自然科技發(fā)展概論課件

計算機與信息技術(shù)自然科技發(fā)展概論計算機全稱：電子計算機，俗稱電腦；是一種能夠按照程序運行，自動、高速處理海量數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備；是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)技術(shù)發(fā)明之一；發(fā)明者是約翰·阿塔那索夫教授。自然科技發(fā)展概論計算機的特點：1、運算速度快。

2、計算精確度高。

3、邏輯運算能力強。

4、存儲容量大。自然科技發(fā)展概論計算機發(fā)展的五個階段：1.第1代計算機：電子管數(shù)字計算機（1946—1958年）

硬件方面，邏輯元件采用真空電子管，主存儲器采用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯；外存儲器采用磁帶。軟件方面采用機器語言、匯編語言。應(yīng)用領(lǐng)域以軍事和科學(xué)計算為主。特點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般為每秒數(shù)千次至數(shù)萬次）、價格昂貴，但為以后的計算機發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。自然科技發(fā)展概論計算機發(fā)展的五個階段：2.第2代計算機：晶體管數(shù)字計算機（1958—1964年）

硬件方面，邏輯元件采用晶體管，主存儲器采用磁芯，外存儲器采用磁盤。軟件方面出現(xiàn)了以批處理為主的操作系統(tǒng)、高級語言及其編譯程序。應(yīng)用領(lǐng)域以科學(xué)計算和事務(wù)處理為主，并開始進入工業(yè)控制領(lǐng)域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高（一般為每秒數(shù)10萬次，可高達(dá)300萬次）、性能比第1代計算機有很大的提高。自然科技發(fā)展概論計算機發(fā)展的五個階段：3.第3代計算機：集成電路數(shù)字計算機（1964—1970年）

硬件方面，邏輯元件采用中、小規(guī)模集成電路（MSI、SSI），主存儲器仍采用磁芯。軟件方面出現(xiàn)了分時操作系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)化、規(guī)?；绦蛟O(shè)計方法。特點是速度更快（一般為每秒數(shù)百萬次至數(shù)千萬次），而且可靠性有了顯著提高，價格進一步下降，產(chǎn)品走向了通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。應(yīng)用領(lǐng)域開始進入文字處理和圖形圖像處理領(lǐng)域。自然科技發(fā)展概論計算機發(fā)展的五個階段：4.第4代計算機：大規(guī)模集成電路計算機（1970年至今）

硬件方面，邏輯元件采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路（LSI和VLSI）。軟件方面出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和面向?qū)ο笳Z言等。特點是1971年世界上第一臺微處理器在美國硅谷誕生，開創(chuàng)了微型計算機的新時代。應(yīng)用領(lǐng)域從科學(xué)計算、事務(wù)管理、過程控制逐步走向家庭。自然科技發(fā)展概論計算機發(fā)展的五個階段：5.第5代計算機：人工智能計算機

第5代計算機是人類追求的一種更接近人的人工智能計算機。它能理解人的語言，以及文字和圖形。人無需編寫程序，靠講話就能對計算機下達(dá)命令，驅(qū)使它工作。新一代計算機是把信息采集存儲處理、通信和人工智能結(jié)合在一起的智能計算機系統(tǒng)。它不僅能進行一般信息處理，而且能面向知識處理，具有形式化推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋的能力，將能幫助人類開拓未知的領(lǐng)域和獲得新的知識。自然科技發(fā)展概論計算機主要組成：計算機是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成的。

自然科技發(fā)展概論硬件部分：電源主機CPU內(nèi)存硬盤聲卡顯卡網(wǎng)卡調(diào)制解調(diào)器軟驅(qū)光驅(qū)顯示器鍵盤鼠標(biāo)音箱打印機視頻設(shè)備閃存盤移動存儲卡及讀卡器

自然科技發(fā)展概論軟件部分系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)語言處理系統(tǒng)（翻譯程序）

服務(wù)程序

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)處理器管理存儲器管理作業(yè)管理設(shè)備管理文件管理應(yīng)用軟件自然科技發(fā)展概論計算機的分類：超級計算機網(wǎng)絡(luò)計算機工業(yè)控制計算機個人計算機分子計算機量子計算機光子計算機納米計算機生物計算機神經(jīng)計算機自然科技發(fā)展概論計算機的應(yīng)用領(lǐng)域：科學(xué)計算信息管理過程控制輔助設(shè)計計算機翻譯人工智能多媒體應(yīng)用自然科技發(fā)展概論計算機的發(fā)展趨勢：1.巨型化

巨型化是指為了適應(yīng)尖端科學(xué)技術(shù)的需要，發(fā)展高速度、大存儲容量和功能強大的超級計算機。巨型化廣泛應(yīng)用于軍事、天文、氣象、地震、核反應(yīng)堆等各個領(lǐng)域。一個國家的巨型機研制水平，在一定程度上標(biāo)志著該國計算機技術(shù)的發(fā)展水平。2.微型化目前，微型計算機的體積已經(jīng)很小，可以放到桌面上或像公文包一樣提在手上，甚至還有掌上計算機。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，體積更小、功能更強的計算機芯片將嵌入電視、冰箱、空調(diào)等家用電器和小型設(shè)備中，甚至在醫(yī)療領(lǐng)域也使用可植入人體內(nèi)的計算機芯片進行病理的診斷和手術(shù)的實施。自然科技發(fā)展概論計算機的發(fā)展趨勢：3.網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化是指計算機技術(shù)和現(xiàn)代化通信技術(shù)，把各個地區(qū)的計算機互聯(lián)起來，組合成一個規(guī)模巨大的計算機網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)一個地區(qū)、一個國家乃至全世界的信息資源共享。視頻點播、數(shù)字圖書館、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等都是網(wǎng)絡(luò)化帶來的成果。計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已經(jīng)成為一股不可阻擋的潮流，并且越來越顯示出它的優(yōu)越性。自然科技發(fā)展概論計算機的發(fā)展趨勢：4.智能化

智能化是利用計算機運算速度快、記憶力強、邏輯推理嚴(yán)密的特點來模擬人腦的思維過程，進而完成人腦不可能勝任的復(fù)雜工作，這稱為人工智能，如利用計算機進行定理證明、邏輯推理、自然語言學(xué)習(xí)、疾病診斷、人機對弈以及密碼破譯等特殊工作。5.多媒體化

傳統(tǒng)的計算機處理的信息主要是字符和數(shù)字。事實上，人們更習(xí)慣的是圖、文、聲、像等多種形式的多媒體信息。多媒體技術(shù)可以集圖形、圖像、音頻、視頻、文字為一體，使信息處理的對象和內(nèi)容更加接近真實世界。自然科技發(fā)展概論信息技術(shù)定義解釋：1)信息技術(shù)就是“獲取、存貯、傳遞、處理分析以及使信息標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)”。2)信息技術(shù)“包含通信、計算機與計算機語言、計算機游戲、電子技術(shù)、光纖技術(shù)等”。3)現(xiàn)代信息技術(shù)“以計算機技術(shù)、微電子技術(shù)和通信技術(shù)為特征”。4)信息技術(shù)是指在計算機和通信技術(shù)支持下用以獲取、加工、存儲、變換、顯示和傳輸文字、數(shù)值、圖像以及聲音信息，包括提供設(shè)備和提供信息服務(wù)兩大方面的方法與設(shè)備的總稱。自然科技發(fā)展概論信息技術(shù)定義解釋：5)信息技術(shù)是人類在生產(chǎn)斗爭和科學(xué)實驗中認(rèn)識自然和改造自然過程中所積累起來的獲取信息，傳遞信息，存儲信息，處理信息以及使信息標(biāo)準(zhǔn)化的經(jīng)驗、知識、技能和體現(xiàn)這些經(jīng)驗、知識、技能的勞動資料有目的的結(jié)合過程。6)信息技術(shù)是管理、開發(fā)和利用信息資源的有關(guān)方法、手段與操作程序的總稱。自然科技發(fā)展概論信息技術(shù)定義解釋：7)信息技術(shù)是指能夠擴展人類信息器官功能的一類技術(shù)的總稱。8)信息技術(shù)指“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；上述方法和技巧的應(yīng)用；計算機及其與人、機的相互作用，與人相應(yīng)的社會、經(jīng)濟和文化等諸種事物?！?)信息技術(shù)包括信息傳遞過程中的各個方面，即信息的產(chǎn)生、收集、交換、存儲、傳輸、顯示、識別、提取、控制、加工和利用等技術(shù)。自然科技發(fā)展概論

（InformationTechnology，簡稱IT），是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱。它主要是應(yīng)用計算機科學(xué)和通信技術(shù)來設(shè)計、開發(fā)、安裝和實施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。它也常被稱為信息和通信技術(shù)（InformationandCommunicationsTechnology,ICT）。主要包括傳感技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)。信息技術(shù)自然科技發(fā)展概論信息技術(shù)內(nèi)容簡介：信息技術(shù)的研究包括科學(xué)，技術(shù)，工程以及管理等學(xué)科，這些學(xué)科在信息的管理，傳遞和處理中的應(yīng)用，相關(guān)的軟件和設(shè)備及其相互作用。信息技術(shù)的應(yīng)用包括計算機硬件和軟件，網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)，應(yīng)用軟件開發(fā)工具等。計算機和互聯(lián)網(wǎng)普及以來，人們?nèi)找嫫毡榈厥褂糜嬎銠C來生產(chǎn)、處理、交換和傳播各種形式的信息（如書籍、商業(yè)文件、報刊、唱片、電影、電視節(jié)目、語音、圖形、影像等）。在企業(yè)、學(xué)校和其它組織中，信息技術(shù)體系結(jié)構(gòu)是一個為達(dá)成戰(zhàn)略目標(biāo)而采用和發(fā)展信息技術(shù)的綜合結(jié)構(gòu)。它包括管理和技術(shù)的成分。其管理成分包括使命、職能與信息需求、系統(tǒng)配置和信息流程；技術(shù)成分包括用于實現(xiàn)管理體系結(jié)構(gòu)的信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則等。由于計算機是信息管理的中心，計算機部門通常被稱為“信息技術(shù)部門”。有些公司稱這個部門為“信息服務(wù)”（IS）或“管理信息服務(wù)”（MIS）。另一些企業(yè)選擇外包信息技術(shù)部門，以獲得更好的效益。自然科技發(fā)展概論信息技術(shù)的主要特征：1）信息技術(shù)具有技術(shù)的一般特征——技術(shù)性。具體表現(xiàn)為：方法的科學(xué)性，工具設(shè)備的先進性，技能的熟練性，經(jīng)驗的豐富性，作用過程的快捷性，功能的高效性等。2）信息技術(shù)具有區(qū)別于其它技術(shù)的特征——信息性。具體表現(xiàn)為：信息技術(shù)的服務(wù)主體是信息，核心功能是提高信息處理與利用的效率、效益。由信息的秉性決定信息技術(shù)還具有普遍性、客觀性、相對性、動態(tài)性、共享性、可變換性等特性。自然科技發(fā)展概論信息技術(shù)的技術(shù)分類：1）按表現(xiàn)形態(tài)的不同，信息技術(shù)可分為硬技術(shù)（物化技術(shù)）與軟技術(shù)（非物化技術(shù)）。2）按工作流程中基本環(huán)節(jié)的不同，信息技術(shù)可分為信息獲取技術(shù)、信息傳遞技術(shù)、信息存儲技術(shù)、信息加工技術(shù)及信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。3）日常用法中，有人按使用的信息設(shè)備不同，把信息技術(shù)分為電話技術(shù)、電報技術(shù)、廣播技術(shù)、電視技術(shù)、復(fù)印技術(shù)、縮微技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。也有人從信息的傳播模式分，將信息技術(shù)分為傳者信息處理技術(shù)、信息通道技術(shù)、受者信息處理技術(shù)、信息抗干擾技術(shù)等。4）按技術(shù)的功能層次不同，可將信息技術(shù)體系分為基礎(chǔ)層次的信息技術(shù)（如新材料技術(shù)、新能源技術(shù)），支撐層次的信息技術(shù)（如機械技術(shù)、電子技術(shù)、激光技術(shù)、生物技術(shù)、空間技術(shù)等），主體層次的信息技術(shù)（如感測技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)），應(yīng)用層次的信息技術(shù)（如文化教育、商業(yè)貿(mào)易、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會管理中用以提高效率和效益的各種自動化、智能化、信息化應(yīng)用軟件與設(shè)備）。自然科技發(fā)展概論信息技術(shù)的發(fā)展趨勢：信息技術(shù)推廣應(yīng)用的顯著成效，促使世界各國致力于信息化，而信息化的巨大需求又驅(qū)使信息技術(shù)高速發(fā)展。當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的總趨勢是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為中心，從典型的技術(shù)驅(qū)動發(fā)展模式向技術(shù)驅(qū)動與應(yīng)用驅(qū)動相結(jié)合的模式轉(zhuǎn)變。自然科技發(fā)展概論信息技術(shù)的發(fā)展趨勢：微電子技術(shù)和軟件技術(shù)是信息技術(shù)的核心。集成電路的集成度和運算能力、性能價格比繼續(xù)按每18個月翻一番的速度呈幾何級數(shù)增長，支持信息技術(shù)達(dá)到前所未有的水平?，F(xiàn)在每個芯片上包含上億個元件，構(gòu)成了“單片上的系統(tǒng)”（SOC），模糊了整機與元器件的界限，極大地提高了信息設(shè)備的功能，并促使整機向輕、小、薄和低功耗方向發(fā)展。軟件技術(shù)已經(jīng)從以計算機為中心向以網(wǎng)絡(luò)為中心轉(zhuǎn)變。軟件與集成電路設(shè)計的相互滲透使得芯片變成“固化的軟件”，進一步鞏固了軟件的核心地位。軟件技術(shù)的快速發(fā)展使得越來越多的功能通過軟件來實現(xiàn)，“硬件軟化”成為趨勢，出現(xiàn)了“軟件無線電”“軟交換”等技術(shù)領(lǐng)域。嵌入式軟件的發(fā)展使軟件走出了傳統(tǒng)的計算機領(lǐng)域，促使多種工業(yè)產(chǎn)品和民用產(chǎn)品的智能化。軟件技術(shù)已成為推進信息化的核心技術(shù)。自然科技發(fā)展概論信息技術(shù)的發(fā)展趨勢：三網(wǎng)融合和寬帶化是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的大方向。電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計算機網(wǎng)的三網(wǎng)融合是指它們都在數(shù)字化的基礎(chǔ)上在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上走向一致，在業(yè)務(wù)內(nèi)容上相互覆蓋。電話網(wǎng)和電視網(wǎng)在技術(shù)上都要向互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)看齊，其基本特征是采用IP協(xié)議和分組交換技術(shù)；在業(yè)務(wù)上要從現(xiàn)在的話音為主或單向傳輸發(fā)展成交互式的多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主。三網(wǎng)融合不能簡單地理解為把三個網(wǎng)合成一個網(wǎng)，但它的確打破了原有的行業(yè)界限，將引起產(chǎn)業(yè)的重組與政策的調(diào)整。隨著互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)據(jù)流量的迅猛增加，特別是多媒體信息的增加，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求日益提高。增大帶寬，是相當(dāng)長時期內(nèi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的主題。在廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)上，以密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM）為代表的全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引人注目，帶動了光信息技術(shù)的發(fā)展。寬帶接入網(wǎng)技術(shù)多種方案展開了激烈的競爭，鹿死誰手尚難見分曉。無線寬帶接入技術(shù)和建立在第三代移動通信技術(shù)之上的移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，正向信息個人化的目標(biāo)前進。自然科技發(fā)展概論信息技術(shù)的發(fā)展趨勢：互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用開發(fā)也是一個持續(xù)的熱點。一方面電視機、手機、個人數(shù)字助理（PDA）等家用電器和個人信息設(shè)備都向網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的方向發(fā)展，形成了網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的多樣性和個性化，