計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)第一章

1第一章計算機(jī)與信息社會

1.1

計算機(jī)的發(fā)展

1.2

信息技術(shù)概述1.3

計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用2

1.1計算機(jī)的發(fā)展

算盤中國唐代第一種手動式計數(shù)器計算尺1622年，英國WilliamOughtred

手動式、減、乘、除、指數(shù)和三角函數(shù)運(yùn)算加法器1942年，法國BlaisePascal

機(jī)械式，只能做加法計算器1673年，德國GottfriedLeibniz

機(jī)械式，加、減、乘、除和開方差分機(jī)1812年，英國CharlesBabbage

分析機(jī)1834年，英國CharlesBabbage

3

查爾斯.巴貝奇

1812年差分機(jī)1834年分析機(jī)

1.1.1

近代計算機(jī)1.差分機(jī)和分析機(jī)三部分組成：(1)由許多輪子組成的保存數(shù)據(jù)的存儲庫；(2)運(yùn)算裝置；(3)能對操作順序進(jìn)行控制，并選擇所需處理的數(shù)據(jù)以及輸出結(jié)果的裝置。史料：查爾斯.巴貝奇4

HowardAiken博士發(fā)現(xiàn)了查爾斯.巴貝奇的論文在IBM的支持下，用機(jī)電方式制造了MARKIMARKII和MARKIII是電子計算機(jī)2.MARKI1944年51尺長重5頓750,000部份合并而成有72個累加器，每一個有自己的算術(shù)部件，及23位數(shù)的寄存器。

3.ABC計算機(jī)1941年電子管數(shù)字計算機(jī)

JohnV.Atanasoff和CliffordE.Berry為數(shù)學(xué)物理研究研制的，54.阿蘭.圖靈和馮.諾依曼計算機(jī)科學(xué)奠基人英國科學(xué)家阿蘭.圖靈主要貢獻(xiàn)：建立圖靈機(jī)模型，奠定了可計算理論的基礎(chǔ)提出圖靈測試，闡述了機(jī)器智能的概念

美國計算機(jī)學(xué)會(ACM)1966年設(shè)立圖靈獎電子計算機(jī)之父：美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼主要貢獻(xiàn)：與同事研制人類第二臺計算機(jī)EDVAC“存儲程序”概念馮·諾依曼計算機(jī)奠定了現(xiàn)代計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和工作原理61.1.2電子計算機(jī)的問世1946年2月由賓州大學(xué)研制的ENIAC電子計算機(jī)時代的到來

ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator電子數(shù)字積分計算機(jī)重達(dá)30噸占地250m2啟動工耗150000瓦18000個電子管每秒5千次加減運(yùn)算沒有存儲器采用十進(jìn)制莫奇萊和埃克特71.1.3計算機(jī)的分代時代年份器件軟件應(yīng)用一

46-58電子管機(jī)器語言匯編語言科學(xué)計算二58-64晶體管高級語言數(shù)據(jù)處理工業(yè)控制三64-71集成電路操作系統(tǒng)文字處理圖形處理四71年后大規(guī)模集成電路數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等社會的各個領(lǐng)域電子管晶體管集成電路大規(guī)模集成電路81.1.4計算機(jī)的分類按綜合性能指標(biāo)分類高性能計算機(jī)（巨型機(jī)或大型機(jī)）：

速度最快、處理能力最強(qiáng)、最快：NECEarthSimulator

每秒35萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，峰值40萬億次中國：曙光4000A2560顆64位AMDOpteron處理器

每秒8萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，全球排名第10工作站：介于PC與小型機(jī)之間高檔微機(jī)系統(tǒng)

高分辨率、大容量內(nèi)外存，圖形功能較強(qiáng)微型計算機(jī)：

臺式機(jī)、筆記本和個人數(shù)字助量(PDA)服務(wù)器：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中為多個用戶提供服務(wù)的計算機(jī)系統(tǒng)按用途分類通用機(jī)專用機(jī)91.1.5計算機(jī)的新技術(shù)1．嵌入式技術(shù)將計算機(jī)作為一個信息處理部件，嵌入到應(yīng)用系統(tǒng)之中的一種技術(shù)。 系統(tǒng)和功能軟件固化起來，類似BIOS的工作方式。應(yīng)用：各種家電、數(shù)碼相機(jī)等2．網(wǎng)格計算利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個“虛擬的超級計算機(jī)”，其中每一臺的計算機(jī)就是一個“節(jié)點(diǎn)”，而整個計算是由成千上萬個“節(jié)點(diǎn)”組成的“一張網(wǎng)格”。優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)處理能力超強(qiáng)；充分利用網(wǎng)上的閑置處理能力。示例：圖1.1.6D2OL網(wǎng)格計算103．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111.1.6未來新型計算機(jī)1．光計算機(jī)利用光子取代電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲。不同波長的表示不同的數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)：超高速缺點(diǎn)：體積龐大2．生物計算機(jī)（分子計算機(jī)）

20世紀(jì)80年代中期開始研制

采用了生物芯片3．量子計算機(jī)利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計算機(jī)，這種多現(xiàn)實(shí)態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。

121.2信息技術(shù)概述

1.2.1信息技術(shù)基礎(chǔ)知識

1.信息與數(shù)據(jù)病歷卡上記載病人的體溫39oC是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)39oC本身是沒有意義的。當(dāng)數(shù)據(jù)以某種形式經(jīng)過處理、描述或與其它數(shù)據(jù)比較時，才能成為信息。某個病人的體溫是39oC，這才是信息，信息是有意義的。信息各種事物的變化和特征的反映數(shù)據(jù)信息的載體。例如：數(shù)值、文字、語言、圖形、圖像等。132.信息技術(shù)(InformationTechnology，IT)聯(lián)合國教科文組織的定義應(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；上述方面和技巧和應(yīng)用；計算機(jī)及其與人、機(jī)的相互作用；與之相應(yīng)的社會、經(jīng)濟(jì)和文化等諸種事物。

141.2.2現(xiàn)代信息技術(shù)的內(nèi)容1.

信息基礎(chǔ)技術(shù)

微電子技術(shù)

當(dāng)今世界新技術(shù)革命的基石

光電子技術(shù)

采用光子作為信息的載體

2.

信息系統(tǒng)技術(shù)

信息獲取技術(shù)

傳感技術(shù)、遙測技術(shù)和遙感技術(shù)信息處理技術(shù)

計算機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)代信息技術(shù)的核心信息傳輸技術(shù)

光纖通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等

信息控制技術(shù)利用信息傳遞和反饋來實(shí)現(xiàn)信息存貯技術(shù)縮微品、磁盤、光盤 通信技術(shù)(Communication)、計算機(jī)技術(shù)(Computer)和控制技術(shù)(Control)合稱為3C。3.

信息應(yīng)用技術(shù)如信息管理、信息控制、信息決策

151.2.3現(xiàn)代信息技術(shù)的特點(diǎn)數(shù)字化大量信息可以被壓縮，并以光速進(jìn)行傳輸。多媒體化文字、聲音、圖形、圖像、視頻等信息媒體與計算機(jī)集成在一起，以接近于人類的工作方式和思考方式來設(shè)計與操作。高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶下一代的Internet技術(shù)。

智能化在超媒體的世界里，軟件代理收集任何可能想要在網(wǎng)絡(luò)上取得的信息。161.3計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用

計算機(jī)的應(yīng)用類型

1.科學(xué)計算

2.數(shù)據(jù)處理

3.電子商務(wù)

4.過程控制

5.CAD/CAM/CIMS

6.多媒體技術(shù)

7.虛擬現(xiàn)實(shí)

8.人工智能

計算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

1.工商：電子商務(wù)、CAD/CAM

2.教育：多媒體教育、遠(yuǎn)程教育

3.醫(yī)藥：CAT、MRI、遠(yuǎn)程醫(yī)療

4.政府：電子政府

5.娛樂：虛擬現(xiàn)實(shí)、電影特技

6.科研：數(shù)據(jù)采集、計算分析

7.家庭：