每秒可達(dá)幾每秒可達(dá)幾十萬次到幾百萬次十萬次到幾百萬次，體積越來越小，價格越來越低，軟，體積越來越小，價格越來越低，軟件越來越完善，在監(jiān)控程序的基礎(chǔ)上發(fā)展形成了件越來越完善，在監(jiān)控程序的基礎(chǔ)上發(fā)展形成了操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)。其代表機型有其代表機型有IBM360IBM360。集成電路集成電路14第四代：大規(guī)模第四代：大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路 基本特征是采用基本特征是采用大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路作作為計算機的邏輯元器件，為計算機的邏輯元器件，202

11、0世紀(jì)世紀(jì)7070年代以來，集成電路制作年代以來，集成電路制作工藝取得了迅猛的發(fā)展，在硅半導(dǎo)體上可集成更多的電子元工藝取得了迅猛的發(fā)展，在硅半導(dǎo)體上可集成更多的電子元器件，半導(dǎo)體存儲器代替了磁芯存儲器，目前，計算機的速器件，半導(dǎo)體存儲器代替了磁芯存儲器，目前，計算機的速度最高可以達(dá)到度最高可以達(dá)到每秒幾百萬億次浮點運算每秒幾百萬億次浮點運算。操作系統(tǒng)不。操作系統(tǒng)不斷完善，高級程序設(shè)計語言功能更加完善，人們的生活與計斷完善，高級程序設(shè)計語言功能更加完善，人們的生活與計算機應(yīng)用息息相關(guān)。算機應(yīng)用息息相關(guān)。超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路是現(xiàn)代信息論的著名創(chuàng)始人。是現(xiàn)代信息論的著名創(chuàng)始人。1938年

12、，香儂在發(fā)表年，香儂在發(fā)表的論文中，首次用布爾代數(shù)進行開關(guān)電路分析，并證明的論文中，首次用布爾代數(shù)進行開關(guān)電路分析，并證明布爾代數(shù)的邏輯運算可以通過繼電器電路來實現(xiàn)。布爾代數(shù)的邏輯運算可以通過繼電器電路來實現(xiàn)。提出了計算機的三條原則：提出了計算機的三條原則：1）以二進制的邏輯基礎(chǔ)來實現(xiàn)數(shù)字運算）以二進制的邏輯基礎(chǔ)來實現(xiàn)數(shù)字運算 以保證精度；以保證精度；2）利用電子技術(shù)來實現(xiàn)控制、邏輯運算）利用電子技術(shù)來實現(xiàn)控制、邏輯運算 和算術(shù)運算和算術(shù)運算, 以保證計算速度；以保證計算速度；3）采用把計算功能和二進制數(shù)更）采用把計算功能和二進制數(shù)更 新存儲功能相分離的結(jié)構(gòu)。新存儲功能相分離的結(jié)構(gòu)。 奠定現(xiàn)代

13、計算機發(fā)展的重要人物和思想奠定現(xiàn)代計算機發(fā)展的重要人物和思想 圖靈與圖靈機圖靈與圖靈機為紀(jì)念圖靈對計算機的貢獻(xiàn)，為紀(jì)念圖靈對計算機的貢獻(xiàn)，美國計算機博物館于美國計算機博物館于1966年年設(shè)立了設(shè)立了“圖靈獎圖靈獎”計算機是使用相應(yīng)的程序計算機是使用相應(yīng)的程序來完成任何設(shè)定好的任務(wù)。來完成任何設(shè)定好的任務(wù)。圖靈機是一種思想模型，圖靈機是一種思想模型，它由三部分組成：它由三部分組成：一個控制器，一條可以無限延一個控制器，一條可以無限延伸的帶子和一個在帶子上左右伸的帶子和一個在帶子上左右移動的讀寫頭。移動的讀寫頭。John von Neumann馮馮 諾依曼諾依曼1949 馮馮諾依曼計算機諾依曼計算

14、機存儲程序工作原理存儲程序工作原理計算機的兩個基本能力：計算機的兩個基本能力：一是能夠存儲一是能夠存儲程序，二是能夠自動地執(zhí)行程序。程序，二是能夠自動地執(zhí)行程序。計算機是利用計算機是利用“存儲器存儲器”（內(nèi)存）來存（內(nèi)存）來存放所要執(zhí)行的程序的，而稱之為放所要執(zhí)行的程序的，而稱之為CPU的的部件可以依次從存儲器中取出程序中的部件可以依次從存儲器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成全部指令任務(wù)為止。完成全部指令任務(wù)為止。18晶晶體體管管數(shù)數(shù)目目4004奔騰奔騰4420,000,0002,300 將電腦濃縮在一顆芯片上將電腦濃縮在一顆芯片上0.18

15、微米芯片微米芯片10微米芯片微米芯片19兩大計算機學(xué)術(shù)組織兩大計算機學(xué)術(shù)組織IEEE-CS(Institute of Electrical and Electronic Engineers-Computer Society) 電氣和電子工程師學(xué)會電氣和電子工程師學(xué)會-計算機學(xué)會計算機學(xué)會ACM(Association for Computer Machinery) 美國計算機學(xué)會美國計算機學(xué)會20 1 1運算速度快運算速度快2. 2. 精確度高精確度高, ,可靠性好可靠性好3. 3. 具有記憶和邏輯判斷功能具有記憶和邏輯判斷功能21按照計算機的綜合性能高低計算機的綜合性能高低，分為t微型計算機

16、（微機，微型計算機（微機，MicrocomputerMicrocomputer）l臺式計算機臺式計算機（Desktop）l膝上型電腦膝上型電腦（Laptop）/ / 筆記本計算機筆記本計算機（Notebook）l工作站工作站（Workstation）l掌上型電腦掌上型電腦（Palmtop）、個、個人數(shù)字助理人數(shù)字助理（PDA, Personal Digital Assistant）l小型計算機小型計算機（小型機小型機，Minicomputer）l大大/ /中型計算機中型計算機（大型機大型機，Mainframe computer）l巨型計算機巨型計算機（Supercomputer）l嵌入式計算機

17、嵌入式計算機（Embedded computer）22計算機的分類計算機的分類23計算機的分類計算機的分類微型計算機（微機，微型計算機（微機，MicrocomputerMicrocomputer）l臺式計算機臺式計算機（Desktop）是通用計算機。是通用計算機。通常是由一個用戶來使用通常是由一個用戶來使用（單（單用戶，用戶，Single-user）。配有文字、聲音、圖象等輸配有文字、聲音、圖象等輸入輸出設(shè)備。入輸出設(shè)備?？赏ㄟ^網(wǎng)絡(luò)與其他計算機相可通過網(wǎng)絡(luò)與其他計算機相聯(lián)。聯(lián)。高檔臺式機可充當(dāng)服務(wù)器。高檔臺式機可充當(dāng)服務(wù)器。24計算機的分類計算機的分類微型計算機微型計算機（微機，微機，Micr

18、ocomputerMicrocomputer）l膝上型電腦（膝上型電腦（Laptop）/ / 筆記本計算機筆記本計算機（Notebook）功能與臺式機類似。功能與臺式機類似。一體化結(jié)構(gòu)。一體化結(jié)構(gòu)。耗電更少，并配有電池，可耗電更少，并配有電池，可在沒有交流電源的場合使用。在沒有交流電源的場合使用?？裳b在文件包中?？裳b在文件包中。25計算機的分類計算機的分類微型計算機（微機，微型計算機（微機，MicrocomputerMicrocomputer）l工作站工作站（Workstation）計算能力比臺式機更強，特計算能力比臺式機更強，特別是在圖形處理方面。別是在圖形處理方面。價格比臺式機高得多。價格

19、比臺式機高得多。隨著臺式機能力的不斷提高，隨著臺式機能力的不斷提高，有可能被臺式機所替代。有可能被臺式機所替代。26計算機的分類計算機的分類微型計算機（微機，微型計算機（微機，MicrocomputerMicrocomputer）l掌上型電腦掌上型電腦（Palmtop）、個人數(shù)字助理、個人數(shù)字助理（PDA, Personal Digital Assistant）向用戶提供專門的功能。向用戶提供專門的功能?？侩姵毓╇姟？侩姵毓╇姟？裳b在衣袋中。可裝在衣袋中。有些已具有無線通信能力。有些已具有無線通信能力。是嵌入式計算機的一類。是嵌入式計算機的一類。27計算機的分類計算機的分類微型計算機微型計算機

20、（微機，微機，Microcomputer）小型計算機（小型機，小型計算機（小型機，MinicomputerMinicomputer）具有比微機更強的數(shù)據(jù)處理能力和具有比微機更強的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)存儲能力。數(shù)據(jù)存儲能力。多個用戶可以同時使用多個用戶可以同時使用（多用戶，（多用戶，Multi-user）。目前主要用作服務(wù)器。目前主要用作服務(wù)器。28計算機的分類計算機的分類主機主機（大型機大型機，Mainframe computer）具有比小型機更強的數(shù)據(jù)處具有比小型機更強的數(shù)據(jù)處理能力。理能力。價格比小型機高。價格比小型機高。在銀行等最早使用計算機的在銀行等最早使用計算機的行業(yè)中廣泛使用。行業(yè)中

21、廣泛使用。29計算機的分類計算機的分類超級計算機超級計算機（Supercomputer）擁有最強的并行計算能力，擁有最強的并行計算能力，主要用于科學(xué)計算。主要用于科學(xué)計算。在氣象、軍事、能源等領(lǐng)域在氣象、軍事、能源等領(lǐng)域承擔(dān)大規(guī)模、高速度的計算承擔(dān)大規(guī)模、高速度的計算任務(wù)。任務(wù)。趨勢是用許多臺計算機構(gòu)成趨勢是用許多臺計算機構(gòu)成一臺超級計算機。一臺超級計算機。30計算機的分類計算機的分類專用計算機專用計算機（Special-purpose computer）/ / 嵌入式計算嵌入式計算機機（Embedded computer）具有面向特定電子設(shè)備的專具有面向特定電子設(shè)備的專門計算能力。門計算能力

22、。一般被嵌入在特定的電子設(shè)一般被嵌入在特定的電子設(shè)備中，直接控制電子設(shè)備。備中，直接控制電子設(shè)備。具有廣泛的發(fā)展前途。具有廣泛的發(fā)展前途。服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)計算機；處理信號；用途31計算機的分類歸納計算機的分類歸納數(shù) 字 計 算 機數(shù) 字 計 算 機模 擬 計 算 機模 擬 計 算 機數(shù)?；旌嫌嬎銠C數(shù)?；旌嫌嬎銠C按處理對象按處理對象按使用范圍按使用范圍通 用 計 算 機通 用 計 算 機專 用 計 算 機專 用 計 算 機按規(guī)模按規(guī)模 巨 型 計 算 機巨 型 計 算 機大大/ /中型計算機中型計算機小 型 計 算 機小 型 計 算 機微 型 計 算 機微 型 計 算 機工作站或服務(wù)器工作站或服務(wù)器

23、Altair 8800 微型化微型化計算機不再是單一的計算機器計算機不再是單一的計算機器,而是而是一種信息機器一種信息機器,一種個人的信息機器一種個人的信息機器1.2.2 1.2.2 計算機發(fā)展趨勢計算機發(fā)展趨勢 巨型化巨型化運算速度可達(dá)每秒幾百億次運算的運算速度可達(dá)每秒幾百億次運算的1975年世界上第一臺超級計算機年世界上第一臺超級計算機“Cray-I”超級計算機應(yīng)用超級計算機應(yīng)用:天氣預(yù)報、地震機理研天氣預(yù)報、地震機理研究、石油和地質(zhì)勘探究、石油和地質(zhì)勘探,衛(wèi)星圖像處理等大衛(wèi)星圖像處理等大量科學(xué)計算的高科技領(lǐng)域。量科學(xué)計算的高科技領(lǐng)域。中國超級計算機：中國超級計算機：國防科技大學(xué)研制的國防

24、科技大學(xué)研制的“銀河銀河1號號”、 “銀河銀河2號號”和和“銀河銀河3號號”國家職能計算機中心推出的國家職能計算機中心推出的“曙光曙光1000” 、“曙光曙光200I”和和“曙光曙光3000” 網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化計算機技術(shù)與通信技術(shù)計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。結(jié)合的產(chǎn)物。使用遠(yuǎn)程資源，共享程序、使用遠(yuǎn)程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶的通訊和合作。的通訊和合作。 智能化智能化“總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的沒有靈魂的機械沒有靈魂的機械來來”。 笛卡爾（笛卡爾（1637）人類第一個人類第一個“工業(yè)機器人工業(yè)機器人”：一頭

25、在紡織機上挑紗的一頭在紡織機上挑紗的“驢驢”（1742年）年）第一代機器人第一代機器人機械手（機械手（1962年出現(xiàn)）年出現(xiàn)）第二代機器人第二代機器人具有具有“感覺感覺”的機器人的機器人第三代機器人第三代機器人裝有啟發(fā)式計算機的裝有啟發(fā)式計算機的“智能機器人智能機器人”3619581958年組裝調(diào)試成第一臺電子管計算機（年組裝調(diào)試成第一臺電子管計算機（103103機）機）19591959年研制成大型通用電子管計算機（年研制成大型通用電子管計算機（104104機），機），19601960年研制年研制成通用電子管計算機（成通用電子管計算機（107107機）機）19641964年推出第一批晶體管計算

26、機年推出第一批晶體管計算機19711971年研制成第三代集成電路計算機年研制成第三代集成電路計算機19741974年后年后DJS-130DJS-130晶體管計算機形成了小批量生產(chǎn)晶體管計算機形成了小批量生產(chǎn)19821982年采用大、中規(guī)模集成電路研制成年采用大、中規(guī)模集成電路研制成1616位的位的DJS-150DJS-150機機19831983年推出運算速度達(dá)一億次的年推出運算速度達(dá)一億次的“銀河銀河-I”-I”巨型計算機。巨型計算機。19921992年向量運算達(dá)到十億次的年向量運算達(dá)到十億次的“銀河銀河-”-”投入運行。投入運行。19971997年年“銀銀河河-”-”投入運行投入運行2001

27、2001年年2 2月月1717日，研制出日，研制出“曙光曙光3000”3000”超級計算機，成為我國超級計算機，成為我國迄今性能最高的國產(chǎn)超級計算機，其最高運算速度達(dá)每秒迄今性能最高的國產(chǎn)超級計算機，其最高運算速度達(dá)每秒40324032億次、內(nèi)存容量達(dá)億次、內(nèi)存容量達(dá)168 GB168 GB。計算機世界中的中國計算機世界中的中國 計算機世界中的日本計算機世界中的日本輝煌：輝煌：打敗打敗Intel的芯片巨人，迫使的芯片巨人，迫使Intel 于于1985年年另辟戰(zhàn)場（微處理器）另辟戰(zhàn)場（微處理器）筆記本電腦的領(lǐng)軍人物筆記本電腦的領(lǐng)軍人物失誤：失誤：第五代計算機（智能計算機）的開發(fā)者第五代計算機（智

28、能計算機）的開發(fā)者高清晰度模擬電視高清晰度模擬電視 計算機世界中的印度計算機世界中的印度1985年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為美元美元1994年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為美元美元2000年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為美元美元在軟件出口規(guī)模和質(zhì)量與總產(chǎn)值的比例上，在軟件出口規(guī)模和質(zhì)量與總產(chǎn)值的比例上，印度居世界第一。印度居世界第一。39 計算機的應(yīng)用范圍，按其應(yīng)用特點可分為科學(xué)計算機的應(yīng)用范圍，按其應(yīng)用特點可分為科學(xué)計算、信息處理、過程控制、計算機輔助系統(tǒng)、多計算、信息處理、過程控制、計算機輔助系統(tǒng)、多媒體技術(shù)、計算機通信、人工智能。媒體技術(shù)、計算機通信、人工智能

29、。1 1科學(xué)計算科學(xué)計算：指計算機：指計算機應(yīng)用于完成科學(xué)研究和工應(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)問程技術(shù)中所提出的數(shù)學(xué)問題（數(shù)值計算）。一般要題（數(shù)值計算）。一般要求計算機速度快、精度高，求計算機速度快、精度高，存儲容量相對大?？茖W(xué)計存儲容量相對大。科學(xué)計算是計算機最早的應(yīng)用方算是計算機最早的應(yīng)用方面。面。40 2 2信息處理信息處理：信息處理主要是指非數(shù)值形式的數(shù)據(jù)：信息處理主要是指非數(shù)值形式的數(shù)據(jù)處理處理, ,包括對數(shù)據(jù)資料的收集、存儲、加工、分類、排包括對數(shù)據(jù)資料的收集、存儲、加工、分類、排序、檢索和發(fā)布等一系列工作。信息處理包括辦公自動序、檢索和發(fā)布等一系列工作。信息處理包

30、括辦公自動化（化（OAOA）、企業(yè)管理、情報檢索、報刊編排處理等。特）、企業(yè)管理、情報檢索、報刊編排處理等。特點是要處理的原始數(shù)據(jù)量大點是要處理的原始數(shù)據(jù)量大, ,而算術(shù)運算較簡單而算術(shù)運算較簡單, ,有大量有大量的邏輯運算與判斷的邏輯運算與判斷, ,結(jié)果要求以表格或文件形式存儲、結(jié)果要求以表格或文件形式存儲、輸 出 。 信 息 處 理 目 前 應(yīng) 用 最 廣輸 出 。 信 息 處 理 目 前 應(yīng) 用 最 廣 , , 占 所 有 應(yīng) 用 的占 所 有 應(yīng) 用 的80%80%左右。左右。 413 3過程控制：過程控制：把計算機用于科學(xué)技術(shù)、軍事領(lǐng)把計算機用于科學(xué)技術(shù)、軍事領(lǐng)域、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)

31、域的過程控制。且計算機域、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域的過程控制。且計算機控制系統(tǒng)中，需有專門的數(shù)字控制系統(tǒng)中，需有專門的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備和模模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備和模擬擬數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備（稱為數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備（稱為D/AD/A轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換和A/DA/D轉(zhuǎn)換）。由轉(zhuǎn)換）。由于過程控制一般都是實時控制于過程控制一般都是實時控制, ,有時對計算速度要求有時對計算速度要求不高，但要求可靠性高，相應(yīng)及時。不高，但要求可靠性高，相應(yīng)及時。42 4 4計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助系統(tǒng)：有計算機輔助教學(xué)有計算機輔助教學(xué)(CAI)(CAI)、計算機輔助設(shè)計、計算機輔助設(shè)計(CAD)(CAD)計算機輔助制造計算機輔助制造(CAM)(CAM)、

32、計算機輔助測試、計算機輔助測試(CAT)(CAT)、計算機集成制造（計算機集成制造（CIMSCIMS）等系統(tǒng)。）等系統(tǒng)。435 5多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)：把數(shù)字、文字、聲音、圖形、圖像和動把數(shù)字、文字、聲音、圖形、圖像和動畫等多種媒體有機組合起來，利用計算機、通信和廣播電視畫等多種媒體有機組合起來，利用計算機、通信和廣播電視技術(shù)，使它們建立起邏輯聯(lián)系，并能進行加工處理（包括對技術(shù)，使它們建立起邏輯聯(lián)系，并能進行加工處理（包括對這些媒體的錄入、壓縮和解壓縮、存儲、顯示和傳輸?shù)龋┑倪@些媒體的錄入、壓縮和解壓縮、存儲、顯示和傳輸?shù)龋┑募夹g(shù)。目前多媒體計算機技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷拓寬，除技術(shù)。目前多媒體

33、計算機技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷拓寬，除了知識學(xué)習(xí)、電子圖書、商業(yè)及家庭應(yīng)用外，在遠(yuǎn)程醫(yī)療、了知識學(xué)習(xí)、電子圖書、商業(yè)及家庭應(yīng)用外，在遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會議中都得到了極大的推廣視頻會議中都得到了極大的推廣44 6 6計算機通信計算機通信：是計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合是計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展將處在不同地域的計的產(chǎn)物，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展將處在不同地域的計算機用通訊線路連接起來，配以相應(yīng)的軟件，達(dá)到資算機用通訊線路連接起來，配以相應(yīng)的軟件，達(dá)到資源共享的目的。源共享的目的。45 7 7人工智能人工智能：研究解釋和模擬人類智能、智能行：研究解釋和模擬人類智能、智能行為及其規(guī)律的一

34、門學(xué)科。其主要任務(wù)是建立智能信息為及其規(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，進而設(shè)計可以展現(xiàn)某些近似于人類智能行處理理論，進而設(shè)計可以展現(xiàn)某些近似于人類智能行為的計算系統(tǒng)。人工智能學(xué)科包括：知識工程、機器為的計算系統(tǒng)。人工智能學(xué)科包括：知識工程、機器學(xué)習(xí)、模式識別、虛擬現(xiàn)實、自然語言處理、智能機學(xué)習(xí)、模式識別、虛擬現(xiàn)實、自然語言處理、智能機器人和神經(jīng)計算等多方面的研究。器人和神經(jīng)計算等多方面的研究。46計算機科學(xué)技術(shù)是研究計算機的設(shè)計與制造和利用計算機科學(xué)技術(shù)是研究計算機的設(shè)計與制造和利用計算機進行信息獲取、表示、存儲、處理、控制等計算機進行信息獲取、表示、存儲、處理、控制等的理論

35、、原則、方法和技術(shù)的學(xué)科。它包括科學(xué)與的理論、原則、方法和技術(shù)的學(xué)科。它包括科學(xué)與技術(shù)兩方面。技術(shù)兩方面。 47科學(xué)側(cè)重于研究現(xiàn)象、揭示規(guī)律；技術(shù)則側(cè)重于研制計科學(xué)側(cè)重于研究現(xiàn)象、揭示規(guī)律；技術(shù)則側(cè)重于研制計算機和研究使用計算機進行信息處理的方法與技術(shù)手段。算機和研究使用計算機進行信息處理的方法與技術(shù)手段。科學(xué)是技術(shù)的依據(jù)科學(xué)是技術(shù)的依據(jù), ,技術(shù)是科學(xué)的體現(xiàn)；技術(shù)得益于科學(xué)技術(shù)是科學(xué)的體現(xiàn)；技術(shù)得益于科學(xué), ,它又向科學(xué)提出新的課題。它又向科學(xué)提出新的課題?？茖W(xué)與技術(shù)相輔相成、互為作用科學(xué)與技術(shù)相輔相成、互為作用, ,二者高度融合是計算機二者高度融合是計算機科學(xué)技術(shù)學(xué)科的突出特點?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)

36、科的突出特點。計算機科學(xué)技術(shù)除了具有較強的科學(xué)性外計算機科學(xué)技術(shù)除了具有較強的科學(xué)性外, ,還具有較強的還具有較強的工程性，是一門科學(xué)性與工程性并重的學(xué)科。表現(xiàn)為理工程性，是一門科學(xué)性與工程性并重的學(xué)科。表現(xiàn)為理論性和實踐性緊密結(jié)合的特征。論性和實踐性緊密結(jié)合的特征。48 對計算機科學(xué)和技術(shù)學(xué)科而言，對計算機科學(xué)和技術(shù)學(xué)科而言，“有限的在校時有限的在校時間與不斷增長的知識的矛盾間與不斷增長的知識的矛盾”更為突出。更為突出。49我們面對的計算機專業(yè)我們面對的計算機專業(yè)19581958年，擁有計算機專業(yè)的大學(xué)年，擁有計算機專業(yè)的大學(xué)1414所所19831983年，擁有計算機專業(yè)的大學(xué)年，擁有計算機

37、專業(yè)的大學(xué)6363所所19861986年，擁有計算機專業(yè)的大學(xué)年，擁有計算機專業(yè)的大學(xué)8888所所19931993年，擁有計算機專業(yè)的大學(xué)年，擁有計算機專業(yè)的大學(xué)137137所所19941994年，擁有計算機專業(yè)的大學(xué)年，擁有計算機專業(yè)的大學(xué)187187所所50我們面對的計算機專業(yè)我們面對的計算機專業(yè)計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)點數(shù)計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)點數(shù)l20022002年，全國有年，全國有484484個本科計算機個本科計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)l20032003年，有年，有505505個本科計算機科學(xué)個本科計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，增加與技術(shù)專業(yè)，增加4%4%l20042004年，有年

38、，有652652個本科計算機科學(xué)個本科計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，增加與技術(shù)專業(yè)，增加29%29%l20052005年，有年，有771771個本科計算機科學(xué)個本科計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，增加與技術(shù)專業(yè)，增加18%18%l（許多是隨（許多是隨“專升本專升本”過來的）過來的）569451我們面對的計算機專業(yè)我們面對的計算機專業(yè)去年計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)生情況去年計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)生情況l本科：畢業(yè)本科：畢業(yè)9009490094，招生，招生9190891908，在校生，在校生440318440318（675675人人/ /點）點）l 20032003年在校生年在校生2727萬，占理工生萬，占理工生14.6%)1

39、4.6%)l近幾年新增加的專業(yè)點對這個招生量貢獻(xiàn)很大近幾年新增加的專業(yè)點對這個招生量貢獻(xiàn)很大學(xué)生專業(yè)自豪感下降學(xué)生專業(yè)自豪感下降招生：不再是最高分學(xué)生的集中首選招生：不再是最高分學(xué)生的集中首選就業(yè)：不再是就業(yè)：不再是“皇帝的女兒皇帝的女兒”52我們面對的計算機專業(yè)我們面對的計算機專業(yè)教育部認(rèn)定的計算機相關(guān)專業(yè)教育部認(rèn)定的計算機相關(guān)專業(yè)l計算機科學(xué)與技術(shù)計算機科學(xué)與技術(shù)l軟件工程軟件工程l計算機軟件計算機軟件l網(wǎng)絡(luò)工程網(wǎng)絡(luò)工程l信息安全信息安全l電子商務(wù)電子商務(wù)l信息與計算科學(xué)信息與計算科學(xué)l智能科學(xué)與技術(shù)智能科學(xué)與技術(shù)l53來自人才市場的聲音來自人才市場的聲音企業(yè)企業(yè)畢業(yè)生三大主要缺點：獨立解

40、決問題的能力；責(zé)畢業(yè)生三大主要缺點：獨立解決問題的能力；責(zé)任心；基本的抽象分析問題的能力任心；基本的抽象分析問題的能力頭三位的專業(yè)技能：編程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法頭三位的專業(yè)技能：編程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法應(yīng)該具有扎實的理論基礎(chǔ)，特別是理論結(jié)合實際應(yīng)該具有扎實的理論基礎(chǔ)，特別是理論結(jié)合實際的能力的能力數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、建模能力等將決定一個計算機專業(yè)人數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、建模能力等將決定一個計算機專業(yè)人才的發(fā)展前景。這些能力應(yīng)該在基礎(chǔ)課中得到訓(xùn)才的發(fā)展前景。這些能力應(yīng)該在基礎(chǔ)課中得到訓(xùn)練，在實踐教學(xué)中得到升華練，在實踐教學(xué)中得到升華54來自人才市場的聲音來自人才市場的聲音畢業(yè)生畢業(yè)生計算機核心技術(shù)沒有明顯突破，這與計算機計算

41、機核心技術(shù)沒有明顯突破，這與計算機人才的理論基礎(chǔ)薄弱、特別是理論與實際相人才的理論基礎(chǔ)薄弱、特別是理論與實際相結(jié)合的能力不強有直接關(guān)系結(jié)合的能力不強有直接關(guān)系學(xué)好離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、學(xué)好離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、C C程序程序設(shè)計、設(shè)計、 計算機組成原理、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)計算機組成原理、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫原理和軟件工程這庫原理和軟件工程這8 8門計算機專業(yè)的主干課，門計算機專業(yè)的主干課，對自己的可持續(xù)發(fā)展是至關(guān)重要的，可惜這對自己的可持續(xù)發(fā)展是至關(guān)重要的，可惜這樣的體會在工作中才得出樣的體會在工作中才得出55來自人才市場的聲音來自人才市場的聲音教育專家教育專家學(xué)生思想活躍、接受能

42、力強、見識較廣學(xué)生思想活躍、接受能力強、見識較廣企業(yè)和高校在企業(yè)和高校在“素質(zhì)素質(zhì)”教育內(nèi)涵上有較大的差異：教育內(nèi)涵上有較大的差異：以學(xué)習(xí)能力為代表的發(fā)展?jié)摿ψ畋黄髽I(yè)看中以學(xué)習(xí)能力為代表的發(fā)展?jié)摿ψ畋黄髽I(yè)看中企業(yè)要求人才能夠?qū)W習(xí)他人的長處，但是企業(yè)要求人才能夠?qū)W習(xí)他人的長處，但是 相當(dāng)一部相當(dāng)一部分學(xué)生分學(xué)生“以我為中心、盲目自以為是以我為中心、盲目自以為是”“考研比例考研比例”作為辦學(xué)效果的突出指標(biāo)、學(xué)風(fēng)問題作為辦學(xué)效果的突出指標(biāo)、學(xué)風(fēng)問題使得應(yīng)試教育正在侵蝕大學(xué)教育使得應(yīng)試教育正在侵蝕大學(xué)教育不應(yīng)事事求第一，要追求辦學(xué)的特色不應(yīng)事事求第一，要追求辦學(xué)的特色踏踏實實、摒棄浮躁踏踏實實、摒棄浮

43、躁56計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科主要分支學(xué)科主要分支學(xué)科計算機工程計算機工程計計 算算 機機 科科 學(xué)學(xué) 與與 技技 術(shù)術(shù) CSTCST網(wǎng)絡(luò)工程網(wǎng)絡(luò)工程軟件工程軟件工程信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)IS IS信息技術(shù)信息技術(shù)ITIT其他應(yīng)用學(xué)科其他應(yīng)用學(xué)科基礎(chǔ)基礎(chǔ)應(yīng)用應(yīng)用用用 戶戶 應(yīng)應(yīng) 用用信息安全信息安全多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)信息與計算科學(xué)信息與計算科學(xué)生物信息技術(shù)生物信息技術(shù)57社會發(fā)展將需要大量的應(yīng)用開發(fā)人才社會發(fā)展將需要大量的應(yīng)用開發(fā)人才l理論、基本計算系統(tǒng)理論、基本計算系統(tǒng)的構(gòu)建人才是少數(shù)的構(gòu)建人才是少數(shù) 社會真的需要這么多社會真的需要這么多“計算機人才計算機人才”l基本應(yīng)用系統(tǒng)的開

44、發(fā)人才的培養(yǎng)屬于計算學(xué)科基本應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)人才的培養(yǎng)屬于計算學(xué)科 信息技術(shù)信息技術(shù)(IT) (IT) 多媒體技術(shù)多媒體技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)工程網(wǎng)絡(luò)工程 信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)(IS) (IS) l更外層應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建與開發(fā)利用需要在未來更外層應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建與開發(fā)利用需要在未來找準(zhǔn)自己的位置找準(zhǔn)自己的位置58知識知識能力能力基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論與與專門知識專門知識科學(xué)研究科學(xué)研究與與技術(shù)工作技術(shù)工作學(xué)學(xué)士士較好掌握較好掌握基礎(chǔ)理論、專基礎(chǔ)理論、專門知識和門知識和基本技能基本技能從事科學(xué)研究工作或?qū)ｉT技術(shù)工作的從事科學(xué)研究工作或?qū)ｉT技術(shù)工作的初步能力初步能力碩碩士士堅實的堅實的基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論系統(tǒng)的系統(tǒng)的專門知識專門

45、知識從事從事科學(xué)研究工作或科學(xué)研究工作或獨立擔(dān)負(fù)獨立擔(dān)負(fù)專業(yè)技專業(yè)技術(shù)工作術(shù)工作博博士士堅實堅實寬廣寬廣的基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)理論系統(tǒng)系統(tǒng)深入深入的專門知識的專門知識獨立獨立從事從事科學(xué)研究工作科學(xué)研究工作的能力；在科的能力；在科學(xué)和專門技術(shù)上做出學(xué)和專門技術(shù)上做出創(chuàng)造性成果創(chuàng)造性成果強調(diào)知識與能力、增強素質(zhì)意識強調(diào)知識與能力、增強素質(zhì)意識59能力培養(yǎng)能力培養(yǎng)計算思維能力計算思維能力算法的設(shè)計與分析能力算法的設(shè)計與分析能力l程序的設(shè)計與實現(xiàn)能力程序的設(shè)計與實現(xiàn)能力l計算機系統(tǒng)的認(rèn)知、分析、開發(fā)與計算機系統(tǒng)的認(rèn)知、分析、開發(fā)與應(yīng)用能力應(yīng)用能力工程型工程型研究型研究型60我校的計算機專業(yè)我校的計算機專業(yè)

46、一一.專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)：專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)： 培養(yǎng)具有良好的科學(xué)素養(yǎng)，系統(tǒng)地、較好培養(yǎng)具有良好的科學(xué)素養(yǎng)，系統(tǒng)地、較好地掌握計算機科學(xué)與技術(shù)，包括計算機硬件、地掌握計算機科學(xué)與技術(shù)，包括計算機硬件、軟件與應(yīng)用的基本理論、基本知識和基本技能軟件與應(yīng)用的基本理論、基本知識和基本技能與方法，能在科研、教育、企業(yè)、事業(yè)、技術(shù)與方法，能在科研、教育、企業(yè)、事業(yè)、技術(shù)和行政管理部門等單位從事計算機科學(xué)研究、和行政管理部門等單位從事計算機科學(xué)研究、應(yīng)用和教學(xué)的高級專門人才。應(yīng)用和教學(xué)的高級專門人才。 61我校的計算機專業(yè)我校的計算機專業(yè)二二.畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力：畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力： 1

47、、系統(tǒng)掌握計算機科學(xué)的基本理論和基本知識；、系統(tǒng)掌握計算機科學(xué)的基本理論和基本知識； 2、掌握計算機系統(tǒng)的分析和設(shè)計的基本方法；、掌握計算機系統(tǒng)的分析和設(shè)計的基本方法； 3、具有研究開發(fā)計算機軟、硬件的基本能力；、具有研究開發(fā)計算機軟、硬件的基本能力； 4、了解與計算機相關(guān)的法規(guī)；了解計算機科學(xué)與、了解與計算機相關(guān)的法規(guī)；了解計算機科學(xué)與技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)；技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)； 5、掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法，具有獲、掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法，具有獲取信息的能力；取信息的能力； 6、具有很強的外語聽、說、讀、寫能力，達(dá)到國、具有很強的外語聽、說、讀、寫能力，達(dá)到國家教育部規(guī)定的要

48、求。家教育部規(guī)定的要求。62能力的培養(yǎng)能力的培養(yǎng)自學(xué)能力（快速學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)）自學(xué)能力（快速學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)）自控能力自控能力創(chuàng)新能力創(chuàng)新能力表達(dá)能力表達(dá)能力組織能力組織能力63我校的計算機專業(yè)我校的計算機專業(yè)三、主要課程三、主要課程 高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、計算機導(dǎo)論、程序設(shè)計基礎(chǔ)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、計算機導(dǎo)論、程序設(shè)計基礎(chǔ)、電路基礎(chǔ)、模擬電子與數(shù)字電子、計算機組成原理、電路基礎(chǔ)、模擬電子與數(shù)字電子、計算機組成原理、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫原理、編譯原理、軟件工程、計算機高級語言、計庫原理、編譯原理、軟件工程、計算機高級語言、

49、計算機圖形學(xué)、人工智能、算法分析與設(shè)計等。算機圖形學(xué)、人工智能、算法分析與設(shè)計等。 64利用蛋白質(zhì)的開關(guān)特性開發(fā)出生物計算機利用蛋白質(zhì)的開關(guān)特性開發(fā)出生物計算機生物計算機主要是以生物電子元件構(gòu)建的計算機。生物計算機主要是以生物電子元件構(gòu)建的計算機。蛋白質(zhì)有開關(guān)特性，用蛋白質(zhì)分子作元件制成集成電蛋白質(zhì)有開關(guān)特性，用蛋白質(zhì)分子作元件制成集成電路，稱為生物芯片。使用生物芯片的計算機稱為蛋白路，稱為生物芯片。使用生物芯片的計算機稱為蛋白質(zhì)電腦，或稱為生物電腦。質(zhì)電腦，或稱為生物電腦。用蛋白質(zhì)制造的電腦芯片，在用蛋白質(zhì)制造的電腦芯片，在1平方毫米的面積平方毫米的面積上即可容納數(shù)億個電路。因為它的一個存儲

50、點只有一上即可容納數(shù)億個電路。因為它的一個存儲點只有一個分子大小，所以它的存儲量可以達(dá)到普通電腦的個分子大小，所以它的存儲量可以達(dá)到普通電腦的10億倍。由蛋白質(zhì)構(gòu)成的集成電路，其大小只相當(dāng)于硅億倍。由蛋白質(zhì)構(gòu)成的集成電路，其大小只相當(dāng)于硅片集成電路的十萬分之一，而且運轉(zhuǎn)速度更快，只有片集成電路的十萬分之一，而且運轉(zhuǎn)速度更快，只有10-11秒，大大超過人腦的思維速度。生物電腦元件的秒，大大超過人腦的思維速度。生物電腦元件的密度比大腦神經(jīng)元的密度高密度比大腦神經(jīng)元的密度高100萬倍，傳遞信息的速萬倍，傳遞信息的速度也比人腦思維的速度快度也比人腦思維的速度快100萬倍。萬倍。65 超導(dǎo)計算機是使用超

51、導(dǎo)體元器件的高速計算機。所謂超導(dǎo)，超導(dǎo)計算機是使用超導(dǎo)體元器件的高速計算機。所謂超導(dǎo)，是指有些物質(zhì)在接近絕對零度（相當(dāng)于是指有些物質(zhì)在接近絕對零度（相當(dāng)于-269攝氏度）時，電流攝氏度）時，電流流動是無阻力的。流動是無阻力的。1962年，英國物理學(xué)家約瑟夫遜提出了超導(dǎo)年，英國物理學(xué)家約瑟夫遜提出了超導(dǎo)隧道效應(yīng)原理，即由超導(dǎo)體一絕緣體一超導(dǎo)體組成器件，當(dāng)兩隧道效應(yīng)原理，即由超導(dǎo)體一絕緣體一超導(dǎo)體組成器件，當(dāng)兩端加電壓時，電子便會像通過隧道一樣無阻擋地從絕緣介質(zhì)中端加電壓時，電子便會像通過隧道一樣無阻擋地從絕緣介質(zhì)中穿過去，形成微小電流，而這一器件的兩端是無電壓的。約琴穿過去，形成微小電流，而這一

52、器件的兩端是無電壓的。約琴夫遜因此獲得諾貝爾獎。夫遜因此獲得諾貝爾獎。用約瑟夫遜器件制成電子計算機，稱為約瑟夫遜計算機，用約瑟夫遜器件制成電子計算機，稱為約瑟夫遜計算機，也就是超導(dǎo)計算機，又稱超導(dǎo)電腦。這種電腦的耗電僅為用半也就是超導(dǎo)計算機，又稱超導(dǎo)電腦。這種電腦的耗電僅為用半導(dǎo)體器件制造的電腦所耗電的幾千分之一，它執(zhí)行一個指令只導(dǎo)體器件制造的電腦所耗電的幾千分之一，它執(zhí)行一個指令只需十億分之一秒，比半導(dǎo)體元件快需十億分之一秒，比半導(dǎo)體元件快10倍。日本電氣技術(shù)研究所倍。日本電氣技術(shù)研究所研制成世界上第一臺完善的超導(dǎo)電腦，它采用了研制成世界上第一臺完善的超導(dǎo)電腦，它采用了4個約瑟夫遜大個約瑟夫

53、遜大規(guī)模集成電路，每個集成電路芯片只有規(guī)模集成電路，每個集成電路芯片只有35立方毫米大小，每個立方毫米大小，每個芯片上有上千個約瑟夫遜元件。芯片上有上千個約瑟夫遜元件。66 光計算機是利用光作為載體進行信息處理的計算機。光計算機是利用光作為載體進行信息處理的計算機。1990年，美國的貝爾實驗室推出了一臺由激光器，透鏡，反射鏡等年，美國的貝爾實驗室推出了一臺由激光器，透鏡，反射鏡等組成的計算機。這就是光計算機的雛形。隨后，英，法，比，組成的計算機。這就是光計算機的雛形。隨后，英，法，比，德，意等國的德，意等國的70多名科學(xué)家研制成功了一臺光計算機，其運算多名科學(xué)家研制成功了一臺光計算機，其運算速

54、度比普通的電子計算機快速度比普通的電子計算機快1000倍。光計算機又叫光腦。電腦倍。光計算機又叫光腦。電腦是靠電荷在線路中的流動來處理信息的，而光腦則是靠激光束是靠電荷在線路中的流動來處理信息的，而光腦則是靠激光束進入由反射鏡和透鏡組成的陣列中來對信息進行處理的。與電進入由反射鏡和透鏡組成的陣列中來對信息進行處理的。與電腦相似之處是，光腦也靠產(chǎn)生一系列邏輯操作來處理和解決問腦相似之處是，光腦也靠產(chǎn)生一系列邏輯操作來處理和解決問題。激光束對信息的處理速度可達(dá)現(xiàn)有半導(dǎo)體硅器件的題。激光束對信息的處理速度可達(dá)現(xiàn)有半導(dǎo)體硅器件的1000倍。倍。光子不像電子那樣需要在導(dǎo)線中傳播，即使在光線相交時，它光子

55、不像電子那樣需要在導(dǎo)線中傳播，即使在光線相交時，它們之間也不會相互影響，光束的這種互不干擾的特性，使得光們之間也不會相互影響，光束的這種互不干擾的特性，使得光腦能夠在極小的空間內(nèi)開辟很多平行的信息通道，密度大得驚腦能夠在極小的空間內(nèi)開辟很多平行的信息通道，密度大得驚人。一塊截面為人。一塊截面為5分硬幣大小的棱鏡，其通過能力超過全球現(xiàn)有分硬幣大小的棱鏡，其通過能力超過全球現(xiàn)有全部電話電纜的許多倍。貝爾實驗室研制成功的光學(xué)轉(zhuǎn)換器，全部電話電纜的許多倍。貝爾實驗室研制成功的光學(xué)轉(zhuǎn)換器，在字母在字母O中可以裝入中可以裝入2000個信息通道。因此科學(xué)家們早就設(shè)想個信息通道。因此科學(xué)家們早就設(shè)想使用光子了

56、。使用光子了。67人腦有人腦有140億神經(jīng)元及億神經(jīng)元及10億多神經(jīng)鍵，每個神經(jīng)元都與數(shù)千億多神經(jīng)鍵，每個神經(jīng)元都與數(shù)千個神經(jīng)元交叉相聯(lián)，它的作用都相當(dāng)于一臺微型電腦。人腦總個神經(jīng)元交叉相聯(lián)，它的作用都相當(dāng)于一臺微型電腦。人腦總體運行速度相當(dāng)于每秒體運行速度相當(dāng)于每秒1000萬億次的電腦功能。用許多微處理萬億次的電腦功能。用許多微處理機模仿人腦的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，采用大量的并行分布式網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成機模仿人腦的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，采用大量的并行分布式網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了神經(jīng)電腦。神經(jīng)電腦除有許多處理器外，還有類似神經(jīng)的節(jié)了神經(jīng)電腦。神經(jīng)電腦除有許多處理器外，還有類似神經(jīng)的節(jié)點，每個節(jié)點與許多點相連。若把每一步運算分配給每

57、臺微處點，每個節(jié)點與許多點相連。若把每一步運算分配給每臺微處理器，它們同時運算，其信息處理速度和智能會大大提高。理器，它們同時運算，其信息處理速度和智能會大大提高。富士通研究所開發(fā)的神經(jīng)電子計算機，每秒更新數(shù)據(jù)速度富士通研究所開發(fā)的神經(jīng)電子計算機，每秒更新數(shù)據(jù)速度近千億次。日本電氣公司推出一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聲音識別系統(tǒng)，能近千億次。日本電氣公司推出一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聲音識別系統(tǒng)，能夠識別出任何人的聲音，正確率達(dá)夠識別出任何人的聲音，正確率達(dá)99.8。美國研究出左腦和右。美國研究出左腦和右腦兩個神經(jīng)塊連接而成的神經(jīng)電子計算機。右腦為經(jīng)驗功能部腦兩個神經(jīng)塊連接而成的神經(jīng)電子計算機。右腦為經(jīng)驗功能部分，有分，有

58、1萬多個神經(jīng)元，適于圖像識別：左腦為識別功能部分，萬多個神經(jīng)元，適于圖像識別：左腦為識別功能部分，含有含有100萬個神經(jīng)元，用于存儲單詞和語法規(guī)則?，F(xiàn)在，紐約，萬個神經(jīng)元，用于存儲單詞和語法規(guī)則?，F(xiàn)在，紐約，邁阿密和倫敦的飛機場已經(jīng)用神經(jīng)電邁阿密和倫敦的飛機場已經(jīng)用神經(jīng)電 腦來檢查爆炸物，每小時腦來檢查爆炸物，每小時可查可查600700件行李，檢出率為件行李，檢出率為95，誤差率為，誤差率為2。6869 出現(xiàn)大大小小帶有高分辨率顯示器的個人出現(xiàn)大大小小帶有高分辨率顯示器的個人計算機，有的小到可以嵌入衣服和首飾中，有計算機，有的小到可以嵌入衣服和首飾中，有的如一本薄書。的如一本薄書。 售價：售價

59、：1000美元的計算機每秒鐘大約能夠美元的計算機每秒鐘大約能夠執(zhí)行執(zhí)行1萬億次計算。萬億次計算。 線纜正在消失。部件之間的通信采用短距線纜正在消失。部件之間的通信采用短距離無線技術(shù)。高速無線通信為人們提供訪問萬離無線技術(shù)。高速無線通信為人們提供訪問萬維網(wǎng)的通道。維網(wǎng)的通道。 嵌在眼鏡中的計算機顯示器也開始使用。嵌在眼鏡中的計算機顯示器也開始使用。這種裝置利用嵌在眼鏡中的激光器產(chǎn)生虛擬圖這種裝置利用嵌在眼鏡中的激光器產(chǎn)生虛擬圖像的同時像的同時,也讓用戶能像平常一樣看周圍的環(huán)境也讓用戶能像平常一樣看周圍的環(huán)境70 為盲人和視力受損的人設(shè)計的袖珍閱讀機，為盲人和視力受損的人設(shè)計的袖珍閱讀機，為耳聾者設(shè)計的可把口語轉(zhuǎn)換成文字的為耳聾者設(shè)計的可把口語轉(zhuǎn)換成文字的“聽話機聽話機”和為截癱患者設(shè)計的由計算機控制的矯正裝置和為截癱患者設(shè)計的由計算機控制的矯正裝置“步行機步行機”，使人們?nèi)找嬲J(rèn)識到，重大的殘疾，使人們?nèi)找嬲J(rèn)識到，重大的殘疾未必會造成生活障礙。未必會造成生活障礙。 翻譯電話廣為使用。你說的是英語而你的日翻譯電話廣為使用。你說的是英語而你的日本朋友聽到的則是日語，反之也是這樣。本朋友聽到的則是日語，反之也是這樣。 在戰(zhàn)爭中，人類一般遠(yuǎn)離戰(zhàn)場，戰(zhàn)場上充斥在戰(zhàn)爭中，人類一般遠(yuǎn)離戰(zhàn)場，戰(zhàn)場上充斥著無人控制、智能化的航空裝置。在這些會飛的著無