計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

豫科版七年級上冊信息技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢。2、了解計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用。3、感受計(jì)算機(jī)對人類生活的影響。隨著高速發(fā)展的信息時代的到來，計(jì)算機(jī)帶來的便利已經(jīng)無處不在，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、網(wǎng)上交流、網(wǎng)上購物等都是通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。如果哪一天沒有了計(jì)算機(jī)，生活真是不敢想象。那么，計(jì)算機(jī)是如何發(fā)展起來的？又有哪些方面的應(yīng)用呢？PART01計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生數(shù)手指、擺石頭、打草結(jié)

算盤

手搖式計(jì)算機(jī)無法滿足人們的需求電子計(jì)算機(jī)

1946年，美國賓夕法尼亞大學(xué)成功研制了人類第一臺電子計(jì)算機(jī)ENIAC(埃尼阿克），當(dāng)時僅僅用于軍事和科研工作，解決數(shù)學(xué)計(jì)算問題計(jì)算工具電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)的手工時代

計(jì)算機(jī)的歷史可以追溯到我們祖先用石頭或手指幫助計(jì)數(shù)的遠(yuǎn)古時代。人類最早的

“計(jì)算機(jī)”

是手指。電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生

大約在新石器時代早期，先民使用的“計(jì)算機(jī)”是結(jié)繩，即用繩子打結(jié)的多少來表示數(shù)的概念。計(jì)算機(jī)的手工時代電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生唐朝末年，中國人發(fā)明了算盤。計(jì)算機(jī)的手工時代電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生----計(jì)數(shù)工具手搖計(jì)算機(jī)世界上第一臺通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)世界上第一臺通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)“埃尼阿克”（ENIAC）于1946年在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生了。ENIAC使用了18000多支電子管，耗電功率是150千瓦，重達(dá)30噸，占地面積達(dá)170平方米，可進(jìn)行每秒5000次的加法運(yùn)算。與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)相比，ENIAC除了體積大、速度慢、能耗大外，還有許多不足，如存儲容量太小，要用外接線路的方法來設(shè)計(jì)計(jì)算程序等，但它的問世卻是人類科學(xué)史上的一個偉大的創(chuàng)舉，標(biāo)志著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了新的電子計(jì)算機(jī)時代。第一代計(jì)算機(jī)使用電子管的計(jì)算機(jī)通常被稱為第一代計(jì)算機(jī)。電子管的體積較大，耗電量大，易發(fā)熱，因而工作的時間不能太長。電子管第二代計(jì)算機(jī)隨著半導(dǎo)體技術(shù)的成熟，晶體管逐步代替了電子管成為計(jì)算機(jī)的主要器件。采用晶體管的計(jì)算機(jī)耗電少、體積小、壽命長、運(yùn)算速度快，使計(jì)算機(jī)的性能有了很大的提高。人們把采用晶體管的計(jì)算機(jī)稱為第二代計(jì)算機(jī)。晶體管第三代計(jì)算機(jī)當(dāng)半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展到20世紀(jì)60年代，人們已經(jīng)能夠在一片小小的硅片上集成相當(dāng)于成百上千個晶體管的器件，稱為“集成電路”。集成電路的體積遠(yuǎn)小于晶體管，采用集成電路的計(jì)算機(jī)不但體型輕巧玲瓏，而且其性能、可靠性、運(yùn)算速度都得到了很大幅度的提高。人們把采用集成電路的計(jì)算機(jī)稱為第三代計(jì)算機(jī)。集成電路第四代計(jì)算機(jī)在此基礎(chǔ)上人們提出了將計(jì)算機(jī)的主要部件，如運(yùn)算器、控制器等制造在一片硅片上的設(shè)想，這就是現(xiàn)在廣泛使用的微型計(jì)算機(jī)的微處理器的結(jié)構(gòu)。由于微型計(jì)算機(jī)的體積小、耗電少、價格低、性能高、可靠性好、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用到了社會生活的各個方面，使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用更為普及。這種采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)就是第四代計(jì)算機(jī)。大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路發(fā)展階段年代主要元器件特點(diǎn)第一代1946—1958年電子管體積大，能耗大，速度慢第二代1958—1964年晶體管耗電少、體積小、壽命長、運(yùn)算速度快第三代1964—1970年集成電路體型輕巧玲瓏，而且其性能、可靠性、運(yùn)算速度都得到了很大幅度的提高第四代1970年至今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路體積小、耗電少、價格低、性能高、可靠性好、使用方便表1-1-1計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段

計(jì)算機(jī)的發(fā)展1946電子管計(jì)算機(jī)1957晶體管計(jì)算機(jī)1964集成電路計(jì)算機(jī)1972大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)PART02計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向三、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的主要發(fā)展方向

1、巨型化：指發(fā)展高速度、大存儲容量和功能強(qiáng)大的超級計(jì)算機(jī)。應(yīng)用：天氣預(yù)報

地震機(jī)制研究

石油勘探

衛(wèi)星圖像處理等

2、微型化：以微處理器為核心的微型計(jì)算機(jī)。

通信多樣的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)信息的相互傳遞和資源共享。能模擬人的感覺和思維能力。3、網(wǎng)絡(luò)化：指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，把各個地區(qū)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)起來，形成一個規(guī)模龐大、功能多樣的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)信息的相互傳遞和資源共享。

5、智能化：要求計(jì)算機(jī)能模擬人的感覺和思維能力。PART03計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)具有處理速度快、處理精度高、可存儲、可進(jìn)行邏輯判斷、可靠性高、通用性強(qiáng)和自動化等特點(diǎn)。因此，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

請小組交流，說一說計(jì)算機(jī)在人們的生活中可以為我們做哪些事？計(jì)算機(jī)的應(yīng)用（1）科學(xué)計(jì)算：科學(xué)和工程計(jì)算的特點(diǎn)是計(jì)算量大，而邏輯關(guān)系相對簡單。例如：天氣預(yù)報、衛(wèi)星軌道計(jì)算計(jì)算機(jī)的應(yīng)用（2）信息處理：對各種信息進(jìn)行收集、存儲、加工、分析和統(tǒng)計(jì)，向使用者提供信息存儲、檢索等一系列活動的總和。例如：圖書管理系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)等（3）過程控制：由計(jì)算機(jī)對采集到的數(shù)據(jù)按一定方法經(jīng)過計(jì)算，然后件輸出到指定執(zhí)行機(jī)構(gòu)去控制生產(chǎn)的過程。例如：利用計(jì)算機(jī)控制汽車裝配生產(chǎn)線（4）輔助系統(tǒng)：設(shè)計(jì)人員使用計(jì)算機(jī)來完成復(fù)雜的設(shè)計(jì)任務(wù)。它不僅應(yīng)用于產(chǎn)品和工程輔助設(shè)計(jì)，而且還包括輔助制造、輔助測試、輔助教學(xué)及其閱他方面的內(nèi)容。例如：利用專用軟件進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)（5）人工智能：用計(jì)算機(jī)模擬人類大腦的高級思維活動，具有學(xué)習(xí)、推理和決策的功能。專家系統(tǒng)是人工智能研究的一個應(yīng)用領(lǐng)成，可以對輸屬入的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、推理，做出判斷和決策。例如：汽車自動駕駛、AlphaGo（圍棋機(jī)器人）（6）多媒體應(yīng)用：多媒體技術(shù)的發(fā)展大大拓寬了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，視頻、音頻信息的數(shù)字化，使得計(jì)算機(jī)走向家庭，走向個人例如：利用計(jì)算機(jī)制作動畫、視頻、電子相冊等應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)例人工智能自動駕駛科學(xué)計(jì)算利用計(jì)算機(jī)計(jì)算衛(wèi)星軌道過程控制利用計(jì)算機(jī)控制汽車裝配生產(chǎn)線輔助系統(tǒng)利用專用軟件設(shè)計(jì)建筑信息處理利用圖書管理系統(tǒng)借閱圖書多媒體應(yīng)用利用計(jì)算機(jī)制作電子相冊表1-1-2計(jì)算機(jī)應(yīng)用課后探究活動利用網(wǎng)絡(luò),分小組查找資料，和大家交流討論1、我國超級計(jì)算機(jī)的國際地位。2、我國超級計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。

鞏固練習(xí)1. 世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)誕生于（）。A1941年B1946年C1949年D1950年[答案]：B鞏固練習(xí)2. 計(jì)算機(jī)的發(fā)展大致經(jīng)歷了四個階段，這四個階段是（）。A電子管→集成電路→大規(guī)模集成電路→晶體管B晶體管→電子管→集成電路→大規(guī)模集成電路C電子管→晶體管→集成電路→微型芯片D電子管→晶體管→集成電路→大規(guī)模集成電路[答案]：D鞏固練習(xí)3. 下列說法錯誤的是（）A世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)于1964年誕生，名字叫ENIACB世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)誕生在美國C第一代計(jì)算機(jī)使用的主要元器件為電子管D被人們尊稱為“計(jì)算機(jī)之父”的是馮·諾依曼[答案]：A鞏固練習(xí)4. 人們習(xí)慣于將計(jì)算機(jī)的發(fā)展劃分為四代，主要的劃分依據(jù)是計(jì)算機(jī)的（）A主要元器件B運(yùn)行速度C應(yīng)用領(lǐng)域D價格高低[答案]：A鞏固練習(xí)5. 第二代計(jì)算機(jī)電子器件采用的是（）A晶體管B集成電路C大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路D微處理器集成電路[答案]：A鞏固練習(xí)6.