計算機的起源與發(fā)展歷程課件

1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.4現(xiàn)代計算機的分類1.1.3電子計算機的發(fā)展階段1.1.2電子計算機的問世1.1.1計算機的起源第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)1.1.5未來計算機技術(shù)發(fā)展展望1.2計算機在信息社會中的應(yīng)用1.3.1計算機系統(tǒng)的組成1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會1.2.1計算機的特性與應(yīng)用1.3.2計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成1.3計算機系統(tǒng)的組成與工作原理1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.4了解計算機的起源與發(fā)展歷程，計算機在信息社會中的應(yīng)用，掌握計算機的組成和計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。教學(xué)目標(biāo)及基本要求教學(xué)重點計算機的組成和計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)了解計算機的起源與發(fā)展歷程，計算機在信息社會中的應(yīng)用，掌握計教學(xué)難點計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。計算機的起源電子計算機的問世電子計算機的發(fā)展階段現(xiàn)代計算機的分類未來計算機技術(shù)發(fā)展展望教學(xué)內(nèi)容第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)教學(xué)難點計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。計算機的起源教學(xué)內(nèi)容第1講計算機的特性與應(yīng)用計算機應(yīng)用與信息社會計算機系統(tǒng)的組成計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成教學(xué)內(nèi)容第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)計算機的特性與應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一1學(xué)時

教學(xué)時間第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)1學(xué)時教學(xué)時間第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.1計算機的起源1．最早的計算工具：人的雙手（圖1-1所示）圖1-1人的雙手1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.1計算機的起源1．2．勞動實踐中發(fā)明的計算工具原始社會：結(jié)繩、壘石春秋戰(zhàn)國：算籌唐代末：算盤（圖1-2所示）1.1.1計算機的起源圖1-2算盤2．勞動實踐中發(fā)明的計算工具原始社會：結(jié)繩、壘石1.1.13．十七世紀(jì)以來出現(xiàn)的計算工具1622年英國數(shù)學(xué)家奧特瑞德

：計算尺1642年法國物理學(xué)家帕斯卡

：齒輪式加減法器

1673年德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲：能進行四則運算的機械式計算機1.1.1計算機的起源3．十七世紀(jì)以來出現(xiàn)的計算工具1622年英國數(shù)學(xué)家奧特瑞德3．近代的計算機發(fā)展1822年英國數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇：差分機1834年英國數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇：分析機1944年美國科學(xué)家霍德華·艾肯：提出用機電方法來實現(xiàn)巴貝奇分析機，制造出MarkI計算機1.1.1計算機的起源已使計算機具有輸入、處理、存儲、輸出及控制5個基本裝置的構(gòu)想，建構(gòu)了今天電子計算機硬件系統(tǒng)組成的基本框架

。3．近代的計算機發(fā)展1822年英國數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇：1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.2電子計算機的問世1．計算機發(fā)展中最杰出的代表人物英國的艾蘭·圖靈主要貢獻(xiàn)：一是建立了圖靈機（TM）的理論模型，對數(shù)字計算機的一般結(jié)構(gòu)、可實現(xiàn)性和局限性產(chǎn)生了意義深遠(yuǎn)的影響；二是提出了定義機器智能的圖靈測試（TuringTest），奠定了“人工智能”的理論基礎(chǔ)。

1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.2電子計算機的問世計算機發(fā)展中最杰出的代表人物美籍匈牙利人馮·諾依曼在純粹數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、量子物理學(xué)、邏輯學(xué)、氣象學(xué)、軍事學(xué)、計算機理論及應(yīng)用、對策論和經(jīng)濟學(xué)諸領(lǐng)域都有重要建樹和貢獻(xiàn)。首先提出了在計算機內(nèi)存儲程序的概念，使用單一處理部件來完成計算、存儲及通信工作，使具有“存儲程序”的計算機成為現(xiàn)代計算機的重要標(biāo)志。計算機發(fā)展中最杰出的代表人物美籍匈牙利人馮·諾依曼1.1.2電子計算機的問世第一臺電子計算機：埃尼亞克（ENIAC），如圖1-3所示。1946年2月14日誕生于美國。需要功率150kW，17000多只電子管、10000多只電容器、7000多只電阻、1500多個繼電器，占地160m2，重30t，是名符其實的龐然大物。

優(yōu)點：每秒能夠完成加法運算5000次。利用它計算炮彈從發(fā)射到進入軌道的40個點僅用了3s，而用手工操作臺式計算機則需7～10小時，速度提高了8400倍以上。缺點：不能存儲程序、使用十進制數(shù)、且在機外用線路連接的方法來編排程序等嚴(yán)重缺陷。ENIAC宣告了電子計算機時代的到來。2．計算機發(fā)展的“第一”1.1.2電子計算機的問世第一臺電子計算機：埃尼亞克（第一臺電子計算機：埃尼亞克(ENIAC)圖1-3埃尼亞克(ENIAC)第一臺電子計算機：埃尼亞克(ENIAC)圖1-3埃尼亞克計算機發(fā)展的“第一”第一臺“存儲程序”式計算機：EDVAC（離散變量自動電子計算機），1952年研制成功并投入使用，其運算速度是ENIAC的240倍。第一臺“存儲程序”控制的實驗室計算機：EDSAC，1949年5月在英國劍橋大學(xué)完成。第一臺“存儲程序”控制的商品化計算機：UNIVAC-I，1951年問世。計算機發(fā)展的“第一”第一臺“存儲程序”式計算機：EDVAC1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.3電子計算機的發(fā)展階段1．電子管計算機（1946～1957年

）組成：基本邏輯元件是電子管，內(nèi)存儲器采用水銀延遲線或磁鼓，外存儲器采用磁帶等。特點：速度慢，可靠性差，體積龐大，功耗高，價格昂貴。編程語言：機器語言，匯編語言。代表產(chǎn)品：ENIAC、EDSAC、UNIVAC-Ⅰ等。應(yīng)用領(lǐng)域：軍事研究中的科學(xué)計算。1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.3電子計算機的發(fā)展1.1.3電子計算機的發(fā)展階段2．晶體管計算機（1958～1964年

）組成：基本邏輯元件為晶體管，內(nèi)存大量使用磁性材料制成的磁芯，外存采用磁盤和磁帶。特點：體積小，重量輕，速度快，邏輯運算功能強，可靠性大大提高。

編程語言：匯編語言，F(xiàn)ORTRAN、COBOL等。代表產(chǎn)品：IBM700系列。應(yīng)用領(lǐng)域：擴展到數(shù)據(jù)處理和工業(yè)控制方面。1.1.3電子計算機的發(fā)展階段2．晶體管計算機（1958～1.1.3電子計算機的發(fā)展階段3．集成電路計算機（1965～1970年

）組成：基本邏輯元件為中小規(guī)模集成電路，內(nèi)存大量使用半導(dǎo)體存儲器，而外存大量使用高速磁盤。特點：體積、功耗減小，可靠性、運行速度提高，內(nèi)存容量大，價格低。

編程語言：操作系統(tǒng)，BASIC，Pascal等。代表產(chǎn)品：IBM360和PDP-11等。應(yīng)用領(lǐng)域：已擴大到各個領(lǐng)域。1.1.3電子計算機的發(fā)展階段3．集成電路計算機（19651.1.3電子計算機的發(fā)展階段4．大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機(1971年至今)組成：基本邏輯元件為大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。內(nèi)存采用半導(dǎo)體存儲器，外存則采用大容量磁盤和光盤。特點：計算機速度達(dá)到每秒幾百萬次至上億次。

編程語言：VC++等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言。代表產(chǎn)品：巨型機，工作站，微型計算機，個人計算機（PC）等。1.1.3電子計算機的發(fā)展階段4．大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.4現(xiàn)代計算機的分類1．巨型機：也稱為超級計算機特點：占地最大，價格最貴，功能最強，浮點運算速度最快（1998年已達(dá)3.9萬億次/秒）。應(yīng)用領(lǐng)域：多用于戰(zhàn)略武器（如核武器和反導(dǎo)彈武器）的設(shè)計，空間技術(shù)，石油勘探，中、長期天氣預(yù)報以及社會模擬等領(lǐng)域。是衡量一個國家經(jīng)濟實力與科技水平的重要標(biāo)志。1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.4現(xiàn)代計算機的分類1.1.4現(xiàn)代計算機的分類2．小巨型機：也稱為小型超級電腦或桌上超級計算機出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代中期。該機的功能略低于巨型機，速度達(dá)1GFLOPS，即每秒10億次，而價格只有巨型機的十分之一，可滿足一些特殊用戶的需求。1.1.4現(xiàn)代計算機的分類2．小巨型機：也稱為小型超級電腦3．大型主機：也稱為大型電腦特點：大型、通用，具有很強的處理和管理能力。應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于大銀行、大公司、規(guī)模較大的高校和科研院所。1.1.4現(xiàn)代計算機的分類3．大型主機：也稱為大型電腦特點：大型、通用，具有很強的4．小型機特點：結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本較低，不需要長期培訓(xùn)即可維護和使用。應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于廣大中、小用戶。1.1.4現(xiàn)代計算機的分類4．小型機特點：結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本較低，不需要長期培5．工作站特點：是介于PC與小型機之間的一種高檔微機，其運算速度比微機快，且有較強的聯(lián)網(wǎng)功能。應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于特殊的專業(yè)領(lǐng)域，例如圖像處理、計算機輔助設(shè)計等。1.1.4現(xiàn)代計算機的分類5．工作站特點：是介于PC與小型機之間的一種高檔微機，其運6．個人計算機：也就是PC機特點：設(shè)計先進（總是率先采用高性能處理器CPU）、軟件豐富、功能齊全、價格便宜。應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用非常廣泛，幾乎無處不在，無所不用，除了臺式的，還有膝上型、筆記本型、掌上型、手表型等。1.1.4現(xiàn)代計算機的分類6．個人計算機：也就是PC機特點：設(shè)計先進（總是率先采用高1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.5未來計算機發(fā)展展望計算機發(fā)展的整體趨勢：體積變小性能提高速度提高1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.5未來計算機發(fā)展展1.1.5未來計算機發(fā)展展望1．超越馮·諾依曼結(jié)構(gòu)（兩個方向）創(chuàng)建新的程序設(shè)計語言，即所謂的“非馮·諾依曼語言”：LISP、PROLOG和F.P.LISP語言等。從計算機元件方面，提出了與人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相類似的新型超大規(guī)模集成電路的設(shè)想，即“分子芯片”。1.1.5未來計算機發(fā)展展望1．超越馮·諾依曼結(jié)構(gòu)（兩個1.1.5未來計算機發(fā)展展望2．高速計算機新近研制的“空氣膠滯體”導(dǎo)線在傳輸信號的過程中幾乎不吸收任何信號，并可以降低電耗，從而成倍地提高計算機的運行速度。運算速度最快的Linux超級計算機：美國IBM公司制造的兩臺IBMLinux集群計算機，每秒可執(zhí)行2萬億次浮點運算。1.1.5未來計算機發(fā)展展望2．高速計算機新近研制的1.1.5未來計算機發(fā)展展望3．生物計算機（20世紀(jì)80年代中期開始）特點：采用了生物芯片，由蛋白質(zhì)分子構(gòu)成。信息以波的形式傳播，運算速度非常快，能耗低，存儲能力大，具有生物體的一些特點，如能自動修復(fù)芯片故障，還能模仿人腦的思考機制。應(yīng)用：美國首次公布的生物計算機被用來模擬電子計算機的邏輯運算，解決虛構(gòu)的7城市間最佳路徑問題。1.1.5未來計算機發(fā)展展望3．生物計算機（20世紀(jì)801.1.5未來計算機發(fā)展展望4．光學(xué)計算機定義：就是利用光作為信息的傳輸媒體。光子的優(yōu)點：速度等于光速，具有頻率及偏振特征，傳輸信息能力強，抗干擾能力強。光學(xué)計算機特點：并行能力強，具有超高速的運算潛力，且在室溫下就可以正常工作。1.1.5未來計算機發(fā)展展望4．光學(xué)計算機定義：就是利光學(xué)計算機研究成果：由法國、德國等60多名科學(xué)家聯(lián)合研制開發(fā)成功的世界上第一臺光學(xué)計算機，其運算速度比目前世界上最快的超級計算機快1000多倍，并且準(zhǔn)確性極高。研究現(xiàn)狀：目前光學(xué)計算機的許多關(guān)鍵技術(shù)，如光存儲技術(shù)與光存儲器、光電子集成電路等都已取得重大突破。光學(xué)計算機研究成果：由法國、德國等60多名科學(xué)家聯(lián)合研制開1.1.5未來計算機發(fā)展展望5．量子計算機定義：是指利用處于多現(xiàn)實態(tài)下的原子進行運算的計算機。這種多現(xiàn)實態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。優(yōu)點：解題速度快。存儲量大。搜索功能強。研究成果：美國科學(xué)家已成功實現(xiàn)了4量子位邏輯門，取得了4個鋰離子的量子纏結(jié)狀態(tài)。1.1.5未來計算機發(fā)展展望5．量子計算機定義：是指利1.2計算機在信息社會中的應(yīng)用1.2.1計算機的特性與應(yīng)用1．計算機的基本特性運算速度快：第一臺電子計算機的運算速度是每秒5000次，小型機：幾百萬次/秒，巨型機：幾十億甚至幾百億次/秒。運算精度高：計算機內(nèi)部采用二進制進行運算，計算的精確度取決于字長和算法。從理論上講，計算機的運算精度是不受限制的。1.2計算機在信息社會中的應(yīng)用1.2.1計算機的特性與計算機的基本特性具有邏輯判斷能力：由于二進制的采用，使得計算機可以進行邏輯運算并作出判斷和選擇，使其在某種程度上更接近于“人腦”。具有超強的記憶能力：計算機的存儲器中可以存儲海量的數(shù)據(jù)，是單純的人腦所不能及的。具有自動控制能力：計算機具有邏輯判斷能力和記憶能力，使得計算機可以在無需人為干預(yù)的情況下自動按照程序設(shè)定完成既定任務(wù)。計算機的基本特性具有邏輯判斷能力：由于二進制的采用，使得計算機的基本特性具有網(wǎng)絡(luò)功能：大型企事業(yè)單位，可以通過計算機進行信息處理，并通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息傳輸和共享，實現(xiàn)其管理工作。目前最大、應(yīng)用范圍最廣的“國際互聯(lián)網(wǎng)”（Internet），連接了全世界190多個國家和地區(qū)的幾千萬臺計算機。網(wǎng)上的所有計算機用戶可共享網(wǎng)上資料、交流信息、互相學(xué)習(xí)。計算機的基本特性具有網(wǎng)絡(luò)功能：大型企事業(yè)單位，可以通過計算1.2.1計算機的特性與應(yīng)用2．計算機的應(yīng)用（1）科學(xué)計算也稱為數(shù)值計算，主要是將計算機用于科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問題的計算。是計算機的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，例如，氣象預(yù)報、地震探測、導(dǎo)彈衛(wèi)星軌跡的計算等。1.2.1計算機的特性與應(yīng)用2．計算機的應(yīng)用（1）科學(xué)計計算機的應(yīng)用（2）數(shù)據(jù)處理也稱信息處理，是對大量非數(shù)值數(shù)據(jù)（文字、符號、聲音、圖像等）進行加工處理，例如，編輯、排版、分析、檢索、統(tǒng)計、傳輸?shù)取V泛應(yīng)用于辦公自動化、情報檢索、事務(wù)管理等。近年來，利用計算機來綜合處理文字、圖形、圖像、聲音等的多媒體數(shù)據(jù)處理技術(shù)，已成為計算機最重要的發(fā)展方向。目前數(shù)據(jù)處理已成為計算機應(yīng)用的主流。計算機的應(yīng)用（2）數(shù)據(jù)處理計算機的應(yīng)用（3）過程控制又稱實時控制，指用計算機及時采集動態(tài)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并按最佳值迅速地對控制對象進行自動控制或調(diào)節(jié)。不僅可以大大提高控制的自動化水平，而且可以提高控制的及時性、準(zhǔn)確性和可靠性。主要應(yīng)用于冶金、石油、化工、紡織、水電、機械、航天等工業(yè)領(lǐng)域，在軍事、交通等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。計算機的應(yīng)用（3）過程控制計算機的應(yīng)用（4）企業(yè)管理計算機管理信息系統(tǒng)的建立，使各企業(yè)的生產(chǎn)管理水平登上了新的臺階。大型企業(yè)生產(chǎn)資源規(guī)劃管理軟件（如MRPII）的開發(fā)和使用，為企業(yè)實現(xiàn)全面資源管理、生產(chǎn)自動化和集成化、提高生產(chǎn)效率和效益奠定了牢固的基礎(chǔ)。計算機的應(yīng)用（4）企業(yè)管理計算機的應(yīng)用（5）電子商務(wù)是指通過計算機和網(wǎng)絡(luò)進行的商務(wù)活動。計算機網(wǎng)絡(luò)的建成，使得金融業(yè)務(wù)率先實現(xiàn)自動化，電子貨幣改傳統(tǒng)的貨幣交易方式為“電子貿(mào)易”，不僅方便快捷，且減少了現(xiàn)金的流通量，避免了貨幣交易的風(fēng)險和麻煩。以銀行為例，自動化的實現(xiàn)可使銀行每日處理上百萬筆業(yè)務(wù)，交易價值達(dá)上百萬美元。計算機的應(yīng)用（5）電子商務(wù)計算機的應(yīng)用（6）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用（DatabaseApplications）是計算機應(yīng)用的基本內(nèi)容之一。任何發(fā)達(dá)國家，從國民經(jīng)濟信息系統(tǒng)和跨國科技情報網(wǎng)到個人的親友通信、銀行儲蓄，均與數(shù)據(jù)庫打交道。辦公自動化與生產(chǎn)自動化也離不開數(shù)據(jù)庫的支持。計算機的應(yīng)用（6）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用（DatabaseAppl計算機的應(yīng)用（7）人工智能（ArtificialIntelligence）也稱智能模擬，是將人腦進行演繹推理的思維過程、規(guī)則和采取的策略、技巧等編制成程序，在計算機中存儲一些公理和規(guī)則，然后讓計算機去自動進行求解。主要應(yīng)用在機器人、專家系統(tǒng)、模擬識別、智能檢索等方面，此外還在自然語言處理、機器翻譯、定理證明等方面得到應(yīng)用。計算機的應(yīng)用（7）人工智能（ArtificialInt計算機的應(yīng)用（8）文化教育利用高速信息公路網(wǎng)可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離雙向交互式教學(xué)和多媒體結(jié)合的網(wǎng)上教學(xué)方式。它改變了傳統(tǒng)的以教師課堂傳授為主、學(xué)生被動學(xué)習(xí)的方式，使學(xué)習(xí)的內(nèi)容和形式更加豐富靈活，同時也加強了信息處理、計算機通信技術(shù)和多媒體等方面內(nèi)容的教育，提高了全民族的文化素質(zhì)與信息化意識。計算機的應(yīng)用（8）文化教育計算機的應(yīng)用（9）計算機模擬（ComputerSimulation）是用計算機程序代替實物模型來做模擬實驗。既廣泛應(yīng)用于工業(yè)部門，也適用于社會科學(xué)領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的“虛擬現(xiàn)實（VR）”新技術(shù)將成為21世紀(jì)初期最有前景的新技術(shù)之一。計算機的應(yīng)用（9）計算機模擬（ComputerSimu計算機的應(yīng)用（10）計算機輔助系統(tǒng)包括計算機輔助設(shè)計、計算機輔助制造和計算機輔助教育等。計算機輔助設(shè)計（CAD）：是指用計算機幫助各類設(shè)計人員進行工程或產(chǎn)品設(shè)計。例如，飛機、船舶、建筑、機械和大規(guī)模集成電路設(shè)計等。計算機的應(yīng)用（10）計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助制造（CAM）：是指用計算機進行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作的技術(shù)。計算機輔助教育（CBE）：包括計算機輔助教學(xué)（CAI）、計算機輔助測試（CAT）和計算機管理教學(xué)（CMI）。主要應(yīng)用有網(wǎng)上教學(xué)和遠(yuǎn)程教學(xué)。計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助制造（CAM）：是指用計算機進計算機的應(yīng)用（11）信息高速公路實際上是一個交互式多媒體網(wǎng)絡(luò)，它將通常所使用的通信工具等信息通過通信設(shè)施傳遞到網(wǎng)絡(luò)所連接的用戶終端，從而使人們獲得信息的方式發(fā)生根本變化。1993年美國提出建立“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施”計劃。Internet，是以計算機為核心的跨地區(qū)、多用戶、大容量、高速度的交互式綜合網(wǎng)絡(luò)體系。計算機的應(yīng)用（11）信息高速公路計算機的應(yīng)用（12）娛樂隨著PC的發(fā)展，計算機娛樂也更加豐富。播放影碟，聽音樂。在網(wǎng)上，可以聊天、游戲和在線影視。在影視界，可用計算機產(chǎn)生電影特效，使得電影效果更好。如《侏羅紀(jì)公園》和《玩具總動員》中的角色和動畫也都是由計算機制作的。計算機的應(yīng)用（12）娛樂1.2計算機在信息社會中的應(yīng)用1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會1．計算機的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來

計算機技術(shù)作為信息社會的關(guān)鍵技術(shù)，給社會帶來了深遠(yuǎn)的影響，在發(fā)展過程中廣泛滲透到人類社會的各個領(lǐng)域。計算機作為一種知識、技術(shù)、能力、修養(yǎng)，已成為人類必須具備的一種文化。如果沒有基本的計算機知識和應(yīng)用能力，就會成為信息社會的文盲。1.2計算機在信息社會中的應(yīng)用1.2.2計算機應(yīng)用與信計算機的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來在信息社會的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計算機已不僅僅是一種工具，而是完全融入人類的生活，成為計算機文化。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給學(xué)習(xí)者帶來了跨校、跨行業(yè)、跨國界的知識資源，使傳統(tǒng)的教育模式受到?jīng)_擊。人們可以利用計算機獲取大量的知識，從而促進文化的傳播。計算機的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來在信息社會的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計算機的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來媒體對人們的影響力非常大，而現(xiàn)代媒體技術(shù)離開了計算機就不再成為媒體。正是由于計算機技術(shù)的發(fā)展，以及計算機的愈來愈智能化、人性化，才使得今天的媒體更加多樣化和個性化。計算機理論及其技術(shù)對自然科學(xué)、社會科學(xué)的廣泛滲透表現(xiàn)出其豐富的文化內(nèi)涵，例如，生物信息技術(shù)和信息安全學(xué)科的產(chǎn)生等。計算機的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來媒體對人們的影響力非常大1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會2．信息社會的主要特點

信息化社會里，尤其是計算機網(wǎng)絡(luò)的普及和“信息高速公路”的建設(shè)，徹底改變了人們的生活、學(xué)習(xí)和工作方式。信息社會主要有以下特點。人類腦力勞動的相當(dāng)部分將由計算機信息處理系統(tǒng)來代替。社會信息交換將很大程度上圍繞信息網(wǎng)絡(luò)及其信息服務(wù)中心展開。1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會2．信息社會的主要特點信息社會的主要特點信息高速公路的建立，使大量的信息快速傳輸成為現(xiàn)實，使人類的活動縮短了時空的距離，并在社會的各個方面對人類的日常生活產(chǎn)生極大的影響。信息產(chǎn)業(yè)將成為信息化社會主要支柱產(chǎn)業(yè)之一信息社會開始形成虛擬社會，如虛擬商店、虛擬市場、虛擬銀行、虛擬公司、虛擬的研究中心、虛擬的社會組織等。信息社會的主要特點信息高速公路的建立，使大量的信息快速傳輸信息社會的主要特點知識由工業(yè)社會中的非獨立性生產(chǎn)要素變成獨立性生產(chǎn)要素。專業(yè)技術(shù)階層成為社會的主導(dǎo)階層和中堅力量。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨于軟化，即在社會生產(chǎn)和再生產(chǎn)過程中，體力勞動和資源的投入相對減少，腦力勞動和科學(xué)技術(shù)投入相對增加。信息社會是智力密集的社會。信息社會的主要特點知識由工業(yè)社會中的非獨立性生產(chǎn)要素變成獨1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會3．計算機技術(shù)在信息社會中的地位

計算機技術(shù)被認(rèn)為是信息技術(shù)的核心?，F(xiàn)代社會幾乎所有的信息工作都與計算機應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)息息相關(guān)。計算機可以進行科學(xué)計算，處理文字、圖像和聲音等各種信息。計算機的應(yīng)用已深入到社會的各個領(lǐng)域，成為人們工作、學(xué)習(xí)和生活中不可缺少的工具。1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會3．計算機技術(shù)在信息社會中的1.3計算機系統(tǒng)的組成與工作原理1.3.1計算機系統(tǒng)的組成1．計算機系統(tǒng)的基本組成一套完整的計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成，兩者不可分割。如圖1-4所示。硬件：是指計算機的各種看得見、摸得著的實實在在的裝置，是計算機系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。軟件：是指所有應(yīng)用計算機的技術(shù)，是看不見、摸不著的程序和數(shù)據(jù)，但用戶能感到它的存在。1.3計算機系統(tǒng)的組成與工作原理1.3.1計算機系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)的基本組成算術(shù)邏輯運算器控制器只讀存儲器高速緩沖存儲器隨機存取存儲器計算機系統(tǒng)中央處理器內(nèi)存儲器外存儲器：硬盤、軟盤、U盤（優(yōu)盤）、光盤等輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、光筆、掃描儀、麥克風(fēng)等輸出設(shè)備：顯示器、繪圖儀、打印機、音箱等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、集線器等操作系統(tǒng)：DOS、Windows、Linux、UNIX等語言處理程序：BASIC、FORTRAN、C、VisualFoxPro等實用程序：診斷程序、排錯程序等系統(tǒng)軟件

應(yīng)用軟件：主機外設(shè)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)圖1-4計算機系統(tǒng)的組成辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、實時控制系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成算術(shù)邏輯運算器控制器只讀存儲器高速緩沖存1.3.1計算機系統(tǒng)的組成2．計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系硬件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)，沒有硬件，軟件就無從談起。兩者層次關(guān)系如圖1-5。計算機硬件操作系統(tǒng)實用程序應(yīng)用程序用戶圖1-5計算機系統(tǒng)的層次關(guān)系1.3.1計算機系統(tǒng)的組成2．計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系（1）計算機硬件位于最底層，沒有軟件的計算機習(xí)慣稱為“裸機”，裸機是無法工作的。（2）操作系統(tǒng)距離硬件最近的軟件，它向下控制硬件，向上支持其他軟件。其他軟件必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運行。計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系（1）計算機硬件計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系（3）實用程序包括各種實用軟件，如語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及各種實用工具程序。（4）應(yīng)用軟件及應(yīng)用軟件的用戶通常可以把計算機系統(tǒng)看作是一組應(yīng)用程序，而不去關(guān)心計算機的硬件細(xì)節(jié)。計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系（3）實用程序計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系軟件系統(tǒng)是在硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了更有效地使用計算機而配置的。軟件與硬件的關(guān)系并不是絕對的，計算機中的任何一個操作，既可以由軟件來實現(xiàn)，也可以由硬件來實現(xiàn)，任何一條指令的執(zhí)行也是如此。計算機系統(tǒng)的軟件與硬件可以互相轉(zhuǎn)化，互為補充。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，軟件和硬件之間的界限將變得越來越模糊。計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系軟件系統(tǒng)是在硬件系統(tǒng)的1.3計算機系統(tǒng)的組成與工作原理1.3.2計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成1．計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成計算機的硬件系統(tǒng)基本上沿襲馮·諾依曼提出的傳統(tǒng)框架，由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件構(gòu)成，如圖1-6所示。計算機的基本功能是接受計算機程序的控制來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入、計算、輸出等一系列操作。1.3計算機系統(tǒng)的組成與工作原理1.3.2計算機硬件系計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成存儲器運算器輸入設(shè)備控制器輸入設(shè)備數(shù)據(jù)流控制流CPU圖1-6計算機硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作過程計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成存儲器運算器輸入設(shè)備控制器輸入設(shè)備數(shù)計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成（1）控制器能夠控制中央處理器乃至整個計算機硬件系統(tǒng)的工作，是計算機的指揮中心。構(gòu)成部分：主要包括指令寄存器、指令譯碼器、時序信號發(fā)生器、程序控制器等。功能：可以識別、分析并執(zhí)行各種指令。計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成（1）控制器計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成（2）運算器主要用來對信息和數(shù)據(jù)進行各種處理，如各種算術(shù)和邏輯運算等，是計算機的核心部件。構(gòu)成部件：由加法器和補碼器構(gòu)成?？刂破鬟\算器中央處理器（CPU）指令的解釋和執(zhí)行部件，是計算機的心臟。計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成（2）運算器控制器運算器中央處理器（計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成（3）存儲器主要的功能是用來“記憶”，也就是用于存儲各種信息和數(shù)據(jù)，它可以分為內(nèi)存儲器和外存儲器。①內(nèi)存儲器：又稱主存儲器、內(nèi)存，它與CPU一起構(gòu)成主機。包括三種內(nèi)存儲器。只讀存儲器ROM：用戶只能讀取信息，不能更改隨機存儲器RAM：可不斷進行各種讀寫操作高速緩沖存儲器Cache計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成（3）存儲器存儲器②外存儲器：也稱輔助存儲器、外存，是內(nèi)存的延伸和拓展。它存儲容量大，通常容量為幾十GB，可用來存儲CPU暫時不會用到的信息和數(shù)據(jù)。外存只與內(nèi)存交換信息，而CPU則只和內(nèi)存交換信息。外存主要有磁盤存儲器、光盤存儲器、軟盤存儲器等。存儲器②外存儲器：也稱輔助存儲器、外存，是內(nèi)存的計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成（4）輸入設(shè)備輸入設(shè)備可以將各種外部信息和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計算機可以識別的電信號，從而使計算機能夠接收。常見的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)等。（5）輸出設(shè)備輸出設(shè)備可以將計算機內(nèi)部處理后得出的電信號形式的信息傳遞出來，讓人們能夠接收，如顯示器、打印機等。計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成（4）輸入設(shè)備1.3計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成2．計算機主要性能指標(biāo)字長：是CPU一次能直接處理的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)。字長越長，運算精度越高，處理速度越快，價格也會越高。運算速度：以每秒能執(zhí)行多少指令為標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在一般采用兩種計算方法：一種以每秒能執(zhí)行指令的條數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)；另一種則是具體指明執(zhí)行整數(shù)四則運算指令和浮點四則運算指令所需要的時間。1.3計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成2．計算機主要性能指標(biāo)字長：是計算機主要性能指標(biāo)內(nèi)存容量：指計算機系統(tǒng)所配置的內(nèi)存共可存放多少字節(jié)，它反映了計算機的記憶能力和處理信息的能力。一般計算機內(nèi)存容量是指RAM，不包括ROM。CPU主頻：也叫工作頻率，是CPU內(nèi)核電路的實際運行頻率。主頻的高低在很大程度上決定了CPU的運算速度。主頻越高，則一個時鐘周期里完成的指令數(shù)越多，CPU的運算速度也就越快。計算機主要性能指標(biāo)內(nèi)存容量：指計算機系統(tǒng)所配置的內(nèi)存共可存計算機主要性能指標(biāo)CPU外頻：即CPU總線頻率，是由主板為CPU提供的基準(zhǔn)時鐘頻率，即系統(tǒng)總線、CPU與周邊設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的頻率。指令系統(tǒng)功能：它的強弱在很大程度上決定了CPU處理數(shù)據(jù)的能力。外部設(shè)備的配置：是衡量一臺計算機綜合性能的重要技術(shù)指標(biāo)。軟件的配置：很多任務(wù)是通過軟件應(yīng)用來完成的計算機主要性能指標(biāo)CPU外頻：即CPU總線頻率，是由主板為小結(jié)自1946年第一臺計算機ENIAC誕生以來，隨著計算機所采用的電子元器件的演變，電子計算機的發(fā)展已經(jīng)歷了4個階段：電子管計算機，晶體管計算機，集成電路計算機，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機。美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）于1989年11月把計算機分為巨型機、小巨型機、大型主機、小型機、工作站和個人計算機等6類。由于計算機具有運算速度快、精度高、具有邏輯判斷能力、超強的記憶能力、自動控制小結(jié)自1946年第一臺計算機ENIAC誕生以來，隨著計小結(jié)能力和網(wǎng)絡(luò)功能，所以它在科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、過程控制、企業(yè)管理、電子商務(wù)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、人工智能、文化教育、計算機模擬、計算機輔助系統(tǒng)、信息高速公路和娛樂等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。完整的計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。硬件是軟件建立和依托的基礎(chǔ)，軟件是計算機系統(tǒng)的靈魂，兩者相結(jié)合才能充分發(fā)揮計算機系統(tǒng)的功能。硬件系統(tǒng)由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件構(gòu)成。小結(jié)能力和網(wǎng)絡(luò)功能，所以它在科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、過程控制作業(yè)1．計算機的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個階段？各階段的主要特征是什么？2．舉出6個計算機的應(yīng)用領(lǐng)域。3．簡述馮·諾依曼型計算機的組成與工作原理。作業(yè)1．計算機的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個階段？各階段的主要特征是1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.4現(xiàn)代計算機的分類1.1.3電子計算機的發(fā)展階段1.1.2電子計算機的問世1.1.1計算機的起源第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)1.1.5未來計算機技術(shù)發(fā)展展望1.2計算機在信息社會中的應(yīng)用1.3.1計算機系統(tǒng)的組成1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會1.2.1計算機的特性與應(yīng)用1.3.2計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成1.3計算機系統(tǒng)的組成與工作原理1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.4了解計算機的起源與發(fā)展歷程，計算機在信息社會中的應(yīng)用，掌握計算機的組成和計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。教學(xué)目標(biāo)及基本要求教學(xué)重點計算機的組成和計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)了解計算機的起源與發(fā)展歷程，計算機在信息社會中的應(yīng)用，掌握計教學(xué)難點計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。計算機的起源電子計算機的問世電子計算機的發(fā)展階段現(xiàn)代計算機的分類未來計算機技術(shù)發(fā)展展望教學(xué)內(nèi)容第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)教學(xué)難點計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。計算機的起源教學(xué)內(nèi)容第1講計算機的特性與應(yīng)用計算機應(yīng)用與信息社會計算機系統(tǒng)的組成計算機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成教學(xué)內(nèi)容第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)計算機的特性與應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一1學(xué)時

教學(xué)時間第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)1學(xué)時教學(xué)時間第1講計算機應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一)1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.1計算機的起源1．最早的計算工具：人的雙手（圖1-1所示）圖1-1人的雙手1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.1計算機的起源1．2．勞動實踐中發(fā)明的計算工具原始社會：結(jié)繩、壘石春秋戰(zhàn)國：算籌唐代末：算盤（圖1-2所示）1.1.1計算機的起源圖1-2算盤2．勞動實踐中發(fā)明的計算工具原始社會：結(jié)繩、壘石1.1.13．十七世紀(jì)以來出現(xiàn)的計算工具1622年英國數(shù)學(xué)家奧特瑞德

：計算尺1642年法國物理學(xué)家帕斯卡

：齒輪式加減法器

1673年德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲：能進行四則運算的機械式計算機1.1.1計算機的起源3．十七世紀(jì)以來出現(xiàn)的計算工具1622年英國數(shù)學(xué)家奧特瑞德3．近代的計算機發(fā)展1822年英國數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇：差分機1834年英國數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇：分析機1944年美國科學(xué)家霍德華·艾肯：提出用機電方法來實現(xiàn)巴貝奇分析機，制造出MarkI計算機1.1.1計算機的起源已使計算機具有輸入、處理、存儲、輸出及控制5個基本裝置的構(gòu)想，建構(gòu)了今天電子計算機硬件系統(tǒng)組成的基本框架

。3．近代的計算機發(fā)展1822年英國數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇：1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.2電子計算機的問世1．計算機發(fā)展中最杰出的代表人物英國的艾蘭·圖靈主要貢獻(xiàn)：一是建立了圖靈機（TM）的理論模型，對數(shù)字計算機的一般結(jié)構(gòu)、可實現(xiàn)性和局限性產(chǎn)生了意義深遠(yuǎn)的影響；二是提出了定義機器智能的圖靈測試（TuringTest），奠定了“人工智能”的理論基礎(chǔ)。

1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.2電子計算機的問世計算機發(fā)展中最杰出的代表人物美籍匈牙利人馮·諾依曼在純粹數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、量子物理學(xué)、邏輯學(xué)、氣象學(xué)、軍事學(xué)、計算機理論及應(yīng)用、對策論和經(jīng)濟學(xué)諸領(lǐng)域都有重要建樹和貢獻(xiàn)。首先提出了在計算機內(nèi)存儲程序的概念，使用單一處理部件來完成計算、存儲及通信工作，使具有“存儲程序”的計算機成為現(xiàn)代計算機的重要標(biāo)志。計算機發(fā)展中最杰出的代表人物美籍匈牙利人馮·諾依曼1.1.2電子計算機的問世第一臺電子計算機：埃尼亞克（ENIAC），如圖1-3所示。1946年2月14日誕生于美國。需要功率150kW，17000多只電子管、10000多只電容器、7000多只電阻、1500多個繼電器，占地160m2，重30t，是名符其實的龐然大物。

優(yōu)點：每秒能夠完成加法運算5000次。利用它計算炮彈從發(fā)射到進入軌道的40個點僅用了3s，而用手工操作臺式計算機則需7～10小時，速度提高了8400倍以上。缺點：不能存儲程序、使用十進制數(shù)、且在機外用線路連接的方法來編排程序等嚴(yán)重缺陷。ENIAC宣告了電子計算機時代的到來。2．計算機發(fā)展的“第一”1.1.2電子計算機的問世第一臺電子計算機：埃尼亞克（第一臺電子計算機：埃尼亞克(ENIAC)圖1-3埃尼亞克(ENIAC)第一臺電子計算機：埃尼亞克(ENIAC)圖1-3埃尼亞克計算機發(fā)展的“第一”第一臺“存儲程序”式計算機：EDVAC（離散變量自動電子計算機），1952年研制成功并投入使用，其運算速度是ENIAC的240倍。第一臺“存儲程序”控制的實驗室計算機：EDSAC，1949年5月在英國劍橋大學(xué)完成。第一臺“存儲程序”控制的商品化計算機：UNIVAC-I，1951年問世。計算機發(fā)展的“第一”第一臺“存儲程序”式計算機：EDVAC1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.3電子計算機的發(fā)展階段1．電子管計算機（1946～1957年

）組成：基本邏輯元件是電子管，內(nèi)存儲器采用水銀延遲線或磁鼓，外存儲器采用磁帶等。特點：速度慢，可靠性差，體積龐大，功耗高，價格昂貴。編程語言：機器語言，匯編語言。代表產(chǎn)品：ENIAC、EDSAC、UNIVAC-Ⅰ等。應(yīng)用領(lǐng)域：軍事研究中的科學(xué)計算。1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.3電子計算機的發(fā)展1.1.3電子計算機的發(fā)展階段2．晶體管計算機（1958～1964年

）組成：基本邏輯元件為晶體管，內(nèi)存大量使用磁性材料制成的磁芯，外存采用磁盤和磁帶。特點：體積小，重量輕，速度快，邏輯運算功能強，可靠性大大提高。

編程語言：匯編語言，F(xiàn)ORTRAN、COBOL等。代表產(chǎn)品：IBM700系列。應(yīng)用領(lǐng)域：擴展到數(shù)據(jù)處理和工業(yè)控制方面。1.1.3電子計算機的發(fā)展階段2．晶體管計算機（1958～1.1.3電子計算機的發(fā)展階段3．集成電路計算機（1965～1970年

）組成：基本邏輯元件為中小規(guī)模集成電路，內(nèi)存大量使用半導(dǎo)體存儲器，而外存大量使用高速磁盤。特點：體積、功耗減小，可靠性、運行速度提高，內(nèi)存容量大，價格低。

編程語言：操作系統(tǒng)，BASIC，Pascal等。代表產(chǎn)品：IBM360和PDP-11等。應(yīng)用領(lǐng)域：已擴大到各個領(lǐng)域。1.1.3電子計算機的發(fā)展階段3．集成電路計算機（19651.1.3電子計算機的發(fā)展階段4．大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機(1971年至今)組成：基本邏輯元件為大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。內(nèi)存采用半導(dǎo)體存儲器，外存則采用大容量磁盤和光盤。特點：計算機速度達(dá)到每秒幾百萬次至上億次。

編程語言：VC++等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言。代表產(chǎn)品：巨型機，工作站，微型計算機，個人計算機（PC）等。1.1.3電子計算機的發(fā)展階段4．大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.4現(xiàn)代計算機的分類1．巨型機：也稱為超級計算機特點：占地最大，價格最貴，功能最強，浮點運算速度最快（1998年已達(dá)3.9萬億次/秒）。應(yīng)用領(lǐng)域：多用于戰(zhàn)略武器（如核武器和反導(dǎo)彈武器）的設(shè)計，空間技術(shù)，石油勘探，中、長期天氣預(yù)報以及社會模擬等領(lǐng)域。是衡量一個國家經(jīng)濟實力與科技水平的重要標(biāo)志。1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.4現(xiàn)代計算機的分類1.1.4現(xiàn)代計算機的分類2．小巨型機：也稱為小型超級電腦或桌上超級計算機出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代中期。該機的功能略低于巨型機，速度達(dá)1GFLOPS，即每秒10億次，而價格只有巨型機的十分之一，可滿足一些特殊用戶的需求。1.1.4現(xiàn)代計算機的分類2．小巨型機：也稱為小型超級電腦3．大型主機：也稱為大型電腦特點：大型、通用，具有很強的處理和管理能力。應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于大銀行、大公司、規(guī)模較大的高校和科研院所。1.1.4現(xiàn)代計算機的分類3．大型主機：也稱為大型電腦特點：大型、通用，具有很強的4．小型機特點：結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本較低，不需要長期培訓(xùn)即可維護和使用。應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于廣大中、小用戶。1.1.4現(xiàn)代計算機的分類4．小型機特點：結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本較低，不需要長期培5．工作站特點：是介于PC與小型機之間的一種高檔微機，其運算速度比微機快，且有較強的聯(lián)網(wǎng)功能。應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于特殊的專業(yè)領(lǐng)域，例如圖像處理、計算機輔助設(shè)計等。1.1.4現(xiàn)代計算機的分類5．工作站特點：是介于PC與小型機之間的一種高檔微機，其運6．個人計算機：也就是PC機特點：設(shè)計先進（總是率先采用高性能處理器CPU）、軟件豐富、功能齊全、價格便宜。應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用非常廣泛，幾乎無處不在，無所不用，除了臺式的，還有膝上型、筆記本型、掌上型、手表型等。1.1.4現(xiàn)代計算機的分類6．個人計算機：也就是PC機特點：設(shè)計先進（總是率先采用高1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.5未來計算機發(fā)展展望計算機發(fā)展的整體趨勢：體積變小性能提高速度提高1.1計算機的起源與發(fā)展歷程1.1.5未來計算機發(fā)展展1.1.5未來計算機發(fā)展展望1．超越馮·諾依曼結(jié)構(gòu)（兩個方向）創(chuàng)建新的程序設(shè)計語言，即所謂的“非馮·諾依曼語言”：LISP、PROLOG和F.P.LISP語言等。從計算機元件方面，提出了與人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相類似的新型超大規(guī)模集成電路的設(shè)想，即“分子芯片”。1.1.5未來計算機發(fā)展展望1．超越馮·諾依曼結(jié)構(gòu)（兩個1.1.5未來計算機發(fā)展展望2．高速計算機新近研制的“空氣膠滯體”導(dǎo)線在傳輸信號的過程中幾乎不吸收任何信號，并可以降低電耗，從而成倍地提高計算機的運行速度。運算速度最快的Linux超級計算機：美國IBM公司制造的兩臺IBMLinux集群計算機，每秒可執(zhí)行2萬億次浮點運算。1.1.5未來計算機發(fā)展展望2．高速計算機新近研制的1.1.5未來計算機發(fā)展展望3．生物計算機（20世紀(jì)80年代中期開始）特點：采用了生物芯片，由蛋白質(zhì)分子構(gòu)成。信息以波的形式傳播，運算速度非?？?，能耗低，存儲能力大，具有生物體的一些特點，如能自動修復(fù)芯片故障，還能模仿人腦的思考機制。應(yīng)用：美國首次公布的生物計算機被用來模擬電子計算機的邏輯運算，解決虛構(gòu)的7城市間最佳路徑問題。1.1.5未來計算機發(fā)展展望3．生物計算機（20世紀(jì)801.1.5未來計算機發(fā)展展望4．光學(xué)計算機定義：就是利用光作為信息的傳輸媒體。光子的優(yōu)點：速度等于光速，具有頻率及偏振特征，傳輸信息能力強，抗干擾能力強。光學(xué)計算機特點：并行能力強，具有超高速的運算潛力，且在室溫下就可以正常工作。1.1.5未來計算機發(fā)展展望4．光學(xué)計算機定義：就是利光學(xué)計算機研究成果：由法國、德國等60多名科學(xué)家聯(lián)合研制開發(fā)成功的世界上第一臺光學(xué)計算機，其運算速度比目前世界上最快的超級計算機快1000多倍，并且準(zhǔn)確性極高。研究現(xiàn)狀：目前光學(xué)計算機的許多關(guān)鍵技術(shù)，如光存儲技術(shù)與光存儲器、光電子集成電路等都已取得重大突破。光學(xué)計算機研究成果：由法國、德國等60多名科學(xué)家聯(lián)合研制開1.1.5未來計算機發(fā)展展望5．量子計算機定義：是指利用處于多現(xiàn)實態(tài)下的原子進行運算的計算機。這種多現(xiàn)實態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。優(yōu)點：解題速度快。存儲量大。搜索功能強。研究成果：美國科學(xué)家已成功實現(xiàn)了4量子位邏輯門，取得了4個鋰離子的量子纏結(jié)狀態(tài)。1.1.5未來計算機發(fā)展展望5．量子計算機定義：是指利1.2計算機在信息社會中的應(yīng)用1.2.1計算機的特性與應(yīng)用1．計算機的基本特性運算速度快：第一臺電子計算機的運算速度是每秒5000次，小型機：幾百萬次/秒，巨型機：幾十億甚至幾百億次/秒。運算精度高：計算機內(nèi)部采用二進制進行運算，計算的精確度取決于字長和算法。從理論上講，計算機的運算精度是不受限制的。1.2計算機在信息社會中的應(yīng)用1.2.1計算機的特性與計算機的基本特性具有邏輯判斷能力：由于二進制的采用，使得計算機可以進行邏輯運算并作出判斷和選擇，使其在某種程度上更接近于“人腦”。具有超強的記憶能力：計算機的存儲器中可以存儲海量的數(shù)據(jù)，是單純的人腦所不能及的。具有自動控制能力：計算機具有邏輯判斷能力和記憶能力，使得計算機可以在無需人為干預(yù)的情況下自動按照程序設(shè)定完成既定任務(wù)。計算機的基本特性具有邏輯判斷能力：由于二進制的采用，使得計算機的基本特性具有網(wǎng)絡(luò)功能：大型企事業(yè)單位，可以通過計算機進行信息處理，并通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息傳輸和共享，實現(xiàn)其管理工作。目前最大、應(yīng)用范圍最廣的“國際互聯(lián)網(wǎng)”（Internet），連接了全世界190多個國家和地區(qū)的幾千萬臺計算機。網(wǎng)上的所有計算機用戶可共享網(wǎng)上資料、交流信息、互相學(xué)習(xí)。計算機的基本特性具有網(wǎng)絡(luò)功能：大型企事業(yè)單位，可以通過計算1.2.1計算機的特性與應(yīng)用2．計算機的應(yīng)用（1）科學(xué)計算也稱為數(shù)值計算，主要是將計算機用于科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問題的計算。是計算機的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，例如，氣象預(yù)報、地震探測、導(dǎo)彈衛(wèi)星軌跡的計算等。1.2.1計算機的特性與應(yīng)用2．計算機的應(yīng)用（1）科學(xué)計計算機的應(yīng)用（2）數(shù)據(jù)處理也稱信息處理，是對大量非數(shù)值數(shù)據(jù)（文字、符號、聲音、圖像等）進行加工處理，例如，編輯、排版、分析、檢索、統(tǒng)計、傳輸?shù)取V泛應(yīng)用于辦公自動化、情報檢索、事務(wù)管理等。近年來，利用計算機來綜合處理文字、圖形、圖像、聲音等的多媒體數(shù)據(jù)處理技術(shù)，已成為計算機最重要的發(fā)展方向。目前數(shù)據(jù)處理已成為計算機應(yīng)用的主流。計算機的應(yīng)用（2）數(shù)據(jù)處理計算機的應(yīng)用（3）過程控制又稱實時控制，指用計算機及時采集動態(tài)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并按最佳值迅速地對控制對象進行自動控制或調(diào)節(jié)。不僅可以大大提高控制的自動化水平，而且可以提高控制的及時性、準(zhǔn)確性和可靠性。主要應(yīng)用于冶金、石油、化工、紡織、水電、機械、航天等工業(yè)領(lǐng)域，在軍事、交通等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。計算機的應(yīng)用（3）過程控制計算機的應(yīng)用（4）企業(yè)管理計算機管理信息系統(tǒng)的建立，使各企業(yè)的生產(chǎn)管理水平登上了新的臺階。大型企業(yè)生產(chǎn)資源規(guī)劃管理軟件（如MRPII）的開發(fā)和使用，為企業(yè)實現(xiàn)全面資源管理、生產(chǎn)自動化和集成化、提高生產(chǎn)效率和效益奠定了牢固的基礎(chǔ)。計算機的應(yīng)用（4）企業(yè)管理計算機的應(yīng)用（5）電子商務(wù)是指通過計算機和網(wǎng)絡(luò)進行的商務(wù)活動。計算機網(wǎng)絡(luò)的建成，使得金融業(yè)務(wù)率先實現(xiàn)自動化，電子貨幣改傳統(tǒng)的貨幣交易方式為“電子貿(mào)易”，不僅方便快捷，且減少了現(xiàn)金的流通量，避免了貨幣交易的風(fēng)險和麻煩。以銀行為例，自動化的實現(xiàn)可使銀行每日處理上百萬筆業(yè)務(wù)，交易價值達(dá)上百萬美元。計算機的應(yīng)用（5）電子商務(wù)計算機的應(yīng)用（6）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用（DatabaseApplications）是計算機應(yīng)用的基本內(nèi)容之一。任何發(fā)達(dá)國家，從國民經(jīng)濟信息系統(tǒng)和跨國科技情報網(wǎng)到個人的親友通信、銀行儲蓄，均與數(shù)據(jù)庫打交道。辦公自動化與生產(chǎn)自動化也離不開數(shù)據(jù)庫的支持。計算機的應(yīng)用（6）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用（DatabaseAppl計算機的應(yīng)用（7）人工智能（ArtificialIntelligence）也稱智能模擬，是將人腦進行演繹推理的思維過程、規(guī)則和采取的策略、技巧等編制成程序，在計算機中存儲一些公理和規(guī)則，然后讓計算機去自動進行求解。主要應(yīng)用在機器人、專家系統(tǒng)、模擬識別、智能檢索等方面，此外還在自然語言處理、機器翻譯、定理證明等方面得到應(yīng)用。計算機的應(yīng)用（7）人工智能（ArtificialInt計算機的應(yīng)用（8）文化教育利用高速信息公路網(wǎng)可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離雙向交互式教學(xué)和多媒體結(jié)合的網(wǎng)上教學(xué)方式。它改變了傳統(tǒng)的以教師課堂傳授為主、學(xué)生被動學(xué)習(xí)的方式，使學(xué)習(xí)的內(nèi)容和形式更加豐富靈活，同時也加強了信息處理、計算機通信技術(shù)和多媒體等方面內(nèi)容的教育，提高了全民族的文化素質(zhì)與信息化意識。計算機的應(yīng)用（8）文化教育計算機的應(yīng)用（9）計算機模擬（ComputerSimulation）是用計算機程序代替實物模型來做模擬實驗。既廣泛應(yīng)用于工業(yè)部門，也適用于社會科學(xué)領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的“虛擬現(xiàn)實（VR）”新技術(shù)將成為21世紀(jì)初期最有前景的新技術(shù)之一。計算機的應(yīng)用（9）計算機模擬（ComputerSimu計算機的應(yīng)用（10）計算機輔助系統(tǒng)包括計算機輔助設(shè)計、計算機輔助制造和計算機輔助教育等。計算機輔助設(shè)計（CAD）：是指用計算機幫助各類設(shè)計人員進行工程或產(chǎn)品設(shè)計。例如，飛機、船舶、建筑、機械和大規(guī)模集成電路設(shè)計等。計算機的應(yīng)用（10）計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助制造（CAM）：是指用計算機進行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作的技術(shù)。計算機輔助教育（CBE）：包括計算機輔助教學(xué)（CAI）、計算機輔助測試（CAT）和計算機管理教學(xué)（CMI）。主要應(yīng)用有網(wǎng)上教學(xué)和遠(yuǎn)程教學(xué)。計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助制造（CAM）：是指用計算機進計算機的應(yīng)用（11）信息高速公路實際上是一個交互式多媒體網(wǎng)絡(luò)，它將通常所使用的通信工具等信息通過通信設(shè)施傳遞到網(wǎng)絡(luò)所連接的用戶終端，從而使人們獲得信息的方式發(fā)生根本變化。1993年美國提出建立“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施”計劃。Internet，是以計算機為核心的跨地區(qū)、多用戶、大容量、高速度的交互式綜合網(wǎng)絡(luò)體系。計算機的應(yīng)用（11）信息高速公路計算機的應(yīng)用（12）娛樂隨著PC的發(fā)展，計算機娛樂也更加豐富。播放影碟，聽音樂。在網(wǎng)上，可以聊天、游戲和在線影視。在影視界，可用計算機產(chǎn)生電影特效，使得電影效果更好。如《侏羅紀(jì)公園》和《玩具總動員》中的角色和動畫也都是由計算機制作的。計算機的應(yīng)用（12）娛樂1.2計算機在信息社會中的應(yīng)用1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會1．計算機的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來

計算機技術(shù)作為信息社會的關(guān)鍵技術(shù)，給社會帶來了深遠(yuǎn)的影響，在發(fā)展過程中廣泛滲透到人類社會的各個領(lǐng)域。計算機作為一種知識、技術(shù)、能力、修養(yǎng)，已成為人類必須具備的一種文化。如果沒有基本的計算機知識和應(yīng)用能力，就會成為信息社會的文盲。1.2計算機在信息社會中的應(yīng)用1.2.2計算機應(yīng)用與信計算機的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來在信息社會的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計算機已不僅僅是一種工具，而是完全融入人類的生活，成為計算機文化。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給學(xué)習(xí)者帶來了跨校、跨行業(yè)、跨國界的知識資源，使傳統(tǒng)的教育模式受到?jīng)_擊。人們可以利用計算機獲取大量的知識，從而促進文化的傳播。計算機的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來在信息社會的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計算機的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來媒體對人們的影響力非常大，而現(xiàn)代媒體技術(shù)離開了計算機就不再成為媒體。正是由于計算機技術(shù)的發(fā)展，以及計算機的愈來愈智能化、人性化，才使得今天的媒體更加多樣化和個性化。計算機理論及其技術(shù)對自然科學(xué)、社會科學(xué)的廣泛滲透表現(xiàn)出其豐富的文化內(nèi)涵，例如，生物信息技術(shù)和信息安全學(xué)科的產(chǎn)生等。計算機的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來媒體對人們的影響力非常大1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會2．信息社會的主要特點

信息化社會里，尤其是計算機網(wǎng)絡(luò)的普及和“信息高速公路”的建設(shè)，徹底改變了人們的生活、學(xué)習(xí)和工作方式。信息社會主要有以下特點。人類腦力勞動的相當(dāng)部分將由計算機信息處理系統(tǒng)來代替。社會信息交換將很大程度上圍繞信息網(wǎng)絡(luò)及其信息服務(wù)中心展開。1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會2．信息社會的主要特點信息社會的主要特點信息高速公路的建立，使大量的信息快速傳輸成為現(xiàn)實，使人類的活動縮短了時空的距離，并在社會的各個方面對人類的日常生活產(chǎn)生極大的影響。信息產(chǎn)業(yè)將成為信息化社會主要支柱產(chǎn)業(yè)之一信息社會開始形成虛擬社會，如虛擬商店、虛擬市場、虛擬銀行、虛擬公司、虛擬的研究中心、虛擬的社會組織等。信息社會的主要特點信息高速公路的建立，使大量的信息快速傳輸信息社會的主要特點知識由工業(yè)社會中的非獨立性生產(chǎn)要素變成獨立性生產(chǎn)要素。專業(yè)技術(shù)階層成為社會的主導(dǎo)階層和中堅力量。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨于軟化，即在社會生產(chǎn)和再生產(chǎn)過程中，體力勞動和資源的投入相對減少，腦力勞動和科學(xué)技術(shù)投入相對增加。信息社會是智力密集的社會。信息社會的主要特點知識由工業(yè)社會中的非獨立性生產(chǎn)要素變成獨1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會3．計算機技術(shù)在信息社會中的地位

計算機技術(shù)被認(rèn)為是信息技術(shù)的核心?，F(xiàn)代社會幾乎所有的信息工作都與計算機應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)息息相關(guān)。計算機可以進行科學(xué)計算，處理文字、圖像和聲音等各種信息。計算機的應(yīng)用已深入到社會的各個領(lǐng)域，成為人們工作、學(xué)習(xí)和生活中不可缺少的工具。1.2.2計算機應(yīng)用與信息社會3．計算機技術(shù)在信息社會中的1.3計算機系統(tǒng)的組成與工作原理1.3.1計算機系統(tǒng)的組成1．計算機系統(tǒng)的基本組成一套完整的計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成，兩者不可分割。如圖1-4所示。硬件：是指計算機的各種看得見、摸得著的實實在在的裝置，是計算機系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。軟件：是指所有應(yīng)用計算機的技術(shù)，是看不見、摸不著的程序和數(shù)據(jù)，但用戶能感到它的存在。1.3計算機系統(tǒng)的組成與工作原理1.3.1計算機系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)的基本組成算術(shù)邏輯運算器控制器只讀存儲器高速緩沖存儲器隨機存取存儲器計算機系統(tǒng)中央處理器內(nèi)存儲器外存儲器：硬盤、軟盤、U盤（優(yōu)盤）、光盤等輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、光筆、掃描儀、麥克風(fēng)等輸出設(shè)備：顯示器、繪圖儀、打印機、音箱等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、集線器等操作系統(tǒng)：DOS、Windows、Linux、UNIX等語言處理程序：BASIC、FORTRAN、C、VisualFoxPro等實用程序：診斷程序、排錯程序等系統(tǒng)軟件

應(yīng)用軟件：主機外設(shè)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)圖1-4計算機系統(tǒng)的組成辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、實時控制系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成算術(shù)邏輯運算器控制器只讀存儲器高速緩沖存1.3.1計算機系統(tǒng)的組成2．計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系硬件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)，沒有硬件，軟件就無從談起。兩者層次關(guān)系如圖1-5。計算機硬件操作系統(tǒng)實用程序應(yīng)用程序用戶圖1-5計算機系統(tǒng)的層次關(guān)系1.3.1計算機系統(tǒng)的組成2．計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系（1）計算機硬件位于最底層，沒有軟件的計算機習(xí)慣稱為“裸機”，裸機是無法工作的。（2）操作系統(tǒng)距離硬件最近的軟件，它向下控制硬件，向上支持其他軟件。其他軟件必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運行。計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系（1）計算機硬件計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系（3）實用程序包括各種實用軟件，如語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及各種實用工具程序。（