任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)單元一計(jì)算機(jī)根底知識(shí)本章要點(diǎn)計(jì)算機(jī)的開展歷史、特點(diǎn)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息的表示和存儲(chǔ)數(shù)制的根本概念，二進(jìn)制和十進(jìn)制整數(shù)之間的轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)中字符和漢字的編碼指令和程序設(shè)計(jì)語言計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成和作用，各組成局部的功能和簡單工作原理計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的組成和功能，系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的概念和作用任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)一、計(jì)算機(jī)的開展歷史1946年2月15日，標(biāo)志現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生的ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)在美國的費(fèi)城面世。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)二、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的開展歷史1)第一代電子管計(jì)算機(jī)(1946—1958年)第一代電子管計(jì)算機(jī)的操作指令是為特定任務(wù)編制的，每種機(jī)器都有自己的機(jī)器語言，功能不僅受限制，速度也慢。這個(gè)時(shí)期的計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是體積龐大、運(yùn)算速度低、本錢高、可靠性較差、內(nèi)存容量小，主要用于軍事和科學(xué)研究工作。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)2)第二代晶體管計(jì)算機(jī)(1958—1964年)第二代計(jì)算機(jī)用晶體管代替了電子管，在這一時(shí)期出現(xiàn)了更高級(jí)的COBOL和FORTRAN等語言，使計(jì)算機(jī)編程更容易。與第一代計(jì)算機(jī)相比，晶體管計(jì)算機(jī)體積小、本錢低、功能強(qiáng)、可靠性高。除了科學(xué)計(jì)算機(jī)外，計(jì)算機(jī)還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理。IBM-7000系列機(jī)是第二代計(jì)算機(jī)的代表。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)3)第三代集成電路計(jì)算機(jī)(1964—1971年)第三代計(jì)算機(jī)主存儲(chǔ)器采用集成度很高的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百萬次甚至上億次根本運(yùn)算。這一代計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器仍采用磁芯，軟件開場逐漸完善，分時(shí)操作系統(tǒng)、會(huì)話式語言等多種高級(jí)語言都有新的開展。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)4)第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)(1971—)計(jì)算機(jī)的邏輯元件和主存儲(chǔ)器都采用了大規(guī)模集成電路(LSI)。所謂大規(guī)模集成電路，是指在單片硅片上集成1000～2000個(gè)晶體管的集成電路，其集成度比中、小規(guī)模的集成電路提高了1～2個(gè)以上數(shù)量級(jí)。這時(shí)計(jì)算機(jī)開展到了微型化、耗電極少、可靠性很高的階段。大規(guī)模集成電路使軍事工業(yè)、空間技術(shù)、原子能技術(shù)得到開展，這些領(lǐng)域的蓬勃開展對(duì)計(jì)算機(jī)提出了更高的要求，有力地促進(jìn)了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的空前大開展。IBM4300系列、3080系列、3090系列和9000系列是這一時(shí)期的主流產(chǎn)品。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)三、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)高速、準(zhǔn)確的運(yùn)算能力現(xiàn)在高性能計(jì)算機(jī)每秒能進(jìn)展幾百億次以上的加法運(yùn)算，這使大量復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算問題得以解決。目前世界上已有超過每秒萬萬億次的運(yùn)算速度的計(jì)算機(jī)。IBM公司的“紅杉〞(Sequoia)在2021年6月公布的世界超級(jí)計(jì)算機(jī)排名第一，運(yùn)算速度到達(dá)每秒16324萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算。我國的“天河一號(hào)〞實(shí)測運(yùn)算速度能到達(dá)每秒2570萬億次，排名世界第五。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)準(zhǔn)確的邏輯判斷能力計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)展邏輯處理，也就是說它能“思考〞。雖然現(xiàn)在還不具備人類思考的能力，但在信息查詢等方面，已能夠根據(jù)要求進(jìn)展匹配檢索。強(qiáng)大的存儲(chǔ)能力計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器類似于人的大腦，可以“記憶〞(存儲(chǔ))大量的數(shù)據(jù)和信息。是否具有強(qiáng)大的存儲(chǔ)能力，是計(jì)算機(jī)和其他計(jì)算裝置(如計(jì)算器)的一個(gè)重要區(qū)別。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)自動(dòng)功能通常的運(yùn)算裝置都是由人控制的，人給機(jī)器一條指令，機(jī)器就完成一個(gè)(或一組)操作。由于計(jì)算機(jī)具有存儲(chǔ)信息的能力，因此可以將指令事先輸入計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)。在計(jì)算機(jī)開場工作后，從存儲(chǔ)單元中依次取出指令來控制計(jì)算機(jī)的操作，從而使人們可以不必干預(yù)計(jì)算機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)化。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)網(wǎng)絡(luò)與通信功能計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠?qū)⒁粋€(gè)個(gè)國家的計(jì)算機(jī)連在一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)上。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200多個(gè)國家和地區(qū)數(shù)億臺(tái)的各種計(jì)算機(jī)。在網(wǎng)上的所有用戶可共享網(wǎng)上資料、交流信息、互相學(xué)習(xí)。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)四、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算是指計(jì)算機(jī)用于數(shù)學(xué)問題的計(jì)算，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最早的領(lǐng)域。在科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的數(shù)學(xué)問題。數(shù)據(jù)/信息處理數(shù)據(jù)/信息處理也稱為非數(shù)值計(jì)算。它是指用計(jì)算機(jī)對(duì)信息進(jìn)展收集、加工、存儲(chǔ)和傳遞等工作，其目的是為有各種需求的人們提供有價(jià)值的信息，作為管理和決策的依據(jù)。例如，人口普查資料的分類、匯總，股市行情的實(shí)時(shí)管理等都是信息處理的例子。目前，計(jì)算機(jī)信息處理已廣泛應(yīng)用于辦公室自動(dòng)化、企業(yè)管理、情報(bào)檢索等諸多領(lǐng)域。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)過程控制計(jì)算機(jī)過程控制是指用計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程或某種裝置的運(yùn)行過程進(jìn)展?fàn)顟B(tài)檢測并實(shí)施自動(dòng)控制。用計(jì)算機(jī)進(jìn)展過程控制可以改進(jìn)設(shè)備性能，提高生產(chǎn)效率，降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度。將計(jì)算機(jī)信息處理與過程控制結(jié)合起來，甚至能夠出現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理下的無人工廠。計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算機(jī)輔助工程主要包括：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign，CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(ComputerAidedManufacturing，CAM)、計(jì)算機(jī)輔助測試(ComputerAidedTesting，CAT)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(ComputerAssistedInstruction，CAI)。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)網(wǎng)絡(luò)通信隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速開展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。電子郵件、WWW效勞、資料檢索、IP、電子商務(wù)、電子政務(wù)、BBS、遠(yuǎn)程教育等，不一而足。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)并將繼續(xù)改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式。人工智能人工智能是利用計(jì)算機(jī)對(duì)人進(jìn)展智能模擬。它包括用計(jì)算機(jī)模仿人的感知能力、思維能力和行為能力等。例如使計(jì)算機(jī)具有識(shí)別語言、文字、圖形及學(xué)習(xí)、推理和適應(yīng)環(huán)境的能力等。隨著人工智能研究的不斷深入，與人類更加接近的“智能機(jī)器人〞將出現(xiàn)在我們身邊。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)多媒體應(yīng)用目前，多媒體的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷拓寬。在文化教育、技術(shù)培訓(xùn)、電子圖書、觀光旅游、商用及家庭應(yīng)用等方面，已經(jīng)出現(xiàn)了不少深受人們歡送和喜愛的、以多媒體技術(shù)為核心的電子出版物，它們以圖片、動(dòng)畫、視頻片段、音樂及講解等易承受的媒體素材將所反映的內(nèi)容生動(dòng)地展現(xiàn)給廣闊讀者。嵌入式系統(tǒng)不是所有計(jì)算機(jī)都是通用的。許多特殊的計(jì)算機(jī)用于不同的設(shè)備中，包括大量的消費(fèi)電子產(chǎn)品和工業(yè)制造系統(tǒng)，都是把處理器芯片嵌入其中，完成特定的處理任務(wù)。這些系統(tǒng)稱為嵌入式系統(tǒng)。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)五、計(jì)算機(jī)的分類按照計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的類型分類數(shù)字計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算機(jī)數(shù)字和模擬計(jì)算機(jī)按照計(jì)算機(jī)的用途分類通用計(jì)算機(jī)專用計(jì)算機(jī)任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)按照計(jì)算機(jī)性能、規(guī)模和處理能力分類巨型機(jī)大型通用機(jī)微型機(jī)工作站效勞器任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)六、計(jì)算機(jī)應(yīng)用及開展趨勢計(jì)算機(jī)應(yīng)用1)人工智能人工智能的主要內(nèi)容是研究如何讓計(jì)算機(jī)來完成過去只有人才能做的智能的工作。21世紀(jì)，以計(jì)算機(jī)為根底的人工智能技術(shù)取得了一些進(jìn)展，例如：指紋識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助翻譯、語音輸入、手寫輸入等。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)2)網(wǎng)格計(jì)算網(wǎng)格計(jì)算研究如何把一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算機(jī)能力才能解決的問題分成許多小局部，然后把它們分配給許多計(jì)算機(jī)進(jìn)展處理，最后將計(jì)算機(jī)結(jié)果綜合，從而完成一個(gè)大型計(jì)算機(jī)任務(wù)。3)中間件技術(shù)中間件是介于應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)之間的系統(tǒng)軟件，在客戶機(jī)和效勞器之間增加一組效勞，這種效勞就是中間件。例如，連接數(shù)據(jù)庫使用的ODBC就是一種數(shù)據(jù)庫中間件，可通過ODBC連接各種類型的數(shù)據(jù)庫。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)4)云計(jì)算云計(jì)算是對(duì)于基于網(wǎng)絡(luò)的、可配置的共享計(jì)算資源池能夠方便按需訪問的一種模式。云計(jì)算的構(gòu)成包括硬件、軟件和效勞。云計(jì)算的核心思想是對(duì)大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源進(jìn)展統(tǒng)一管理和調(diào)度。云計(jì)算的特點(diǎn)：超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴(kuò)展性、按需效勞、價(jià)廉。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)計(jì)算機(jī)的開展趨勢1)電子計(jì)算機(jī)開展方向巨型化：指計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、功能更完善、可靠性更高，運(yùn)算速度可達(dá)每秒萬萬億次，存儲(chǔ)容量超過幾百T字節(jié)。微型化：微型計(jì)算機(jī)從臺(tái)式機(jī)向便攜機(jī)、掌上機(jī)、膝上機(jī)開展，價(jià)格低廉、方便使用，軟件豐富，隨著電子技術(shù)的進(jìn)一步開展，微型計(jì)算機(jī)必將以更優(yōu)的性能價(jià)格比受到人們的歡送。網(wǎng)絡(luò)化：指利用現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，把分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)起來，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互相通信，以共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源。智能化：指計(jì)算機(jī)模擬人的感覺和思維過程的能力。目前已研制出的機(jī)器人有的可以代替人從事危險(xiǎn)環(huán)境中的勞動(dòng)，有的能與人下棋等。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)2)未來新一代的計(jì)算機(jī)下一代計(jì)算機(jī)無論是從體系構(gòu)造、工作原理，還是器件及制造技術(shù)，都應(yīng)該進(jìn)展顛覆性變革了，未來可能的計(jì)算機(jī)有：模糊計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、光子計(jì)算機(jī)、超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)等。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)七、信息技術(shù)信息技術(shù)的定義隨著信息技術(shù)的開展，信息技術(shù)的內(nèi)涵也在不斷變化，因此至今沒有統(tǒng)一的定義。一般來說，信息技術(shù)是指信息的采集、加工、存儲(chǔ)、傳輸和利用的技術(shù)，這是一種狹隘的定義。在現(xiàn)代信息社會(huì)中，技術(shù)開展能夠?qū)е绿摂M現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)生，信息本質(zhì)也被改寫，一切可以用二進(jìn)制進(jìn)展編碼的東西都被稱為信息。因此，聯(lián)合國教科文組織對(duì)信息技術(shù)的定義是：應(yīng)用在信息加工和處理中的科學(xué)、技術(shù)與工程的訓(xùn)練方法和管理技巧；上述方面的技巧和應(yīng)用；計(jì)算機(jī)及其與人、機(jī)的相互作用；與之相應(yīng)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和文化等諸種事務(wù)。信息技術(shù)一般是指一系列與計(jì)算機(jī)相關(guān)的技術(shù)。任務(wù)一掌握計(jì)算機(jī)根底知識(shí)現(xiàn)代信息技術(shù)的內(nèi)容1)信息根底技術(shù)信息根底技術(shù)是信息技術(shù)的根底，包括新材料、新能源、新器件的開