計算機與信息技術(shù)課件

第1章

計算機與信息技術(shù)第1章1第1章

計算機與信息技術(shù)第1章1主要內(nèi)容：了解：計算機發(fā)展歷程及中國計算機發(fā)展概況。主要內(nèi)容包括計算機系統(tǒng)的概念、硬件和軟件的發(fā)展簡史、計算機分類等。信息的基本概念、內(nèi)容、特征、作用。計算機在信息社會中的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括應(yīng)用領(lǐng)域、案例、影響等。未來計算機的發(fā)展。主要內(nèi)容包括計算技術(shù)的發(fā)展方向、未來計算機和信息技術(shù)的展望。2主要內(nèi)容：了解：2主要知識點信息表示計算機發(fā)展未來計算機計算機應(yīng)用領(lǐng)域3主要知識點信息表示3一、計算機技術(shù)的發(fā)展和展望計算機的發(fā)展歷程未來計算機可能的發(fā)展方向4一、計算機技術(shù)的發(fā)展和展望計算機的發(fā)展歷程4什么是計算機？計算機:是一臺能存儲程序和數(shù)據(jù)，并能自動執(zhí)行程序的機器；是一種能對各種數(shù)字化信息進行處理，協(xié)助人們獲取信息、處理信息、存儲信息和傳遞信息的工具。5什么是計算機？計算機:是一臺能存儲程序和數(shù)據(jù)，并能自動執(zhí)行程1、計算機的發(fā)展歷程計算機技術(shù)的發(fā)展算籌——算盤、計算尺——機械式計算機——電子計算機電子計算機的發(fā)展電子管——晶體管——集成電路——大規(guī)模集成電路61、計算機的發(fā)展歷程計算機技術(shù)的發(fā)展6手工到機械自動史前時期，我們的祖先就采用石塊和貝殼記數(shù)；唐代時期，開始使用算盤；17世紀(jì)，出現(xiàn)了計算尺；1642年，法國數(shù)學(xué)家Pascal創(chuàng)造了第一臺能完成加、減運算的機械計算器，計算稅收；1822年，英國數(shù)學(xué)家巴貝奇提出了自動計算機的基本概念，并設(shè)計出差分機和分析機；機械計算到電動計算1884年，美國工程師霍雷斯創(chuàng)造了第一臺電動計算機,用于人口普查；1944年，美國哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)教授霍華德·阿肯提出設(shè)計思想，由IBM承建，設(shè)計出“馬克1號”計算機。機電全自動到電子數(shù)字1946年，第一臺數(shù)字式計算機ENIAC誕生在美國，從此人類社會進入以計算機為主導(dǎo)的信息時代。7手工到機械自動7

1642年P(guān)ascal加法器1822年巴貝奇差分機1833年巴貝奇分析機1944年阿肯MARKI1946年ENIAC唐朝81642年P(guān)ascal加法器1822年巴貝奇1833電子計算機現(xiàn)代計算機馮·諾依曼

ENIAC晶體管計算機世界上第一臺通用數(shù)字電子計算機ENIACIBM7090型晶體管計算機TRADIC晶體管計算機Cray-1巨型機

銀河-1向量機ＥＮＩＡＣ——１９４６賓州大學(xué)(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)（數(shù)字積分電子計算機）

重達30噸，使用18000支電子管，70000個電阻，10000支電容，耗電150KW，占地170平方米，運算速度5000次/秒加、減法運算。(不具備在計算機內(nèi)存儲程序的特征.)9電子計算機現(xiàn)代計算機馮·諾依曼ENIAC晶體管計算機世界上第一臺個人計算機IBM5150

10第一臺個人計算機IBM515010史上第一臺筆記本電腦Osborne1

11史上第一臺筆記本電腦Osborne111世界上第一個鼠標(biāo)12世界上第一個鼠標(biāo)12第一款計算機游戲SpaceWar

13第一款計算機游戲SpaceWar13現(xiàn)代微型計算機微機14現(xiàn)代微型計算機微機14現(xiàn)代的家用計算機iMac15現(xiàn)代的家用計算機iMac15現(xiàn)代的筆記本計算機iBook16現(xiàn)代的筆記本計算機iBook16微型計算機及微處理器從4004到Pentium4早期的微型計算機

APPLE1計算機

IBMPC計算機

Intel4004微處理器芯片

PentiumⅣ微處理器

例例17微型計算機及微處理器從4004到Pentium4A

返回

Intel4004微處理器芯片包含2300個晶體管，支持45條指令，工作頻率1MHz，尺寸規(guī)格為3mm×4mm。計算性能遠遠超過當(dāng)年的ENIAC，最初售價為200美元。

18返回Intel4004微處理器芯片包含2300個晶體管，

“奔騰（Pentium）”微處理器在2000年11月發(fā)布，起步頻率為1.5GHz，隨后陸續(xù)推出了1.4GHz-3.2GHz的P4處理器，這也是目前最新型的微處理器。返回

PentiumⅣ微處理器19“奔騰（Pentium）”微處理器在2000年11月發(fā)布計算機發(fā)展史計算機發(fā)展歷程第一代（1946~1957）電子管計算機5千~4萬（次/秒)第二代（1958~1964）晶體管計算機幾十萬~百萬（次/秒）第三代（1964~1969）中小集成電路百萬~幾百萬（次/秒）第四代（1970~90年代）大規(guī)模集成電路幾百萬~幾億（次/秒）20計算機發(fā)展史計算機發(fā)展歷程第一代第二代第三代第四代20中國計算機的發(fā)展大型機及巨型機銀河、曙光、神威微型機長城、聯(lián)想、方正中央處理器“龍芯”芯片（2001）、曙光推出具有中國知識產(chǎn)權(quán)“龍騰”服務(wù)器（2002）。軟件YHOS、CCDOS、WPS、LinuxOS、COSIX64、OpenBASE

曙光3000超級計算機王安磁芯存儲器21中國計算機的發(fā)展大型機及巨型機銀河、曙光、神威曙光30002、計算機的未來未來電子計算機的發(fā)展方向

巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化應(yīng)用其他技術(shù)的計算機

光計算機、生物計算機、分子計算機、量子計算機、DNA計算機222、計算機的未來未來電子計算機的發(fā)展方向22摩爾定律計算的能力每18個月翻一番性能價格比在過去20年里1,000,000倍增長在未來20年里1,000,000倍的增長摩爾定律在過去的35年里已被證實了他的準(zhǔn)確性在未來至少35年中它還將發(fā)揮作用23摩爾定律23微型化就是進一步提高集成度，利用高性能的超大規(guī)模集成電路研制質(zhì)量更加可靠、性能更加優(yōu)良、價格更加低廉、整機更加小巧的微型計算機。例如，腕式計算機。

400410微米芯片

奔騰40.18微米芯片晶體管數(shù)目2300420,000,000圖片24微型化就是進一步提高集成度，利用高性能的超大規(guī)模集成電智能化是指讓計算機具有模擬人的感覺、行為、思維過程的機理，使計算機具備邏輯推理、學(xué)習(xí)等能力。目前，已研制出各種“機器人”，有的能代替人從事各種復(fù)雜、危險的勞動，有的能與人下棋等。例如，IBM公司研制的“深藍”計算機，每秒能執(zhí)行50～100億次運算，每秒能計算出200～300萬步棋。1996年2月10日，超一流國際象棋大師卡斯帕羅夫以三勝兩和一負的成績戰(zhàn)勝了“深藍”。但在1997年5月12日，這位歷史上最偉大的人類旗手卻敗在“更深的藍”計算機手下。智能機器人25智能化是指讓計算機具有模擬人的感覺、行為、思維過程的機理，使二、計算機與信息處理信息及信息科學(xué)基于計算機的信息處理過程信息的表示和采集信息的存儲和組織信息的傳輸和檢索26二、計算機與信息處理信息及信息科學(xué)信息的表示和采集261、信息科學(xué)與技術(shù)信息：

區(qū)別于物質(zhì)與能量的第三類資源

信息科學(xué)：

以信息為主要研究對象的科學(xué)

信息技術(shù)：

有效應(yīng)用信息資源的技術(shù)體系信息產(chǎn)業(yè)271、信息科學(xué)與技術(shù)信息：27數(shù)據(jù)對現(xiàn)實世界中客觀事物的符號表示可以是數(shù)值數(shù)據(jù)，也可以是非數(shù)值數(shù)據(jù)，如聲音、圖像等計算機中數(shù)據(jù)能輸入計算機，并能為其處理的符號序列28數(shù)據(jù)28例，一幅黑白圖象數(shù)據(jù)——黑白點陣000011110000001100001100110000000010100110011001100110011001100000000001100000000001101100011001011011110110001111111100000000000000000000000000信息——臉譜29例，一幅黑白圖象0000111100000011000011信息與數(shù)據(jù)的聯(lián)系數(shù)據(jù)是信息的符號表示，或稱載體信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是數(shù)據(jù)的語義解釋數(shù)據(jù)是符號化的信息信息是語義化的數(shù)據(jù)30信息與數(shù)據(jù)的聯(lián)系302、基于計算機的信息處理過程信息的表示方法信息的采集信息的存儲信息的組織信息的傳輸和檢索312、基于計算機的信息處理過程信息的表示方法31計算機最主要的功能就是處理信息，而信息在計算機中如何表示、存放、傳遞？這是首先要解決的問題?；疽笫牵盒畔⒌谋硎?、存放和傳遞要方便、可靠、易處理。顯然，在計算機內(nèi)部，信息只有經(jīng)過數(shù)字化編碼后才能表示、存放和傳遞。所謂編碼，就是用少量的基本符號，根據(jù)簡單的組合規(guī)則，以表示大量復(fù)雜的信息。二進制是一種最簡單的編碼系統(tǒng)。32計算機最主要的功能就是處理信息，而信息在計算機中如何表示、存計算機中的信息采用二進制編碼來表示。二進制表示數(shù)字容易實現(xiàn)（只有0、1）。二進制運算規(guī)則簡單（逢二進一）。二進制編碼在物理上最容易實現(xiàn)；自然界中具有兩個固定狀態(tài)的物理量很多，例如：電流的有無、電壓的高低等。33計算機中的信息采用二進制編碼來表示。33信息的常用單位有“位”、“字節(jié)”、“字”三種：⒈位（Bit）表示一位二進制信息（最小單位）⒉字節(jié)（Byte）一個字節(jié)8位二進制數(shù)字組成（是信息的基本存儲單位）⒊字（Word）是位的組合，在計算機中作為一個獨立的信息單位處理。不同的機器類型，字長是不同的，常用的字長有8位、16位、32位等。如某個字由4個字節(jié)組成，則它的字長是32位，相應(yīng)的計算機稱為32位機。位（Bit）b7b6b5b4b3b2b1b0字節(jié)（Byte）字（Word）……………………34信息的常用單位有“位”、“字節(jié)”、“字”三種：位（Bit）b計算機是美國人發(fā)明的，因此計算機的字符集中自然包含了英文的26個字母。計算機要在全世界通用，必須采用公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)格式對字符、符號進行編碼。常用的字符編碼有ASCII碼、BCD碼、西文字符編碼和EBCDIC碼。35計算機是美國人發(fā)明的，因此計算機的字符集中自然包含了英文的2漢字要比英文字母多得多，如何解決漢字的編碼問題，這是用計算機處理漢字首先要解決的一個最大難題。漢字處理又包括兩方面：漢字輸入和漢字識別。英文的26個字母在鍵盤上都有，但上萬個漢字是無法放在一個鍵盤中。處理漢字就要解決漢字的輸入、編碼、在計算機中保存、漢字轉(zhuǎn)換識別等一系列問題。36漢字要比英文字母多得多，如何解決漢字的編碼問題，這是用計算機多媒體信息表示采集——量化——編碼37多媒體信息表示采集——量化——編碼37信息的采集傳統(tǒng)的信息采集方法多媒體信息的采集聲音采樣率／采樣精度圖形分辨率／像素位深度

38信息的采集傳統(tǒng)的信息采集方法38未經(jīng)壓縮的信息容量信息源大致比特率電話（200～3400HZ）8000樣本數(shù)/秒×12比特/樣本=96kbps寬帶語音(50～7000HZ)16000樣本數(shù)/秒×14比特/樣本=224kbps寬帶音頻(20～20000HZ)44100樣本數(shù)/秒×2信道×16比特/樣本=1.412Mbps圖像512×512像素色彩圖像×24比特/像素=6.3Mb／圖像視頻640×480像素色彩圖像×24比特/像素×30圖像/秒=221Mbps高清晰度電視1280×720像素色彩圖像×24比特/像素×60圖像/秒=1.3Gbps39未經(jīng)壓縮的信息容量信息源大致比特率電話8000樣本數(shù)/秒×1信息的組織信息組織的層次結(jié)構(gòu)

位、字節(jié)、域、記錄、文件和數(shù)據(jù)庫

文件的結(jié)構(gòu)和特點數(shù)據(jù)庫技術(shù)40信息的組織信息組織的層次結(jié)構(gòu)40信息的傳輸信息傳輸?shù)闹饕緩?/p>

——互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議局域網(wǎng)/城域網(wǎng)/廣域網(wǎng)41信息的傳輸信息傳輸?shù)闹饕緩?1信息的檢索早期的檢索方式網(wǎng)絡(luò)化、智能化檢索搜索引擎42信息的檢索早期的檢索方式42計算科學(xué)體系構(gòu)造性數(shù)學(xué)基礎(chǔ)包括數(shù)理邏輯、代數(shù)系統(tǒng)、圖論、集合論等；計算的數(shù)學(xué)理論包括計算理論、高等邏輯、形式語言與自動機、形式語義學(xué)等；計算機組成原理、器件與體系結(jié)構(gòu)包括數(shù)字邏輯與數(shù)字集成電路、計算機原理與設(shè)計、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、微機原理與接口技術(shù)等；計算機應(yīng)用平臺包括操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、編譯系統(tǒng)原理、分布式系統(tǒng)等；計算機應(yīng)用基礎(chǔ)包括程序設(shè)計、軟件工程、算法基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等；計算機應(yīng)用技術(shù)包括多媒體、計算機可視化與虛擬現(xiàn)實、人工智能、圖形學(xué)與圖像處理、輔助設(shè)計等。43計算科學(xué)體系構(gòu)造性數(shù)學(xué)基礎(chǔ)包括數(shù)理邏輯、代數(shù)系統(tǒng)、圖論、集三、計算機的應(yīng)用了解計算機的主要應(yīng)用領(lǐng)域計算機典型應(yīng)用領(lǐng)域介紹科學(xué)與工程計算信息管理電子商務(wù)人工智能計算機輔助設(shè)計44三、計算機的應(yīng)用了解計算機的主要應(yīng)用領(lǐng)域44計算機到底能干什么？計算器？打字機？玩游戲？還有？…45計算機到底能干什么？計算器？打字機？玩游戲？還有？…45例計算機和現(xiàn)代生活當(dāng)代大學(xué)生的一天……（IC、ATM、201卡）多媒體教學(xué)（作業(yè)提交、答疑、考試）通訊娛樂家用電器信息管理（學(xué)籍、圖書館、OA）信息檢索46例計算機和現(xiàn)代生活當(dāng)代大學(xué)生的一天……（IC、ATM、2一、計算機主要應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)與工程計算信息處理過程控制計算機輔助系統(tǒng)多媒體技術(shù)應(yīng)用計算機通信和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用人工智能47一、計算機主要應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)與工程計算47二、計算機典型應(yīng)用領(lǐng)域介紹科學(xué)與工程計算信息管理電子商務(wù)人工智能計算機輔助設(shè)計與制造48二、計算機典型應(yīng)用領(lǐng)域介紹科學(xué)與工程計算48π=？例：π的求值，古老的計算問題π=周長/直徑49π=？例：π的求值，古老的計算問題π=周長/直徑49公元前250年，古希臘，阿基米德，≈3.141973年，CDC7600，1,001,250位小數(shù)1949年，ENIAC，2,037位小數(shù)公元480年，祖沖之，3.1415926～3.1415927π求值的歷史1609年，德國，LudolphVanCeulen，35位小數(shù)1874年，WilliamShanks，707位小數(shù)(527位正確)1958年，IBM704，10,000位小數(shù)1961年，IBM7090，100,265位小數(shù)1999年，HITACHISR8000，206,158,430,000位小數(shù)

50公元前250年，古希臘，阿基米德，≈3.141973年，C計算機應(yīng)用領(lǐng)域：

科學(xué)和工程計算計算數(shù)學(xué)+計算機科學(xué)計算計算數(shù)學(xué)：研究數(shù)值計算方法計算機：計算數(shù)學(xué)強有力的工具科學(xué)計算是第三種科學(xué)手段理論研究：無法求得理論解科學(xué)實驗：難以應(yīng)用實驗手段可以進行計算計算機是人類計算能力的延伸51計算機應(yīng)用領(lǐng)域：

科學(xué)和工程計算的應(yīng)用

大氣科學(xué)研究：數(shù)值天氣預(yù)報油氣資源勘探：地震波數(shù)據(jù)處理核武器模擬試驗空氣動力學(xué)計算有限元方法計算52科學(xué)和工程計算的應(yīng)用大氣科學(xué)研究：52數(shù)值天氣預(yù)報例：天氣預(yù)報，與計算有什么關(guān)系？運用數(shù)學(xué)方法，通過數(shù)值計算進行天氣預(yù)報的方法和相關(guān)的理論

將已有的觀測值作為初值，通過求解大氣動力學(xué)和熱力學(xué)方程組，從而客觀、定量地作出天氣預(yù)報。1950年4月，ENIAC成功地作出世界上第一次正確的數(shù)值天氣預(yù)報。

53數(shù)值天氣預(yù)報例：天氣預(yù)報，與計算有什么關(guān)系？53地震波數(shù)據(jù)處理人工制造強烈的震動，在巖石中傳播的彈性遇著巖層的分界面產(chǎn)生反射波或折射波；記錄返回地面的反射波或折射波；分析地震波在地層中傳播的運動學(xué)和動力學(xué)信息，根據(jù)波的傳播路線和時間，確定發(fā)生反射波或折射波的巖層界面的埋藏深度和形狀，反推出地下的巖層和巖性構(gòu)造。地震資料處理計算量大，處理周期長

54地震波數(shù)據(jù)處理人工制造強烈的震動，在巖石中傳播的彈性遇著巖層信息管理

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)辦公自動化（OA）系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)例：沃爾瑪55信息管理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)55零售業(yè)霸主沃爾瑪福布斯全球富豪排行榜占據(jù)了前十名的半壁江山全世界最大的企業(yè)1974年運用計算機進行庫存控制1983年，使用條形碼掃描系統(tǒng)1985~1987年，安裝專用衛(wèi)星通信系統(tǒng)，4000家沃爾瑪分店都能夠通過自己的終端與總部進行實時聯(lián)系詳解56零售業(yè)霸主沃爾瑪福布斯全球富豪排行榜占據(jù)了前十名的半壁江山詳計算機時代的信息管理

管理信息系統(tǒng)（MIS）發(fā)展電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（EDPS）工資計算管理信息系統(tǒng)（MIS）酒店管理決策支持系統(tǒng)（DSS）市場預(yù)測57計算機時代的信息管理管理信息系統(tǒng)（MIS）57決策支持系統(tǒng)（DSS）DSS是用以輔助各級管理者進行正確決策的系統(tǒng)。DSS具有對話、數(shù)據(jù)存取和模型化三大功能，因此，它是由對話子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)子系統(tǒng)和模型子系統(tǒng)組成。DSS還需要各種各樣的模型，包括永久性模型、特別模型、用戶構(gòu)造模型等。DSS在諸如投資決策、布局決策、銷售決策、發(fā)展戰(zhàn)略決策等方面幫助人們選擇最佳的方案。正是由于DB、知識庫、專家系統(tǒng)和DSS給OA系統(tǒng)賦予“智慧”和“靈感”，給“自動辦公”帶來巨大的生機。58決策支持系統(tǒng)（DSS）DSS是用以輔助各級管理者進行正確決策MIS概念要點人-機系統(tǒng)技術(shù)手段+現(xiàn)代管理思想計算機技術(shù)信息技術(shù)管理技術(shù)決策技術(shù)輔助管理和決策59MIS概念要點人-機系統(tǒng)59企業(yè)信息系統(tǒng)的分類技術(shù)信息系統(tǒng)CAD(computeraideddesign)CAM(computeraidedmanufacturing)CNC(computernumericcontrol)管理信息系統(tǒng)MRP(materialrequirementplanning)MRP-II(manufacturingresourcesplanning)CAQ(computeraidedqualitycontrol)綜合信息系統(tǒng)CIMS(computerintegratedmanufacturingsystems)ERP(enterprisesresourcesplanning)60企業(yè)信息系統(tǒng)的分類技術(shù)信息系統(tǒng)60企業(yè)信息系統(tǒng)產(chǎn)生背景：現(xiàn)代化的大生產(chǎn)給機械制造業(yè)帶來了許多困難原材料不能準(zhǔn)時供應(yīng)零部件生產(chǎn)不配套產(chǎn)品生產(chǎn)周期過長，勞動率下降資金積壓嚴(yán)重，周轉(zhuǎn)期長市場和客戶的要求多變，使企業(yè)經(jīng)營計劃系統(tǒng)難以適應(yīng)61企業(yè)信息系統(tǒng)產(chǎn)生背景：現(xiàn)代化的大生產(chǎn)給機械制造業(yè)帶來了許多困企業(yè)信息系統(tǒng)和現(xiàn)代管理方法

MRP(MaterialRequirementPlanning)MRP-II(ManufacturingResourcesPlanning)CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystems)ERP(EnterprisesResourcesPlanning)62企業(yè)信息系統(tǒng)和現(xiàn)代管理方法MRP(MaterialReMRP制造資源規(guī)劃系統(tǒng)物料需求計劃：主生產(chǎn)調(diào)度(MPS)、物料用量清單(BOM)、庫存、未交貨單等資料，計算未來的物料需求。閉環(huán)式MRP：增加反饋，修改計劃，動態(tài)控制。63MRP制造資源規(guī)劃系統(tǒng)物料需求計劃：主生產(chǎn)調(diào)度(MPS)、物MRP-II除材料外，人力、資金、設(shè)備和時間也看成企業(yè)的資源，并加以控制。除生產(chǎn)外，還包括銷售、財務(wù)、成本的處理。滿足制造業(yè)所有的經(jīng)營及生產(chǎn)活動。64MRP-II除材料外，人力、資金、設(shè)備和時間也看成企業(yè)的資源ERP：管理+IT（企業(yè)資源規(guī)劃）集組織模型、企業(yè)規(guī)范和信息技術(shù)、實施方法為一體的綜合管理應(yīng)用體系。企業(yè)的管理核心從“在正確的時間制造和銷售正確的產(chǎn)品”，轉(zhuǎn)移到了“在最佳的時間和地點，獲得企業(yè)的最大利潤”。具有智能化的管理控制系統(tǒng)。能夠適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)，可以支持跨平臺、多組織的應(yīng)用，并和電子商務(wù)的應(yīng)用具有廣泛的數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯接口。65ERP：管理+IT（企業(yè)資源規(guī)劃）集組織模型、企業(yè)規(guī)范和信息電子商務(wù)

例：亞馬遜的奇跡1995年車庫中誕生1997年營業(yè)收入達1.48億美元，1998年猛增到5.4億美元提供了310萬個可方便查找的書目1600名員工人均創(chuàng)收37.5萬美元網(wǎng)上書店每平方米的銷售量是傳統(tǒng)書店的800％如果按傳統(tǒng)書店所需的營業(yè)面積來計算的話，它的規(guī)模約占好幾平方英里，顧客達500萬人以上。你得開著汽車，才能瀏覽完它所提供的書目。66電子商務(wù)例：亞馬遜的奇跡66電子商務(wù)的產(chǎn)生背景商業(yè)自動化完善和發(fā)展POS企業(yè)內(nèi)部的商務(wù)活動大量使用OA和MIS金融業(yè)步入電子化，大量采用自動服務(wù)系統(tǒng)Internet技術(shù)的飛速發(fā)展“最震撼人心的消息莫過于早上一覺醒來，發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的使用量正以每年2300％的速度增長”。杰夫-貝索斯

67電子商務(wù)的產(chǎn)生背景商業(yè)自動化完善和發(fā)展“最震撼人心的消息莫過什么是電子商務(wù)

基礎(chǔ)：計算機、Internet目標(biāo)：經(jīng)濟活動借助計算機網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)上的交易活動通過Internet進行的各種商務(wù)活動68什么是電子商務(wù)基礎(chǔ)：計算機、Internet68電子商務(wù)的主要內(nèi)容

企業(yè)內(nèi)部電子商務(wù)

企業(yè)間的電子商務(wù)

企業(yè)與消費者之間的電子商務(wù)

69電子商務(wù)的主要內(nèi)容企業(yè)內(nèi)部電子商務(wù)69人工智能

科幻片中的機器人例：“深藍”戰(zhàn)勝人類智慧？1997年5月11日，卡斯帕洛夫以2.5：3.5的比分?jǐn)≡谝慌_電腦（IBM-AS/6000）手下?。≈腔圯?shù)袅?，人類還剩些什么？……

“這是一部像人的機器和一個像機器的人之間的決斗”！70人工智能科幻片中的機器人“這是一部像人的機器和70人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展

什么是人工智能機器能夠執(zhí)行人類的活動

主要目標(biāo)：研究用機器來模仿和執(zhí)行人腦的某些智能功能

圖靈測試

麥卡錫（McCarthy）發(fā)起人工智能研討會

71人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展什么是人工智能71人工智能研究的基本內(nèi)容

機器感知

機器思維

機器學(xué)習(xí)

機器行為

智能系統(tǒng)及智能計算機構(gòu)造技術(shù)

72人工智能研究的基本內(nèi)容機器感知72人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域

問題求解

邏輯推理與自動定理證明

自然語言處理

自動程序設(shè)計

專家系統(tǒng)

機器學(xué)習(xí)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

機器人學(xué)

模式識別

智能決策支持系統(tǒng)

73人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域問題求解73計算機輔助設(shè)計與制造

企業(yè)信息系統(tǒng)中的技術(shù)信息系統(tǒng)例：汽車設(shè)計油泥模型價值上千萬元

CAD草圖可以在電腦屏幕上模擬油泥模型和一切測試

研發(fā)成本下降了1/374計算機輔助設(shè)計與制造企業(yè)信息系統(tǒng)中的技術(shù)信息系統(tǒng)74CAX技術(shù)

CAD（ComputerAidedDesign：計算機輔助設(shè)計）CAM（ComputerAidedManufacturing：計算機輔助制造）CAPP（ComputerAidedProcessPlanning：計算機輔助工藝規(guī)劃）CAE（ComputerAidedEngineering：計算機輔助工程）

75CAX技術(shù)CAD（ComputerAidedDesigCAD利用計算機強有力的計算功能和高效率的圖形處理能力，進行工程和產(chǎn)品的設(shè)計與分析，以達到理想的目的或取得創(chuàng)新成果

76CAD利用計算機強有力的計算功能和高效率的圖形處理能力，進CAM計算機輔助制造通過計算機分級控制和管理制造過程的多方面工作。77CAM計算機輔助制造通過計算機分級控制和管理制造過程的多CAPP計算機輔助工藝規(guī)劃通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息（圖形）和加工工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程

78CAPP計算機輔助工藝規(guī)劃通過向計算機輸入被加工零件的幾CAE計算機輔助工程用計算機來幫助設(shè)計人員和工程生產(chǎn)管理人員進行工程生產(chǎn)計劃、管理、設(shè)計和控制的技術(shù)

79CAE計算機輔助工程用計算機來幫助設(shè)計人員和工程生產(chǎn)管理CAD/CAM系統(tǒng)的基本功能

計算機輔助繪圖

幾何建模

有限元分析優(yōu)化設(shè)計

處理數(shù)控加工信息

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理

80CAD/CAM系統(tǒng)的基本功能計算機輔助繪圖80CAD/CAM系統(tǒng)介紹AutoCAD

Tango/Protel

81CAD/CAM系統(tǒng)介紹AutoCAD81進一步學(xué)習(xí)指導(dǎo)

科學(xué)計算軟件

MATLABSCILAB計算機應(yīng)用的綜合化

82進一步學(xué)習(xí)指導(dǎo)科學(xué)計算軟件82例4新華網(wǎng)巴黎2002年7月4日電。法國原子能委員會軍事應(yīng)用局日前宣布，該局正在進行一項核武器模擬試驗計劃（投資51億歐元）。根據(jù)物理機理，造成核爆條件的過程與核反應(yīng)的過程都是高溫高壓下進行；高達幾百個大氣壓、幾千萬攝氏度、巨大能量是在微秒級時間內(nèi)釋放。描述核反應(yīng)的物理過程的數(shù)學(xué)模型是一組非定常的非線性偏微分方程。它可給出核爆炸各個細節(jié)的圖像、定量的數(shù)據(jù)和運動的全過程。但該組方程是無法求出解析解的。因此只有求助大規(guī)模科學(xué)計算。核武器設(shè)計中，從摸清規(guī)律、調(diào)整各種參數(shù)到方案的優(yōu)選等等，需要計算成千上百個模型。由于進行核試驗耗資大、周期長，所以不能只通過核試驗來設(shè)計和改進產(chǎn)品。在計算機上選擇一套參數(shù)設(shè)計一個模型，在一定意義上相當(dāng)于進行一次核試驗。在計算機上花費幾百萬元進行計算，可以節(jié)省以億計的試驗經(jīng)費。模擬核爆試驗可以減少試驗次數(shù)，大大降低研制成本。因此，世界各國在核武器的研制設(shè)計中都大量采用了科學(xué)計算的方法。返回83例4新華網(wǎng)巴黎2002年7月4日電。法國原子能委員會軍事應(yīng)沃爾瑪：利用信息技術(shù)成全其零售業(yè)霸主地位沃爾瑪計算機系統(tǒng)可以追蹤每一件商品的進銷全過程。通過采用最新的信息技術(shù)，沃爾瑪能夠以最低的成本、最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)、最快速的管理反應(yīng)進行全球運作。管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用使沃爾瑪有關(guān)各方可以迅速得到所需的貨品層面數(shù)據(jù)，觀察銷售趨勢、存貨水平和訂購信息甚至更多。美國通過運用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的國際競爭力得以快速提升。返回84沃爾瑪：利用信息技術(shù)成全其零售業(yè)霸主地位沃爾瑪計算機系統(tǒng)可以藍博基尼跑車藍博基尼是世界最著名的跑車之一。1999年初，意大利制造商想將它出口到美國，按照美國的安全法規(guī)，所有的車必須裝有氣囊。因此藍博基尼需要做氣囊的匹配碰撞。按傳統(tǒng)方法，該項測試至少要撞10輛以上的樣車。以一輛藍博基尼400萬~500萬元人民幣（30萬~40萬英鎊）計，僅碰撞的樣車損失費用就將在5000萬元以上。歐洲的一家設(shè)計公司用CAD測試方法只用了十分之一的費用，就解決了問題。該公司先把氣囊在計算機里模擬裝到車上，再模擬各種路況并對車進行了調(diào)整，最后只碰了一輛真實的實物車就順利地通過了驗證測試。返回85藍博基尼跑車藍博基尼是世界最著名的跑車之一。返回85邏輯推理與自動定理證明對數(shù)學(xué)中臆測的定理尋找一個證明或反證，不僅需要有根據(jù)假設(shè)進行演繹的能力，而且需要某些直覺技巧。借助計算機來證明數(shù)學(xué)猜想或定理，這是一項難度極大的人工智能應(yīng)用，也已取得一些成果。四色猜想的證明。四色猜想是圖論中的一個世界級的難題，它的內(nèi)容是：用四種顏色就可繪制任何地圖，三種顏色不夠，而五種顏色多余。這個猜想經(jīng)過無數(shù)次的驗證，結(jié)論都是千真萬確的，但卻一直無法在理論上給出證明，所以有人認(rèn)為，證明這個猜想的難度絲毫不亞于哥德巴赫猜想。1976年7月，美國數(shù)學(xué)家哈根和阿貝爾用計算機成功地證明了四色猜想。這個猜想的證明需要進行一百億次（1010次）邏輯判斷，這個天文數(shù)字的工作量如果用人工來完成，則需兩萬年時間，這就是計算機問世以前，任何人都無法證明或推翻這個猜想的原因。返回86邏輯推理與自動定理證明對數(shù)學(xué)中臆測的定理尋找一個證明或反證，自然語言處理

自然語言處理是人工智能的早期研究領(lǐng)域之一。如果能讓計算機“聽懂”、“看懂”人類自身的語言，那么更多的人可以使用計算機，大大提高了計算機的利用率。自然語言處理就是研究如何能讓計算機理解并生成人們?nèi)粘Ｋ褂玫恼Z言，使得計算機懂得自然語言的含義，從而建立起一種人與機器之間的密切而友好的關(guān)系，使之能進行高度的信息傳遞與認(rèn)知活動。要達到以下三個目標(biāo)：（1）計算機能正確理解人們用自然語言輸入的信息，并回答輸入信息中的有關(guān)問題；（2）計算機對得到的信息能自動產(chǎn)生相應(yīng)的摘要，用不同的詞語復(fù)述信息的內(nèi)容；（3）計算機能夠把用某一種自然語言的信息自動地翻譯為另一種自然語言，即機器翻譯的問題。返回87自然語言處理自然語言處理是人工智能的早期研究領(lǐng)域之一。如果自動程序設(shè)計

自動程序設(shè)計包括程序綜合和程序正確性檢驗兩個方面，分別實現(xiàn)自動編程和證明程序的正確性。對自動程序設(shè)計的研究不僅可以促進半自動軟件開發(fā)系統(tǒng)的發(fā)展，而且也使通過修正自身代碼進行學(xué)習(xí)的人工智能系統(tǒng)得到發(fā)展。目前已經(jīng)研制出能夠以各種不同的目的描述來編寫計算機程序的系統(tǒng)，但這方面的進展依然非常局限。返回88自動程序設(shè)計自動程序設(shè)計包括程序綜合和程序正確性檢驗兩個方機器學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)是人類智能的主要標(biāo)志和獲得知識的基本手段，只有讓計算機具有類似于人的學(xué)習(xí)能力，自動獲取新的事實及新的推理算法，才能使計算機真正具有智能。機器學(xué)習(xí)的低級階段是機械式學(xué)習(xí)和教師指導(dǎo)下的學(xué)習(xí)。前者通過簡單地記住推理和解答的結(jié)果，來強化將來的推理和問題求解能力；后者則由教師傳授知識，或在教師的指導(dǎo)下歸納和抽取知識。機器學(xué)習(xí)的高級階段是知識發(fā)現(xiàn)，即計算機系統(tǒng)在無須教師幫助的情況下，能自行發(fā)現(xiàn)蘊涵在客觀規(guī)律中的知識。上個世紀(jì)90‘s，KDD（數(shù)據(jù)庫中的知識發(fā)現(xiàn)）迅速崛起成為機器學(xué)習(xí)的一個重要分支，如何從數(shù)據(jù)倉庫包含的大量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)和獲取隱含的知識，既是機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域面臨重大挑戰(zhàn)，也給機器學(xué)習(xí)技術(shù)的實用化帶來了新的機遇。此外，機器學(xué)習(xí)還有助于發(fā)現(xiàn)人類學(xué)習(xí)的機理和揭示人腦的奧秘。返回89機器學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)是人類智能的主要標(biāo)志和獲得知識的基本手段，只有讓專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是依賴于適用于特殊應(yīng)用領(lǐng)域的知識規(guī)則的計算機系統(tǒng)。專家系統(tǒng)借助知識獲取工具從應(yīng)用領(lǐng)域?qū)＜一蚱渌R源（如法典、訓(xùn)練手冊、數(shù)據(jù)庫等）抽取專門知識，轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合于推理機解釋性使用的形式存放于知識庫，以實現(xiàn)類似于人的邏輯思維和問題求解能力。專家系統(tǒng)是一個具有大量專門知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)，根據(jù)某個領(lǐng)域一個或多個人類專家提供的知識和經(jīng)驗進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以解決那些需要專家決定的復(fù)雜問題。專家系統(tǒng)可以解決的問題一般包括解釋、預(yù)測、診斷、設(shè)計、規(guī)劃、監(jiān)視、修理、指導(dǎo)和控制等。高性能的專家系統(tǒng)也已經(jīng)從學(xué)術(shù)研究開始進入實際應(yīng)用研究。隨著人工智能整體水平的提高，專家系統(tǒng)也獲得發(fā)展。正在開發(fā)的新一代專家系統(tǒng)有分布式專家系統(tǒng)和協(xié)同式專家系統(tǒng)等。在新一代專家系統(tǒng)中，不但采用基于規(guī)則的方法，而且采用基于模型的原理。專家系統(tǒng)已發(fā)展為人工智能的最有實用前景和影響力的一個分支，在科技、工程、交通、運輸、醫(yī)療、探礦、氣象、商業(yè)、金融、軍事、行政和管理等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。返回90專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是依賴于適用于特殊應(yīng)用領(lǐng)域的知識規(guī)則的計算機人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個用大量簡單處理單元經(jīng)廣泛連接而組成的網(wǎng)絡(luò)，用來模擬大腦神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。神經(jīng)生理學(xué)家、心理學(xué)家與計算機科學(xué)家的共同研究得出的結(jié)論是：人腦是一個功能特別強大、結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜的信息處理系統(tǒng)，其基礎(chǔ)是神經(jīng)元及其互聯(lián)關(guān)系。研究結(jié)果已經(jīng)證明，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理直覺和形象思維信息具有比傳統(tǒng)處理方式好得多的效果。20世紀(jì)80年代，霍普菲爾德（Hopfield）提出用硬件實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，魯梅爾哈特（Rumelhart）等提出多層網(wǎng)絡(luò)中的反向傳播（BP）算法，有力地推動了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究?，F(xiàn)在，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已在模式識別、圖像處理、組合優(yōu)化、自動控制、信息處理、機器人學(xué)和人工智能的其它領(lǐng)域獲得日益廣泛的應(yīng)用。返回91人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個用大量簡單處理單元經(jīng)廣泛連接而模式識別模式識別是通過抽取被識別對象的特征，與存放在計算機內(nèi)的已知對象的特征進行比較及判別，從而和出結(jié)論的一種人工智能技術(shù)，也就是使一個計算機系統(tǒng)具有模擬人類通過感官接受外界信息、識別和理解周圍環(huán)境的感知能力。指紋辨別、手寫漢字的識別、語音識別都是模式識別的應(yīng)用實例。至今，在模式識別領(lǐng)域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法已經(jīng)成功地用于手寫字符的識別、汽車牌照的識別、指紋識別、語音識別等方面。返回92模式識別模式識別是通過抽取被識別對象的特征，與存放在計算機內(nèi)第1章

計算機與信息技術(shù)第1章93第1章

計算機與信息技術(shù)第1章1主要內(nèi)容：了解：計算機發(fā)展歷程及中國計算機發(fā)展概況。主要內(nèi)容包括計算機系統(tǒng)的概念、硬件和軟件的發(fā)展簡史、計算機分類等。信息的基本概念、內(nèi)容、特征、作用。計算機在信息社會中的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括應(yīng)用領(lǐng)域、案例、影響等。未來計算機的發(fā)展。主要內(nèi)容包括計算技術(shù)的發(fā)展方向、未來計算機和信息技術(shù)的展望。94主要內(nèi)容：了解：2主要知識點信息表示計算機發(fā)展未來計算機計算機應(yīng)用領(lǐng)域95主要知識點信息表示3一、計算機技術(shù)的發(fā)展和展望計算機的發(fā)展歷程未來計算機可能的發(fā)展方向96一、計算機技術(shù)的發(fā)展和展望計算機的發(fā)展歷程4什么是計算機？計算機:是一臺能存儲程序和數(shù)據(jù)，并能自動執(zhí)行程序的機器；是一種能對各種數(shù)字化信息進行處理，協(xié)助人們獲取信息、處理信息、存儲信息和傳遞信息的工具。97什么是計算機？計算機:是一臺能存儲程序和數(shù)據(jù)，并能自動執(zhí)行程1、計算機的發(fā)展歷程計算機技術(shù)的發(fā)展算籌——算盤、計算尺——機械式計算機——電子計算機電子計算機的發(fā)展電子管——晶體管——集成電路——大規(guī)模集成電路981、計算機的發(fā)展歷程計算機技術(shù)的發(fā)展6手工到機械自動史前時期，我們的祖先就采用石塊和貝殼記數(shù)；唐代時期，開始使用算盤；17世紀(jì)，出現(xiàn)了計算尺；1642年，法國數(shù)學(xué)家Pascal創(chuàng)造了第一臺能完成加、減運算的機械計算器，計算稅收；1822年，英國數(shù)學(xué)家巴貝奇提出了自動計算機的基本概念，并設(shè)計出差分機和分析機；機械計算到電動計算1884年，美國工程師霍雷斯創(chuàng)造了第一臺電動計算機,用于人口普查；1944年，美國哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)教授霍華德·阿肯提出設(shè)計思想，由IBM承建，設(shè)計出“馬克1號”計算機。機電全自動到電子數(shù)字1946年，第一臺數(shù)字式計算機ENIAC誕生在美國，從此人類社會進入以計算機為主導(dǎo)的信息時代。99手工到機械自動7

1642年P(guān)ascal加法器1822年巴貝奇差分機1833年巴貝奇分析機1944年阿肯MARKI1946年ENIAC唐朝1001642年P(guān)ascal加法器1822年巴貝奇1833電子計算機現(xiàn)代計算機馮·諾依曼

ENIAC晶體管計算機世界上第一臺通用數(shù)字電子計算機ENIACIBM7090型晶體管計算機TRADIC晶體管計算機Cray-1巨型機

銀河-1向量機ＥＮＩＡＣ——１９４６賓州大學(xué)(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)（數(shù)字積分電子計算機）

重達30噸，使用18000支電子管，70000個電阻，10000支電容，耗電150KW，占地170平方米，運算速度5000次/秒加、減法運算。(不具備在計算機內(nèi)存儲程序的特征.)101電子計算機現(xiàn)代計算機馮·諾依曼ENIAC晶體管計算機世界上第一臺個人計算機IBM5150

102第一臺個人計算機IBM515010史上第一臺筆記本電腦Osborne1

103史上第一臺筆記本電腦Osborne111世界上第一個鼠標(biāo)104世界上第一個鼠標(biāo)12第一款計算機游戲SpaceWar

105第一款計算機游戲SpaceWar13現(xiàn)代微型計算機微機106現(xiàn)代微型計算機微機14現(xiàn)代的家用計算機iMac107現(xiàn)代的家用計算機iMac15現(xiàn)代的筆記本計算機iBook108現(xiàn)代的筆記本計算機iBook16微型計算機及微處理器從4004到Pentium4早期的微型計算機

APPLE1計算機

IBMPC計算機

Intel4004微處理器芯片

PentiumⅣ微處理器

例例109微型計算機及微處理器從4004到Pentium4A

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Intel4004微處理器芯片包含2300個晶體管，支持45條指令，工作頻率1MHz，尺寸規(guī)格為3mm×4mm。計算性能遠遠超過當(dāng)年的ENIAC，最初售價為200美元。

110返回Intel4004微處理器芯片包含2300個晶體管，

“奔騰（Pentium）”微處理器在2000年11月發(fā)布，起步頻率為1.5GHz，隨后陸續(xù)推出了1.4GHz-3.2GHz的P4處理器，這也是目前最新型的微處理器。返回

PentiumⅣ微處理器111“奔騰（Pentium）”微處理器在2000年11月發(fā)布計算機發(fā)展史計算機發(fā)展歷程第一代（1946~1957）電子管計算機5千~4萬（次/秒)第二代（1958~1964）晶體管計算機幾十萬~百萬（次/秒）第三代（1964~1969）中小集成電路百萬~幾百萬（次/秒）第四代（1970~90年代）大規(guī)模集成電路幾百萬~幾億（次/秒）112計算機發(fā)展史計算機發(fā)展歷程第一代第二代第三代第四代20中國計算機的發(fā)展大型機及巨型機銀河、曙光、神威微型機長城、聯(lián)想、方正中央處理器“龍芯”芯片（2001）、曙光推出具有中國知識產(chǎn)權(quán)“龍騰”服務(wù)器（2002）。軟件YHOS、CCDOS、WPS、LinuxOS、COSIX64、OpenBASE

曙光3000超級計算機王安磁芯存儲器113中國計算機的發(fā)展大型機及巨型機銀河、曙光、神威曙光30002、計算機的未來未來電子計算機的發(fā)展方向

巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化應(yīng)用其他技術(shù)的計算機

光計算機、生物計算機、分子計算機、量子計算機、DNA計算機1142、計算機的未來未來電子計算機的發(fā)展方向22摩爾定律計算的能力每18個月翻一番性能價格比在過去20年里1,000,000倍增長在未來20年里1,000,000倍的增長摩爾定律在過去的35年里已被證實了他的準(zhǔn)確性在未來至少35年中它還將發(fā)揮作用115摩爾定律23微型化就是進一步提高集成度，利用高性能的超大規(guī)模集成電路研制質(zhì)量更加可靠、性能更加優(yōu)良、價格更加低廉、整機更加小巧的微型計算機。例如，腕式計算機。

400410微米芯片

奔騰40.18微米芯片晶體管數(shù)目2300420,000,000圖片116微型化就是進一步提高集成度，利用高性能的超大規(guī)模集成電智能化是指讓計算機具有模擬人的感覺、行為、思維過程的機理，使計算機具備邏輯推理、學(xué)習(xí)等能力。目前，已研制出各種“機器人”，有的能代替人從事各種復(fù)雜、危險的勞動，有的能與人下棋等。例如，IBM公司研制的“深藍”計算機，每秒能執(zhí)行50～100億次運算，每秒能計算出200～300萬步棋。1996年2月10日，超一流國際象棋大師卡斯帕羅夫以三勝兩和一負的成績戰(zhàn)勝了“深藍”。但在1997年5月12日，這位歷史上最偉大的人類旗手卻敗在“更深的藍”計算機手下。智能機器人117智能化是指讓計算機具有模擬人的感覺、行為、思維過程的機理，使二、計算機與信息處理信息及信息科學(xué)基于計算機的信息處理過程信息的表示和采集信息的存儲和組織信息的傳輸和檢索118二、計算機與信息處理信息及信息科學(xué)信息的表示和采集261、信息科學(xué)與技術(shù)信息：

區(qū)別于物質(zhì)與能量的第三類資源

信息科學(xué)：

以信息為主要研究對象的科學(xué)

信息技術(shù)：

有效應(yīng)用信息資源的技術(shù)體系信息產(chǎn)業(yè)1191、信息科學(xué)與技術(shù)信息：27數(shù)據(jù)對現(xiàn)實世界中客觀事物的符號表示可以是數(shù)值數(shù)據(jù)，也可以是非數(shù)值數(shù)據(jù)，如聲音、圖像等計算機中數(shù)據(jù)能輸入計算機，并能為其處理的符號序列120數(shù)據(jù)28例，一幅黑白圖象數(shù)據(jù)——黑白點陣000011110000001100001100110000000010100110011001100110011001100000000001100000000001101100011001011011110110001111111100000000000000000000000000信息——臉譜121例，一幅黑白圖象0000111100000011000011信息與數(shù)據(jù)的聯(lián)系數(shù)據(jù)是信息的符號表示，或稱載體信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是數(shù)據(jù)的語義解釋數(shù)據(jù)是符號化的信息信息是語義化的數(shù)據(jù)122信息與數(shù)據(jù)的聯(lián)系302、基于計算機的信息處理過程信息的表示方法信息的采集信息的存儲信息的組織信息的傳輸和檢索1232、基于計算機的信息處理過程信息的表示方法31計算機最主要的功能就是處理信息，而信息在計算機中如何表示、存放、傳遞？這是首先要解決的問題?；疽笫牵盒畔⒌谋硎?、存放和傳遞要方便、可靠、易處理。顯然，在計算機內(nèi)部，信息只有經(jīng)過數(shù)字化編碼后才能表示、存放和傳遞。所謂編碼，就是用少量的基本符號，根據(jù)簡單的組合規(guī)則，以表示大量復(fù)雜的信息。二進制是一種最簡單的編碼系統(tǒng)。124計算機最主要的功能就是處理信息，而信息在計算機中如何表示、存計算機中的信息采用二進制編碼來表示。二進制表示數(shù)字容易實現(xiàn)（只有0、1）。二進制運算規(guī)則簡單（逢二進一）。二進制編碼在物理上最容易實現(xiàn)；自然界中具有兩個固定狀態(tài)的物理量很多，例如：電流的有無、電壓的高低等。125計算機中的信息采用二進制編碼來表示。33信息的常用單位有“位”、“字節(jié)”、“字”三種：⒈位（Bit）表示一位二進制信息（最小單位）⒉字節(jié)（Byte）一個字節(jié)8位二進制數(shù)字組成（是信息的基本存儲單位）⒊字（Word）是位的組合，在計算機中作為一個獨立的信息單位處理。不同的機器類型，字長是不同的，常用的字長有8位、16位、32位等。如某個字由4個字節(jié)組成，則它的字長是32位，相應(yīng)的計算機稱為32位機。位（Bit）b7b6b5b4b3b2b1b0字節(jié)（Byte）字（Word）……………………126信息的常用單位有“位”、“字節(jié)”、“字”三種：位（Bit）b計算機是美國人發(fā)明的，因此計算機的字符集中自然包含了英文的26個字母。計算機要在全世界通用，必須采用公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)格式對字符、符號進行編碼。常用的字符編碼有ASCII碼、BCD碼、西文字符編碼和EBCDIC碼。127計算機是美國人發(fā)明的，因此計算機的字符集中自然包含了英文的2漢字要比英文字母多得多，如何解決漢字的編碼問題，這是用計算機處理漢字首先要解決的一個最大難題。漢字處理又包括兩方面：漢字輸入和漢字識別。英文的26個字母在鍵盤上都有，但上萬個漢字是無法放在一個鍵盤中。處理漢字就要解決漢字的輸入、編碼、在計算機中保存、漢字轉(zhuǎn)換識別等一系列問題。128漢字要比英文字母多得多，如何解決漢字的編碼問題，這是用計算機多媒體信息表示采集——量化——編碼129多媒體信息表示采集——量化——編碼37信息的采集傳統(tǒng)的信息采集方法多媒體信息的采集聲音采樣率／采樣精度圖形分辨率／像素位深度

130信息的采集傳統(tǒng)的信息采集方法38未經(jīng)壓縮的信息容量信息源大致比特率電話（200～3400HZ）8000樣本數(shù)/秒×12比特/樣本=96kbps寬帶語音(50～7000HZ)16000樣本數(shù)/秒×14比特/樣本=224kbps寬帶音頻(20～20000HZ)44100樣本數(shù)/秒×2信道×16比特/樣本=1.412Mbps圖像512×512像素色彩圖像×24比特/像素=6.3Mb／圖像視頻640×480像素色彩圖像×24比特/像素×30圖像/秒=221Mbps高清晰度電視1280×720像素色彩圖像×24比特/像素×60圖像/秒=1.3Gbps131未經(jīng)壓縮的信息容量信息源大致比特率電話8000樣本數(shù)/秒×1信息的組織信息組織的層次結(jié)構(gòu)

位、字節(jié)、域、記錄、文件和數(shù)據(jù)庫

文件的結(jié)構(gòu)和特點數(shù)據(jù)庫技術(shù)132信息的組織信息組織的層次結(jié)構(gòu)40信息的傳輸信息傳輸?shù)闹饕緩?/p>

——互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議局域網(wǎng)/城域網(wǎng)/廣域網(wǎng)133信息的傳輸信息傳輸?shù)闹饕緩?1信息的檢索早期的檢索方式網(wǎng)絡(luò)化、智能化檢索搜索引擎134信息的檢索早期的檢索方式42計算科學(xué)體系構(gòu)造性數(shù)學(xué)基礎(chǔ)包括數(shù)理邏輯、代數(shù)系統(tǒng)、圖論、集合論等；計算的數(shù)學(xué)理論包括計算理論、高等邏輯、形式語言與自動機、形式語義學(xué)等；計算機組成原理、器件與體系結(jié)構(gòu)包括數(shù)字邏輯與數(shù)字集成電路、計算機原理與設(shè)計、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、微機原理與接口技術(shù)等；計算機應(yīng)用平臺包括操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、編譯系統(tǒng)原理、分布式系統(tǒng)等；計算機應(yīng)用基礎(chǔ)包括程序設(shè)計、軟件工程、算法基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等；計算機應(yīng)用技術(shù)包括多媒體、計算機可視化與虛擬現(xiàn)實、人工智能、圖形學(xué)與圖像處理、輔助設(shè)計等。135計算科學(xué)體系構(gòu)造性數(shù)學(xué)基礎(chǔ)包括數(shù)理邏輯、代數(shù)系統(tǒng)、圖論、集三、計算機的應(yīng)用了解計算機的主要應(yīng)用領(lǐng)域計算機典型應(yīng)用領(lǐng)域介紹科學(xué)與工程計算信息管理電子商務(wù)人工智能計算機輔助設(shè)計136三、計算機的應(yīng)用了解計算機的主要應(yīng)用領(lǐng)域44計算機到底能干什么？計算器？打字機？玩游戲？還有？…137計算機到底能干什么？計算器？打字機？玩游戲？還有？…45例計算機和現(xiàn)代生活當(dāng)代大學(xué)生的一天……（IC、ATM、201卡）多媒體教學(xué)（作業(yè)提交、答疑、考試）通訊娛樂家用電器信息管理（學(xué)籍、圖書館、OA）信息檢索138例計算機和現(xiàn)代生活當(dāng)代大學(xué)生的一天……（IC、ATM、2一、計算機主要應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)與工程計算信息處理過程控制計算機輔助系統(tǒng)多媒體技術(shù)應(yīng)用計算機通信和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用人工智能139一、計算機主要應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)與工程計算47二、計算機典型應(yīng)用領(lǐng)域介紹科學(xué)與工程計算信息管理電子商務(wù)人工智能計算機輔助設(shè)計與制造140二、計算機典型應(yīng)用領(lǐng)域介紹科學(xué)與工程計算48π=？例：π的求值，古老的計算問題π=周長/直徑141π=？例：π的求值，古老的計算問題π=周長/直徑49公元前250年，古希臘，阿基米德，≈3.141973年，CDC7600，1,001,250位小數(shù)1949年，ENIAC，2,037位小數(shù)公元480年，祖沖之，3.1415926～3.1415927π求值的歷史1609年，德國，LudolphVanCeulen，35位小數(shù)1874年，WilliamShanks，707位小數(shù)(527位正確)1958年，IBM704，10,000位小數(shù)1961年，IBM7090，100,265位小數(shù)1999年，HITACHISR8000，206,158,430,000位小數(shù)

142公元前250年，古希臘，阿基米德，≈3.141973年，C計算機應(yīng)用領(lǐng)域：

科學(xué)和工程計算計算數(shù)學(xué)+計算機科學(xué)計算計算數(shù)學(xué)：研究數(shù)值計算方法計算機：計算數(shù)學(xué)強有力的工具科學(xué)計算是第三種科學(xué)手段理論研究：無法求得理論解科學(xué)實驗：難以應(yīng)用實驗手段可以進行計算計算機是人類計算能力的延伸143計算機應(yīng)用領(lǐng)域：

科學(xué)和工程計算的應(yīng)用

大氣科學(xué)研究：數(shù)值天氣預(yù)報油氣資源勘探：地震波數(shù)據(jù)處理核武器模擬試驗空氣動力學(xué)計算有限元方法計算144科學(xué)和工程計算的應(yīng)用大氣科學(xué)研究：52數(shù)值天氣預(yù)報例：天氣預(yù)報，與計算有什么關(guān)系？運用數(shù)學(xué)方法，通過數(shù)值計算進行天氣預(yù)報的方法和相關(guān)的理論

將已有的觀測值作為初值，通過求解大氣動力學(xué)和熱力學(xué)方程組，從而客觀、定量地作出天氣預(yù)報。1950年4月，ENIAC成功地作出世界上第一次正確的數(shù)值天氣預(yù)報。

145數(shù)值天氣預(yù)報例：天氣預(yù)報，與計算有什么關(guān)系？53地震波數(shù)據(jù)處理人工制造強烈的震動，在巖石中傳播的彈性遇著巖層的分界面產(chǎn)生反射波或折射波；記錄返回地面的反射波或折射波；分析地震波在地層中傳播的運動學(xué)和動力學(xué)信息，根據(jù)波的傳播路線和時間，確定發(fā)生反射波或折射波的巖層界面的埋藏深度和形狀，反推出地下的巖層和巖性構(gòu)造。地震資料處理計算量大，處理周期長

146地震波數(shù)據(jù)處理人工制造強烈的震動，在巖石中傳播的彈性遇著巖層信息管理

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)辦公自動化（OA）系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)例：沃爾瑪147信息管理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)55零售業(yè)霸主沃爾瑪福布斯全球富豪排行榜占據(jù)了前十名的半壁江山全世界最大的企業(yè)1974年運用計算機進行庫存控制1983年，使用條形碼掃描系統(tǒng)1985~1987年，安裝專用衛(wèi)星通信系統(tǒng)，4000家沃爾瑪分店都能夠通過自己的終端與總部進行實時聯(lián)系詳解148零售業(yè)霸主沃爾瑪福布斯全球富豪排行榜占據(jù)了前十名的半壁江山詳計算機時代的信息管理

管理信息系統(tǒng)（MIS）發(fā)展電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（EDPS）工資計算管理信息系統(tǒng)（MIS）酒店管理決策支持系統(tǒng)（DSS）市場預(yù)測149計算機時代的信息管理管理信息系統(tǒng)（MIS）57決策支持系統(tǒng)（DSS）DSS是用以輔助各級管理者進行正確決策的系統(tǒng)。DSS具有對話、數(shù)據(jù)存取和模型化三大功能，因此，它是由對話子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)子系統(tǒng)和模型子系統(tǒng)組成。DSS還需要各種各樣的模型，包括永久性模型、特別模型、用戶構(gòu)造模型等。DSS在諸如投資決策、布局決策、銷售決策、發(fā)展戰(zhàn)略決策等方面幫助人們選擇最佳的方案。正是由于DB、知識庫、專家系統(tǒng)和DSS給OA系統(tǒng)賦予“智慧”和“靈感”，給“自動辦公”帶來巨大的生機。150決策支持系統(tǒng)（DSS）DSS是用以輔助各級管理者進行正確決策MIS概念要點人-機系統(tǒng)技術(shù)手段+現(xiàn)代管理思想計算機技術(shù)信息技術(shù)管理技術(shù)決策技術(shù)輔助管理和決策151MIS概念要點人-機系統(tǒng)59企業(yè)信息系統(tǒng)的分類技術(shù)信息系統(tǒng)CAD(computeraideddesign)CAM(computeraidedmanufacturing)CNC(computernumericcontrol)管理信息系統(tǒng)MRP(materialrequirementplanning)MRP-II(manufacturingresourcesplanning)CAQ(computeraidedqualitycontrol)綜合信息系統(tǒng)CIMS(computerintegratedmanufacturingsystems)ERP(enterprisesresourcesplanning)152企業(yè)信息系統(tǒng)的分類技術(shù)信息系統(tǒng)60企業(yè)信息系統(tǒng)產(chǎn)生背景：現(xiàn)代化的大生產(chǎn)給機械制造業(yè)帶來了許多困難原材料不能準(zhǔn)時供應(yīng)零部件生產(chǎn)不配套產(chǎn)品生產(chǎn)周期過長，勞動率下降資金積壓嚴(yán)重，周轉(zhuǎn)期長市場和客戶的要求多變，使企業(yè)經(jīng)營計劃系統(tǒng)難以適應(yīng)153企業(yè)信息系統(tǒng)產(chǎn)生背景：現(xiàn)代化的大生產(chǎn)給機械制造業(yè)帶來了許多困企業(yè)信息系統(tǒng)和現(xiàn)代管理方法

MRP(MaterialRequirementPlanning)MRP-II(ManufacturingResourcesPlanning)CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystems)ERP(EnterprisesResourcesPlanning)154企業(yè)信息系統(tǒng)和現(xiàn)代管理方法MRP(MaterialReMRP制造資源規(guī)劃系統(tǒng)物料需求計劃：主生產(chǎn)調(diào)度(MPS)、物料用量清單(BOM)、庫存、未交貨單等資料，計算未來的物料需求。閉環(huán)式MRP：增加反饋，修改計劃，動態(tài)控制。155MRP制造資源規(guī)劃系統(tǒng)物料需求計劃：主生產(chǎn)調(diào)度(MPS)、物MRP-II除材料外，人力、資金、設(shè)備和時間也看成企業(yè)的資源，并加以控制。除生產(chǎn)外，還包括銷售、財務(wù)、成本的處理。滿足制造業(yè)所有的經(jīng)營及生產(chǎn)活動。156MRP-II除材料外，人力、資金、設(shè)備和時間也看成企業(yè)的資源ERP：管理+IT（企業(yè)資源規(guī)劃）集組織模型、企業(yè)規(guī)范和信息技術(shù)、實施方法為一體的綜合管理應(yīng)用體系。企業(yè)的管理核心從“在正確的時間制造和銷售正確的產(chǎn)品”，轉(zhuǎn)移到了“在最佳的時間和地點，獲得企業(yè)的最大利潤”。具有智能化的管理控制系統(tǒng)。能夠適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)，可以支持跨平臺、多組織的應(yīng)用，并和電子商務(wù)的應(yīng)用具有廣泛的數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯接口。157ERP：管理+IT（企業(yè)資源規(guī)劃）集組織模型、企業(yè)規(guī)范和信息電子商務(wù)

例：亞馬遜的奇跡1995年車庫中誕生1997年營業(yè)收入達1.48億美元，1998年猛增到5.4億美元提供了310萬個可方便查找的書目1600名員工人均創(chuàng)收37.5萬美元網(wǎng)上書店每平方米的銷售量是傳統(tǒng)書店的800％如果按傳統(tǒng)書店所需的營業(yè)面積來計算的話，它的規(guī)模約占好幾平方英里，顧客達500萬人以上。你得開著汽車，才能瀏覽完它所提供的書目。158電子商務(wù)例：亞馬遜的奇跡66電子商務(wù)的產(chǎn)生背景商業(yè)自動化完善和發(fā)展POS企業(yè)內(nèi)部的商務(wù)活動大量使用OA和MIS金融業(yè)步入電子化，大量采用自動服務(wù)系統(tǒng)Internet技術(shù)的飛速發(fā)展“最震撼人心的消息莫過于早上一覺醒來，發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的使用量正以每年2300％的速度增長”。杰夫-貝索斯

159電子商務(wù)的產(chǎn)生背景商業(yè)自動化完善和發(fā)展“最震撼人心的消息莫過什么是電子商務(wù)

基礎(chǔ)：計算機、Internet目標(biāo)：經(jīng)濟活動借助計算機網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)上的交易活動通過Internet進行的各種商務(wù)活動160什么是電子商務(wù)基礎(chǔ)：計算機、Internet68電子商務(wù)的主要內(nèi)容

企業(yè)內(nèi)部電子商務(wù)

企業(yè)間的電子商務(wù)

企業(yè)與消費者之間的電子商務(wù)

161電子商務(wù)的主要內(nèi)容企業(yè)內(nèi)部電子商務(wù)69人工智能

科幻片中的機器人例：“深藍”戰(zhàn)勝人類智慧？1997年5月11日，卡斯帕洛夫以2.5：3.5的比分?jǐn)≡谝慌_電腦（IBM-AS/6000）手下！！智慧輸?shù)袅?，人類還剩些什么？……

“這是一部像人的機器和一個像機器的人之間的決斗”！162人工智能科幻片中的機器人“這是一部像人的機器和70人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展

什么是人工智能機器能夠執(zhí)行人類的活動

主要目標(biāo)：研究用機器來模仿和執(zhí)行人腦的某些智能功能

圖靈測試

麥卡錫（McCarthy）發(fā)起人工智能研討會

163人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展什么是人工智能71人工智能研究的基本內(nèi)容

機器感知

機器思維

機器學(xué)習(xí)

機器行為

智能系統(tǒng)及智能計算機構(gòu)造技術(shù)

164人工智能研究的基本內(nèi)容機器感知72人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域

問題求解

邏輯推理與自動定理證明

自然語言處理

自動程序設(shè)計

專家系統(tǒng)

機器學(xué)習(xí)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

機器人學(xué)

模式識別

智能決策支持系統(tǒng)

165人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域問題求解73計算機輔助設(shè)計與制造

企業(yè)信息系統(tǒng)中的技術(shù)信息系統(tǒng)例：汽車設(shè)計油泥模型價值上千萬元

CAD草圖可以在電腦屏幕上模擬油泥模型和一切測試

研發(fā)成本下降了1/3166計算機輔助設(shè)計與制造企業(yè)信息系統(tǒng)中的技術(shù)信息系統(tǒng)74CAX技術(shù)

CAD（ComputerAidedDesign：計算機輔助設(shè)計）CAM（ComputerAidedManufacturing：計算機輔助制造）CAPP（ComputerAidedProcessPlanning：計算機輔助工藝規(guī)劃）CAE（ComputerAidedEngineering：計算機輔助工程）

167CAX技術(shù)CAD（ComputerAidedDesigCAD利用計算機強有力的計算功能和高效率的圖形處理能力，進行工程和產(chǎn)品的設(shè)計與分析，以達到理想的目的或取得創(chuàng)新成果

168CAD利用計算機強有力的計算功能和高效率的圖形處理能力，進CAM計算機輔助制造通過計算機分級控制和管理制造過程的多方面工作。169CAM計算機輔助制造通過計算機分級控制和管理制造過程的多CAPP計算機輔助工藝規(guī)劃通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息（圖形）和加工工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程

170CAPP計算機輔助工藝規(guī)劃通過向計算機輸入被加工零件的幾CAE計算機輔助工程用計算機來幫助設(shè)計人員和工程生產(chǎn)管理人員進行工程生產(chǎn)計劃、管理、設(shè)計和控制的技術(shù)

171CAE計算機輔助工程用計算機來幫助設(shè)計人員和工程生產(chǎn)管理CAD/CAM系統(tǒng)的基本功能

計算機輔助繪圖

幾何建模

有限元分析優(yōu)化設(shè)計

處理數(shù)控加工信息

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理

172CAD/CAM系統(tǒng)的基本功能計算機輔助繪圖80CAD/CAM系統(tǒng)介紹AutoCAD

Tango/Protel

173CAD/CAM系統(tǒng)介紹AutoCAD81進一步學(xué)習(xí)指導(dǎo)

科學(xué)計算軟件

MATLABSCILAB計算機應(yīng)用的綜合化

174進一步學(xué)習(xí)指導(dǎo)科學(xué)計算軟件82例4新華網(wǎng)巴黎2002年7月4日電。法國原子能委員會軍事應(yīng)用局日前宣布，該局正在進行一項核武器模擬試驗計劃（投資51億歐元）。根據(jù)物理機理，造成核爆條件的過程與核反應(yīng)的過程都是高溫高壓下進行；高達幾百個大氣壓、幾千萬攝氏度、巨大能量是在微秒級時間內(nèi)釋放。描述核反應(yīng)的物理過程的數(shù)學(xué)模型是一組非定常的非線性偏微分方程。它可給出核爆炸各個細節(jié)的圖像、定量的數(shù)據(jù)和運動的全過程。但該組方程是無法求出解析解的。因此只有求助大規(guī)?？茖W(xué)計算。核武器設(shè)計中，從摸清規(guī)律、調(diào)整各種參數(shù)到方案的優(yōu)選等等，需要計算成千上百個模型。由于進行核試驗耗資大、周期長，所以不能只通過核試驗來設(shè)計和改進產(chǎn)品。在計算機上選擇一套參數(shù)設(shè)計一個模型，在一定意義上相當(dāng)于進行一次核試驗。在計算機上花費幾百萬元進行計算，可以節(jié)省以億計的試驗經(jīng)費。模擬核爆試驗可以減少試驗次數(shù)，大大降低研制成本。因此，世界各國在核武器的研制設(shè)計中都大量采用了科學(xué)計算的方法。返回175例4新華網(wǎng)巴黎2002年7