計算機(jī)的發(fā)展知識講稿

計算機(jī)的發(fā)展計算機(jī)發(fā)展簡史未來的計算機(jī)計算機(jī)改變生活早期的計算機(jī)器帕斯卡的加法機(jī)萊布尼茲的乘法機(jī)

巴貝奇差分機(jī)巴貝奇分析機(jī)古老的計算工具—算盤早期的計算機(jī)器哈佛大學(xué)研制的機(jī)電式自動順序控制計算機(jī)MARKI現(xiàn)代計算機(jī)-第一代計算機(jī)主要特點邏輯元件——電子管主存——磁鼓輔存——磁帶軟件——機(jī)器語言、符號語言應(yīng)用——科學(xué)計算主要成就數(shù)字電子計算機(jī)的出現(xiàn)，揭開了人類歷史新篇章。1946年6月，馮·諾依曼提出了“存儲程序”的概念以及計算機(jī)組成和框架，奠定了現(xiàn)代計算機(jī)的基礎(chǔ)。圖靈、圖靈機(jī)及圖靈測試圖靈是計算機(jī)邏輯的奠基者，許多人工智能的重要方法也源自這位偉大的科學(xué)家：24歲，提出圖靈機(jī)理論；31歲，參與Colossus（二戰(zhàn)時英國破解德國通信密碼的計算機(jī)）的研制；33歲，構(gòu)思了仿真系統(tǒng)；35歲，提出自動程序設(shè)計概念；38歲，設(shè)計了“圖靈測試”；在后來還創(chuàng)造了一門新學(xué)科——非線性力學(xué)；……計算機(jī)與人工智能之父，英國數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家——阿蘭·圖靈（AlanTuring，1912-1954）阿塔納索夫及ABC計算機(jī)被“遺忘”的電子計算機(jī)之父

——約翰·阿塔納索夫（JohnAtanasoff，1903-1995）存放在衣阿華州立大學(xué)的ABC計算機(jī)(Atanasoff-BerryComputer)馮·諾伊曼及馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)1945年6月30日，馮·諾依曼發(fā)表“101頁報告”——FirstDraftofaReportontheEDVAC；1946年7、8月間，馮·諾依曼又提出了一個更加完善的設(shè)計報告“電子計算機(jī)邏輯設(shè)計初探”（Preliminarydiscussionofthethelogicaldesignofanelectroniccomputinginstrument）。現(xiàn)代電子計算機(jī)之父——馮·諾伊曼這兩篇報告的綜合設(shè)計思想，便是著名的“馮·諾依曼結(jié)構(gòu)（vonNeumannArchitecture）”。報告明確指出：采用二進(jìn)制，不但數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制，指令也采用二進(jìn)制；計算機(jī)由5部分構(gòu)成：運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入和輸出裝置；程序由指令組成并和數(shù)據(jù)一起存放在存儲器中，機(jī)器按程序指定的邏輯順序，把指令從存儲器中讀出來并逐條執(zhí)行，從而自動完成程序描述的處理工作。(即，“存儲程序”思想)電子管計算機(jī)1946年世界上第一臺電子計算機(jī)ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，注意ENIAC并不是基于“存儲程序”工作的計算機(jī)?。┰诿绹e夕法尼亞大學(xué)研制成功。5000次加法/秒體重30噸占地170m218800只電子管1500個繼電器功率150KW第二代電子計算機(jī)主要特點邏輯元件——晶體管主存——磁芯輔存——磁盤軟件——高級程序設(shè)計語言、操作系統(tǒng)應(yīng)用——除科學(xué)計算外，已應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、過程控制主要成就首次將晶體管用于計算機(jī)，使計算機(jī)縮小了體積，減低了功耗，提高了速度和可靠性。發(fā)明了高級語言。首次提出了計算機(jī)的兼容問題，包括硬件兼容和軟件兼容。晶體管計算機(jī)晶體管與電子管的比較：體積比電子管小很多耗電大大降低穩(wěn)定性有很大提高1955年，貝爾實驗室使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機(jī)TRADIC。(TransistorDigitalComputer)集成電路計算機(jī)集成電路與晶體管的比較：1964年4月7日，在IBM公司成立50周年之際，由年僅40歲的吉恩·阿姆達(dá)爾(Gene

Amdahl)擔(dān)任主設(shè)計師，歷時四年研發(fā)的IBM360計算機(jī)問世，標(biāo)志著第三代計算機(jī)的全面登場，這也是IBM歷史上最為成功的機(jī)型之一。第四代電子計算機(jī)主要特點邏輯元件——大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路（LSI/VLSI）主存——LSI/VLSI半導(dǎo)體芯片輔存——磁盤、光盤軟件——高級程序設(shè)計語言、操作系統(tǒng)應(yīng)用——科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、過程控制，并進(jìn)入以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征的應(yīng)用時代各種第四代計算機(jī)我國計算機(jī)的發(fā)展1958年研制出第一臺電子管計算機(jī)1964年研制出第二代晶體管計算機(jī)1971年研制出第三代集成電路計算機(jī)1977年研制出第一臺微機(jī)DJS0501983年研制成功銀河億次機(jī)（第四代計算機(jī)）2002年9月聯(lián)想集團(tuán)研制成功“深騰1800”計算機(jī)，運(yùn)算速度超過1萬億次/秒2003年12月，我國自主研發(fā)出國內(nèi)最快、世界第三的10萬億次曙光4000A高性能計算機(jī)2010年，中國國防科大研制的“天河一號”在高性能計算機(jī)排行榜上位列第一，曙光公司部署在深圳計算中心的“星云”排行第三；我國計算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題自主創(chuàng)新能力不足；核心技術(shù)缺失（CPU制造技術(shù)，高科技材料技術(shù)，操作系統(tǒng)技術(shù)，高性能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器技術(shù)）；大規(guī)模軟件幾乎空白；發(fā)展體制存在缺陷；相關(guān)法律法規(guī)不夠健全，知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)存在漏洞；計算機(jī)分類

1．按照處理數(shù)據(jù)信息形式分類（1）數(shù)字計算機(jī)（2）模擬計算機(jī)（3）數(shù)字模擬混合計算機(jī)

2．按照規(guī)模分類（1）巨型機(jī)

（2）大型機(jī)（3）小型機(jī)

（4）微型機(jī)18按照功能分類

按照計算機(jī)功能，一般可分為專用計算機(jī)和通用計算機(jī)。

1.1.4計算機(jī)特點

1．運(yùn)算速度快2．計算精度高3．邏輯判斷能力4．海量存儲能力5．高度自動控制功能20

1.1.5計算機(jī)應(yīng)用

1．科學(xué)計算2．信息處理3．過程控制4．計算機(jī)輔助系統(tǒng)5．網(wǎng)絡(luò)通信6．人工智能7．多媒體應(yīng)用未來的計算機(jī)巨型化：天文、軍事、仿真、科學(xué)計算等領(lǐng)域需要進(jìn)行大量的計算，要求計算機(jī)有更高的運(yùn)算速度、更大的存儲量，這就需要研制功能更強(qiáng)的巨型計算機(jī)；專業(yè)化：工業(yè)計算機(jī)、嵌入式設(shè)備在工業(yè)上和專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，車載電腦、工控計算機(jī)、銀行系統(tǒng)等；微型化：專用微型機(jī)已經(jīng)大量應(yīng)用于儀器、儀表和家用電器中。筆記本電腦已經(jīng)大量進(jìn)入辦公室和家庭，但是便攜性、續(xù)航能力仍不夠人們?nèi)旌蚴褂?，?yīng)運(yùn)而生的便攜式互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（MID）、智能手機(jī)、平板電腦不斷涌現(xiàn)，迅速普及；網(wǎng)絡(luò)化：移動通信和互聯(lián)網(wǎng)成為當(dāng)今世界發(fā)展最快、市場潛力最大、前景最誘人的兩大業(yè)務(wù)，它們的增長速度都是任何預(yù)測家未曾預(yù)料到的，所以移動互聯(lián)網(wǎng)可以預(yù)見將會創(chuàng)造怎樣的經(jīng)濟(jì)神話；智能化：目前的計算機(jī)已能夠部分地代替人的腦力勞動，但是人們希望計算機(jī)具有更多人的智能，比如：自行思考，智能識別，自動升級等等；下一代計算機(jī)

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)成為我們工作上的工具，生活中的控制中心是必然的事情。計算機(jī)的未來充滿了變數(shù)。性能的大幅度提高是不可置疑的，而實現(xiàn)性能的飛躍卻有多種途徑。不過性能的大幅提升并不是計算機(jī)發(fā)展的唯一路線，計算機(jī)的發(fā)展，還應(yīng)當(dāng)變得越來越人性化，同時也要注重環(huán)保等等。

基于集成電路的計算機(jī)短期內(nèi)還不會退出歷史舞臺。但一些新的計算機(jī)正在躍躍欲試地加緊研究，這些計算機(jī)是：超導(dǎo)計算機(jī)、納米計算機(jī)、光計算機(jī)、DNA計算機(jī)和量子計算機(jī)等。

摩爾定律微芯片上集成的晶體管數(shù)目每18個月翻一番，價格降低一半第五代電子計算機(jī)從20世紀(jì)80年代開始，日本、美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家都宣布開始新一代計算機(jī)的研究。人們普遍認(rèn)為新一代計算機(jī)應(yīng)該是智能型的，它能模擬人的智能行為，理解人類自然語言，并繼續(xù)向著微型化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。綜合起來大概有以下幾個研究方向。人工智能計算機(jī)巨型計算機(jī)多處理機(jī)激光計算機(jī)超導(dǎo)計算機(jī)生物晶體計算機(jī)（DNA計算機(jī)）量子計算

分子計算機(jī)

分子計算機(jī)體積小、耗電少、運(yùn)算快、存儲量大。分子計算機(jī)的運(yùn)行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息，并以更有效的方式進(jìn)行組織排列。分子計算機(jī)的運(yùn)算過程就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)的相互作用過程。轉(zhuǎn)換開關(guān)為酶，而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來。生物分子組成的計算機(jī)具備能在生化環(huán)境下，甚至在生物有機(jī)體中運(yùn)行，并能以其它分子形式與外部環(huán)境交換。因此它將在醫(yī)療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發(fā)揮無法替代的作用。分子芯片體積可比現(xiàn)在的芯片大大減小，而效率大大提高，分子計算機(jī)完成一項運(yùn)算，所需的時間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬倍。分子計算機(jī)具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液可存儲1萬億億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。分子計算機(jī)消耗的能量非常小，只有電子計算機(jī)的十億分之一。

超導(dǎo)計算機(jī)

芯片的集成度越高，計算機(jī)的體積越小，這樣才不致因信號傳輸而降低整機(jī)速度。但這樣一來就使機(jī)器發(fā)熱嚴(yán)重。解決問題的出路是研制超導(dǎo)計算機(jī)。電流在超導(dǎo)體中流過時，電阻為零，介質(zhì)不發(fā)熱。1962年，英國物理學(xué)家約瑟夫遜提出了“超導(dǎo)隧道效應(yīng)”，即由超導(dǎo)體—絕緣體—超導(dǎo)體組成的器件（約瑟夫遜結(jié)），當(dāng)對其兩端加電壓時，電子就會像通過隧道一樣無阻擋地從絕緣介質(zhì)穿過，形成微小電流，而該器件兩端的壓降幾乎為零。與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體計算機(jī)相比，使用約瑟夫遜器件的超導(dǎo)計算機(jī)的耗電量僅為其幾千分之一，而執(zhí)行一條指令所需的時間卻要快100倍。1999年11月，日本超導(dǎo)技術(shù)研究所與企業(yè)合作，制作了由1萬個約瑟夫遜元件組成的超導(dǎo)集成電路芯片。據(jù)悉，該所定于2003年生產(chǎn)這種超導(dǎo)芯片，2010年前后制造出這種超導(dǎo)計算機(jī)。納米計算機(jī)

在納米尺度下，由于有量子效應(yīng)，硅微電子芯片便不能工作。其原因是這種芯片的工作，依據(jù)的是固體材料的整體特性，即大量電子參與工作時所呈現(xiàn)的統(tǒng)計平均規(guī)律。如果在納米尺度下，利用有限電子運(yùn)動所表現(xiàn)出來的量子效應(yīng)，可能就能克服上述困難?？梢杂貌煌脑韺崿F(xiàn)納米級計算，目前已提出了四種工作機(jī)制：（1）電子式納米計算技術(shù)；（2）基于生物化學(xué)物質(zhì)與DNA的納米計算機(jī)；（3）機(jī)械式納米計算機(jī)；（4）量子波相干計算。它們有可能發(fā)展成為未來納米計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)。光子計算機(jī)光子計算機(jī)是一種由光信號進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機(jī)。光子計算機(jī)的基本組成部件是集成光路，要有激光器、透鏡和核鏡。由于光子比電子速度快，光子計算機(jī)的運(yùn)行速度可高達(dá)一萬億次。它的存貯量是現(xiàn)代計算機(jī)的幾萬倍，還可以對語言、圖形和手勢進(jìn)行識別與合成。目前，許多國家都投入巨資進(jìn)行光子計算機(jī)的研究。隨著現(xiàn)代光學(xué)與計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)相結(jié)合，在不久的將來，光子計算機(jī)將成為人類普遍的工具。研制光計算機(jī)的設(shè)想早在20世紀(jì)50年代后期就已提出。1986年，貝爾實驗室的戴維.米勒研制成功小型光開關(guān)，為同實驗室的艾倫.黃研制光處理器提供了必要的元件。1990年1月，黃的實驗室開始用光計算機(jī)工作。光計算機(jī)有全光學(xué)型和光電混合型。上述貝爾實驗室的光計算機(jī)就采用了混合型結(jié)構(gòu)。

相比之下，全光學(xué)型計算機(jī)可以達(dá)到更高的運(yùn)算速度。研制光計算機(jī)，需要開發(fā)出可用一條光束控制另一條光束變化的光學(xué)“晶體管”?，F(xiàn)有的光學(xué)“晶體管”龐大而笨拙，若用它們造成臺式計算機(jī)將有輛汽車那么大。因此，要想短期內(nèi)使光學(xué)計算機(jī)實用化還很困難。光子計算機(jī)生物計算機(jī)

20世紀(jì)80年代以來，生物工程學(xué)家對人腦、神經(jīng)元和感受器的研究傾注了很大精力，以期研制出可以模擬人腦思維、低耗、高效的第六代計算機(jī)——生物計算機(jī)。用蛋白質(zhì)制造的電腦芯片，存儲量可以達(dá)到普通電腦的10億倍。生物電腦元件的密度比大腦神經(jīng)元的密度高100萬倍，傳遞信息的速度也比人腦思維的速度快100萬倍。DNA計算機(jī)

1994年11月，美國南加州大學(xué)的阿德勒曼博士用DNA堿基對序列作為信息編碼的載體，在試管內(nèi)控制酶的作用下，使DNA堿基對序列發(fā)生反應(yīng)，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算。阿德勒曼在《科學(xué)》上公布了DNA計算機(jī)的理論，引起了各國學(xué)者的廣泛關(guān)注。

阿德勒曼的計算機(jī)的計算與傳統(tǒng)的計算機(jī)不同，計算不再只是簡單的物理性質(zhì)的加減操作，而又增添了化學(xué)性質(zhì)的切割、復(fù)制、粘貼、插入和刪除等種種方式。DNA計算機(jī)的最大優(yōu)點在于其驚人的存儲容量和運(yùn)算速度：1立方厘米的DNA存儲的信息比一萬億張光盤存儲的還多；十幾個小時的DNA計算，就相當(dāng)于所有電腦問世以來的總運(yùn)算量。更重要的是，它的能耗非常低，只有電子計算機(jī)的一百億分之一。

與傳統(tǒng)的“看得見、摸得著”計算機(jī)不同，目前的DNA計算機(jī)還是躺在試管里的液體。它離開發(fā)、實際應(yīng)用還有相當(dāng)?shù)木嚯x，尚有許多現(xiàn)實的技術(shù)性問題需要去解決。DNA計算機(jī)DNA計算機(jī)在與人對玩游戲中取勝

神經(jīng)計算機(jī)

模仿人類大腦功能的神經(jīng)計算機(jī)已經(jīng)開發(fā)成功，它標(biāo)志著電子計算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入第六代。第六代電子計算機(jī)是模仿人的大腦判斷能力和適應(yīng)能力，并具有可并行處理多種數(shù)據(jù)功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)。與以邏輯處理為主的第五代計算機(jī)不同，它本身可以判斷對象的性質(zhì)與狀態(tài)，并能采取相應(yīng)的行動，而且它可同時并行處理實時變化的大量數(shù)據(jù)，并引出結(jié)論。以往的信息處理系統(tǒng)只能處理條理清晰，經(jīng)絡(luò)分明的數(shù)據(jù)。而人的大腦卻具有能處理支離破碎，含糊不清信息的靈活性，第六代電子計算機(jī)將類似人腦的智慧和靈活性。電子計算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了第六代，這種發(fā)展可能僅僅是剛起步，前途沒有止境。用許多微處理機(jī)模仿人腦的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，采用大量的并行分布式網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了神經(jīng)電腦。神經(jīng)電腦除有許多處理器外，還有類似神經(jīng)的節(jié)點，每個節(jié)點與許多點相連。若把每一步運(yùn)算分配給每臺微處理器，它們同時運(yùn)算，其信息處理速度和智能會大大提高。其特點是可以實現(xiàn)分布式聯(lián)想記憶．并能在一定程度上模擬人和動物的學(xué)習(xí)功能。它是一種有知識、會學(xué)習(xí)、能推理的計算機(jī)，具有能理解自然語言、聲音、文字和圖像的能力，并且具有說話的能力，使人機(jī)能夠用自然語言直接對話，它可以利用已有的和不斷學(xué)習(xí)到的知識，進(jìn)行思維、聯(lián)想、推理，并得出結(jié)論，能解決復(fù)雜問題，具有匯集、記憶、檢索有關(guān)知識的能力。量子計算機(jī)

量子計算機(jī)以處于量子狀態(tài)的原子作為中央處理器和內(nèi)存，利用原子的量子特性進(jìn)行信息處理。由于原子具有在同一時間處于兩個不同位置的奇妙特性，即處于量子位的原子既可以代表0或1，也能同時代表0和1以及0和1之間的中間值，故無論從數(shù)據(jù)存儲還是處理的角度，量子位的能力都是晶體管電子位的兩倍。

對此，有人曾經(jīng)作過這樣的比喻：假設(shè)一只老鼠準(zhǔn)備繞過一只貓，根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)理論，它要么從左邊過，要么從右邊過，而根據(jù)量子理論，它卻可以同時從貓的左邊和右邊繞過量子計算機(jī)在外形上有較大差異，它沒有盒式外殼；看起來像是一個被其它物質(zhì)包圍的巨大磁場；它不能利用硬盤實現(xiàn)信息的長期存儲；但高效的運(yùn)算能力使量子計算機(jī)具有廣闊的應(yīng)用前景。

如何實現(xiàn)量子計算，方案并不少，問題是在實驗上實現(xiàn)對微觀量子態(tài)的操縱確實太困難了。這些計算機(jī)機(jī)異常敏感，哪怕是最小的干擾--比如一束從旁邊經(jīng)過的宇宙射線--也會改變機(jī)器內(nèi)計算原子的方向，從而導(dǎo)致錯誤的結(jié)果。目前，量子計算機(jī)只能利用大約5個原子做最簡單的計算。要想做任何有意義的工作都必須使用數(shù)百萬個原子←Orion量子計算機(jī)

←用于將量子計算機(jī)冷卻在5K

溫度下的散熱裝置

集成了16個量子比特的計算機(jī)→←Orion量子計算機(jī)

納米計算機(jī)

納米計算機(jī)是用納米技術(shù)研發(fā)的新型高性能計算機(jī)。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍,質(zhì)地堅固,有著極強(qiáng)的導(dǎo)電性,能代替硅芯片制造計算機(jī)?！凹{米”是一個計量單位,一個納米等于10-9米,大約是氫原子直徑的10倍。納米技術(shù)是從20世紀(jì)80年代初迅速發(fā)展起來的新的前沿科研領(lǐng)域，最終目標(biāo)是人類按照自己的意志直接操縱單個原子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品?，F(xiàn)在納米技術(shù)正從微電子機(jī)械系統(tǒng)起步，把傳感器、電動機(jī)和各種處理器都放在一個硅芯片上而構(gòu)成一個系統(tǒng)。應(yīng)用納米技術(shù)研制的計算機(jī)內(nèi)存芯片，其體積只有數(shù)百個原子大小，相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計算機(jī)不僅幾乎不需要耗費(fèi)任何能源，而且其性能要比今天的計算機(jī)強(qiáng)大許多倍。

1.2計算機(jī)熱點技術(shù)

1.2.1中間件技術(shù)

中間件（Middleware）位于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間，向各種應(yīng)用軟件提供服務(wù)，使不同的應(yīng)用進(jìn)程能在不同平臺下通過網(wǎng)絡(luò)相互通信。42

1.2.2普適計算

普適計算（Ubiquitouscomputing）是無所不在的，隨時隨地可以進(jìn)行計算的一種方式，其目的是建立一個充滿計算和通信能力的環(huán)境。在普適計算環(huán)境下，整個世界是一個網(wǎng)絡(luò)的世界，為不同目的服務(wù)的計算和通信設(shè)備都連接在網(wǎng)絡(luò)中，人們可以便捷的獲得需要的信息和服務(wù)。43

1.2.3網(wǎng)格計算

網(wǎng)格計算（Gridcomputing）是利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的計算機(jī)組織成一個“虛擬的超級計算機(jī)”，其中每一臺參與計算的計算機(jī)就是一個“節(jié)點”，而整個計算是由成千上萬個“節(jié)點”組成的“一張網(wǎng)格”。網(wǎng)格計算的優(yōu)勢是具有超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和充分利用網(wǎng)上閑置的處理能力。44

1.2.4云計算

云計算[1]（cloudcomputing）是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。

云計算（Cloudcomputing）是分布式計算、網(wǎng)格計算、并行計算、網(wǎng)絡(luò)存儲及虛擬化計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，或者說是它們的商業(yè)實現(xiàn)。云計算主要經(jīng)歷了四個階段才發(fā)展到現(xiàn)在這樣比較成熟的水平，這四個階段依次是電廠模式、效用計算、網(wǎng)格計算和云計算。應(yīng)用：云物聯(lián)、云安全、云存儲、云游戲、云計算45

1.2.5物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)（TheInternetofThings）顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這里有兩層含義：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。最初在1999年提出：即通過射頻識別（RFID）(RFID+互聯(lián)網(wǎng)）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中有三項關(guān)鍵技術(shù)：1、傳感器技術(shù)2、RFID標(biāo)簽3、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)46

1.2.6大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)（bigdata），指無法在一定時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。大數(shù)據(jù)必然無法用單臺的計算機(jī)進(jìn)行處理，必須采用分布式架構(gòu)。它的特色在于對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)挖掘。但它必須依托云計算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫和云存儲、虛擬化技術(shù)。大數(shù)據(jù)需要特殊的技術(shù)，以有效地處理大量的容忍經(jīng)過時間內(nèi)的數(shù)據(jù)。適用于大數(shù)據(jù)的技術(shù)，包括大規(guī)模并行處理（MPP）數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、云計算平臺、互聯(lián)網(wǎng)和可擴(kuò)展的存儲系統(tǒng)。4748大數(shù)據(jù)技術(shù)的戰(zhàn)略意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而在于對這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。換而言之，如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè)，那么這種產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)盈利的關(guān)鍵，在于提高對數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過“加工”實現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。大數(shù)據(jù)的價值體現(xiàn)在以下幾個方面：1)對大量消費(fèi)者提供產(chǎn)品或服務(wù)的企業(yè)可以利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)營銷2)做小而美模式的中小微企業(yè)可以利用大數(shù)據(jù)做服務(wù)轉(zhuǎn)型3)面臨互聯(lián)網(wǎng)壓力之下必須轉(zhuǎn)型的傳統(tǒng)企業(yè)需要與時俱進(jìn)充分利用大數(shù)據(jù)的價值

1.3計算機(jī)文化

計算機(jī)文化現(xiàn)象1.計算機(jī)文化

所謂計算機(jī)文化，就是人類社會的生存方式因使用計算機(jī)而發(fā)生根本性變化而產(chǎn)生的一種嶄新文化形態(tài)。2.計算機(jī)文化特征

計算機(jī)文化具有廣泛的使用性、廣泛的延展性、廣泛的資源共享等特征。491.3.2計算機(jī)文化素養(yǎng)

根據(jù)目前國內(nèi)外大多數(shù)計算機(jī)教育專家的意見，最能體現(xiàn)“計算機(jī)文化”知識結(jié)構(gòu)和能力素養(yǎng)的，應(yīng)當(dāng)是思維方式以及與信息獲取、信息分析和信息加工有關(guān)的基礎(chǔ)知識和利用計算機(jī)解決實際問題的能力。501.3.3計算思維1.計算思維概念

計算思維是人們運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)以及理解人類行為。它包括了涵蓋計算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動。2.計算思維對計算機(jī)文化教育的影響51人工智能

人工智能是人造的智能,是計算機(jī)科學(xué)、邏輯學(xué)、認(rèn)知科學(xué)交叉形成的一門科學(xué)。其基本目標(biāo)就是使機(jī)器表現(xiàn)出類似人類的智慧,使機(jī)器具有類似人類的智能行為,使機(jī)器思維(MakingMachine“Think”)。智能接口技術(shù)是研究如何使人們能夠方便自然地與計算機(jī)交流。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，要求計算機(jī)能夠看懂文字、聽懂語言、說話表達(dá)，甚至能夠進(jìn)行不同語言之間的翻譯，而這些功能的實現(xiàn)又依賴于知識表示方法的研究。

因此，智能接口技術(shù)的研究既有巨大的應(yīng)用價值，又有基礎(chǔ)的理論意義。目前，智能接口技術(shù)已經(jīng)取得了顯著成果，文字識別、語音識別、語音合成、圖像識別、機(jī)器翻譯以及自然語言理解等技術(shù)已經(jīng)開始實用化。未來計算機(jī)猜想未來的計算機(jī)，首先便攜性將非常突出，大小估計只是我們現(xiàn)在的IPHONE那么大，但卻具有計算機(jī)的所有功能。因為未來計算機(jī)將隨時隨地被大家所需要，他將集成我們生活中基本應(yīng)用的所有需求。打電話、上網(wǎng)聯(lián)通等功能都將是基本功能，經(jīng)過加密的計算機(jī)還將是我們所有電子資料的儲存器。未來的計算機(jī)將不再有顯示屏，移動設(shè)備越小，也就意味著計算機(jī)將變得越來越小，而越小的計算機(jī)可視面積必將會變得更小，超別攜也就必須犧牲相應(yīng)的可視面積。然而未來隨著投影技術(shù)的發(fā)展，我們曾經(jīng)在科幻電影里看到的，將計算機(jī)投影到空氣中的技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用。我們像手機(jī)一樣大小的計算機(jī)，將不再需要顯示屏，而顯示的內(nèi)容將以一個非常小的鏡頭投影到空氣之中，或者人們可以戴著特殊的眼鏡，作為顯示屏，那樣我們不但能擁有超級小的主機(jī)，而且還能極大地提高視覺效果。人機(jī)交互將不再依賴于鼠標(biāo)和鍵盤，從01編碼輸入到鍵盤鼠標(biāo)可謂是計算機(jī)人機(jī)交互的一種革新，但如果我們的計算機(jī)像手機(jī)那么小了，我們卻還需要攜帶巨大的鼠標(biāo)鍵盤，或者依靠像手機(jī)鍵盤那么小的輸入設(shè)備極其困難的輸入，那將對我們的應(yīng)用造成非常大的麻煩。所以我們的科學(xué)家已經(jīng)看到了這個問題，并將人機(jī)交互作為一個重點研究對象。這