計算機的發(fā)展與應用

計算機的發(fā)展與應用

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

算盤

手搖式計算機無法滿足人們的需求電子計算機

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

計算機的歷史可以追溯到我們祖先用石頭或手指幫助計數(shù)的遠古時代。人類最早的

“計算機”

是手指。電子計算機的產(chǎn)生

大約在新石器時代早期，先民使用的“計算機”是結繩，即用繩子打結的多少來表示數(shù)的概念。計算機的手工時代電子計算機的產(chǎn)生唐朝末年，中國人發(fā)明了算盤。計算機的手工時代電子計算機的產(chǎn)生----計數(shù)工具手搖計算機世界上第一臺通用電子數(shù)字計算機世界上第一臺通用電子數(shù)字計算機“埃尼阿克”（ENIAC）于1946年在美國賓夕法尼亞大學誕生了。ENIAC使用了18000多支電子管，耗電功率是150千瓦，重達30噸，占地面積達170平方米，可進行每秒5000次的加法運算。與現(xiàn)代計算機相比，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計計算程序等，但它的問世卻是人類科學史上的一個偉大的創(chuàng)舉，標志著科學技術的發(fā)展進入了新的電子計算機時代。第一代計算機使用電子管的計算機通常被稱為第一代計算機。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。電子管第二代計算機隨著半導體技術的成熟，晶體管逐步代替了電子管成為計算機的主要器件。采用晶體管的計算機耗電少、體積小、壽命長、運算速度快，使計算機的性能有了很大的提高。人們把采用晶體管的計算機稱為第二代計算機。晶體管第三代計算機當半導體技術發(fā)展到20世紀60年代，人們已經(jīng)能夠在一片小小的硅片上集成相當于成百上千個晶體管的器件，稱為“集成電路”。集成電路的體積遠小于晶體管，采用集成電路的計算機不但體型輕巧玲瓏，而且其性能、可靠性、運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算機稱為第三代計算機。集成電路第四代計算機在此基礎上人們提出了將計算機的主要部件，如運算器、控制器等制造在一片硅片上的設想，這就是現(xiàn)在廣泛使用的微型計算機的微處理器的結構。由于微型計算機的體積小、耗電少、價格低、性能高、可靠性好、使用方便等優(yōu)點，被應用到了社會生活的各個方面，使計算機的應用更為普及。這種采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的計算機就是第四代計算機。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計算機的發(fā)展階段

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

1、巨型化：指發(fā)展高速度、大存儲容量和功能強大的超級計算機。應用：天氣預報

地震機制研究

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算機。

通信多樣的網(wǎng)絡系統(tǒng)，從而實現(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)絡化：指利用計算機技術和現(xiàn)代通信技術，把各個地區(qū)的計算機互聯(lián)起來，形成一個規(guī)模龐大、功能多樣的網(wǎng)絡系統(tǒng)，從而實現(xiàn)信息的相互傳遞和資源共享。

5、智能化：要求計算機能模擬人的感覺和思維能力。PART03計算機的特點及應用計算機的特點計算機具有處理速度快、處理精度高、可存儲、可進行邏輯判斷、可靠性高、通用性強和自動化等特點。因此，應用領域非常廣泛。

請小組交流，說一說計算機在人們的生活中可以為我們做哪些事？計算機的應用（1）科學計算：科學和工程計算的特點是計算量大，而邏輯關系相對簡單。例如：天氣預報、衛(wèi)星軌道計算計算機的應用（2）信息處理：對各種信息進行收集、存儲、加工、分析和統(tǒng)計，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：由計算機對采集到的數(shù)據(jù)按一定方法經(jīng)過計算，然后件輸出到指定執(zhí)行機構去控制生產(chǎn)的過程。例如：利用計算機控制汽車裝配生產(chǎn)線（4）輔助系統(tǒng)：設計人員使用計算機來完成復雜的設計任務。它不僅應用于產(chǎn)品和工程輔助設計，而且還包括輔助制造、輔助測試、輔助教學及其閱他方面的內容。例如：利用專用軟件進行建筑設計（5）人工智能：用計算機模擬人類大腦的高級思維活動，具有學習、推理和決策的功能。專家系統(tǒng)是人工智能研究的一個應用領成，可以對輸屬入的原始數(shù)據(jù)進行分析、推理，做出判斷和決策。例如：汽車自動駕駛、AlphaGo（圍棋機器人）（6）多媒體應用：多媒體技術的發(fā)展大大拓寬了計算機的應用領域，視頻、音頻信息的數(shù)字化，使得計算機走向家庭，走向個人例如：利用計算機制作動畫、視頻、電子相冊等應用領域應用實例人工智能自動駕駛科學計算利用計算機計算衛(wèi)星軌道過程控制利用計算機控制汽車裝配生產(chǎn)線輔助系統(tǒng)利用專用軟件設計建筑信息處理利用圖書管理系統(tǒng)借閱圖書多媒體應用利用計算機制作電子相冊表1-1-2計算機應用課后探究活動利用網(wǎng)絡,分小組查找資料，和大家交流討論1、我國超級計算機的國際地位。2、我國超級計算機的應用領域。

鞏固練習1. 世界上第一臺電子計算機誕生于（）。A1941年B1946年C1949年D1950年[答案]：B鞏固練習2. 計算機的發(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3. 下列說法錯誤的是（）A世界上第一臺電子計算機于1964年誕生，名字叫ENIACB世界上第一臺電子計算機誕生在美國C第一代計算機使用的主要元器件為電子管D被人們尊稱為“計算機之父”的是馮·諾依曼[答案]：A鞏固練習4. 人們習慣于將計算機的發(fā)展劃分為四代，主要的劃分依據(jù)是計算機的（）A主要元器件B運行速度C應用領域D價格高低[答案]：A鞏固練習5. 第二代計算機電子器件采用的是（）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6.