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1、计算机发展与计算机应用概计算机发展与计算机应用概述述4计算机发展概述计算机发展概述 4计算机的特点和分类计算机的特点和分类 4信息科学与信息技术信息科学与信息技术 4计算机应用概述计算机应用概述电子计算机时电子计算机时代代50005000次加法次加法/ /秒秒体重体重3030吨吨占地占地170M170M2 21880018800只电子管只电子管15001500个继电器个继电器耗电耗电150KW150KW价值价值4040万美元万美元t诞生于美国宾夕法尼亚大学，设计目的是为美诞生于美国宾夕法尼亚大学，设计目的是为美国陆军弹道实验室解决弹道特性的计算问题国陆军弹道实验室解决弹道特性的计算问题 v逻辑
2、元件逻辑元件 电子管电子管v内内 存存 延迟线或磁芯延迟线或磁芯v外外 存存 纸带、卡片或磁带纸带、卡片或磁带v工作速度工作速度 几千几万次秒几千几万次秒v软软 件件 机器语言或汇编语言机器语言或汇编语言v应应 用用 科学计算科学计算v代表机型代表机型 ENIACENIACv逻辑元件逻辑元件 晶体管晶体管v内内 存存 磁芯磁芯v外外 存存 磁带或磁盘磁带或磁盘v工作速度工作速度 几十万次秒几十万次秒v软软 件件 高级语言高级语言v应应 用用 科学计算及工业控制科学计算及工业控制v代表机型代表机型 IBM700IBM700系列系列FORTRANFORTRANALGO 60ALGO 60COBOL
3、COBOL v逻辑元件逻辑元件 中小规模集成电路中小规模集成电路v内内 存存 半导体存储器半导体存储器v外外 存存 磁带或磁盘磁带或磁盘v工作速度工作速度 几十万几千万次秒几十万几千万次秒v软软 件件 高级语言高级语言v应应 用用 计算、管理及控制计算、管理及控制v代表机型代表机型 IBM System/360IBM System/360SSIMSIv逻辑元件逻辑元件 ( (超超) )大规模集成电路大规模集成电路v内内 存存 半导体存储器半导体存储器v外外 存存 磁盘或光盘磁盘或光盘v工作速度工作速度 几百万上亿次秒几百万上亿次秒v软软 件件 操作系统、应用软件操作系统、应用软件v应应 用用
4、以以网络、多媒体为特征网络、多媒体为特征LSIVLSIu具有人的听、说、读、写和思维推理能力的具有人的听、说、读、写和思维推理能力的智能化计算机。智能化计算机。u采用的技术主要包括：纳米技术、光技术、采用的技术主要包括：纳米技术、光技术、量子技术和生物技术。量子技术和生物技术。 神经网络计算机神经网络计算机 用数据单元模拟人脑用数据单元模拟人脑的神经元，并利用神经的神经元，并利用神经元结点的分布式存储和元结点的分布式存储和相互关联来模拟人脑活相互关联来模拟人脑活动动生物计算机生物计算机 使用蛋白分子为主使用蛋白分子为主要原料制成的生物芯片要原料制成的生物芯片构成，存储能力巨大，构成，存储能力巨
5、大，而且以波的形式来传播而且以波的形式来传播信息信息光子计算机光子计算机 利用光子取代电子进行利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储数据运算、传输和存储。光子的传播速度极快。光子的传播速度极快 ，可以达到每秒万亿字，可以达到每秒万亿字节。节。 量子计算机量子计算机 利用处于多现实态下的利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机原子进行运算的计算机，这种多现实态量子力，这种多现实态量子力学的标志。学的标志。计算机主机计算机主机CD-ROMCD-ROM驱动器驱动器音频信号处理子系统音频信号处理子系统视频信号处理子系统视频信号处理子系统扫描仪扫描仪数码相机数码相机光盘刻录机光盘刻录机触摸屏触摸屏MP
6、CMPC-multimedia Personal Computer-multimedia Personal Computer 具有多媒体功能的个人计算机具有多媒体功能的个人计算机 早期在早期在PCPC机上增加声音卡和光盘驱动器机上增加声音卡和光盘驱动器 多媒体技术的发展，不断赋予多媒体技术的发展，不断赋予MPCMPC新的内容新的内容 对广大用户而言，就是把具有多媒体功能的对广大用户而言，就是把具有多媒体功能的PCPC机或把现有增加多媒体升级套件机或把现有增加多媒体升级套件的的PCPC机叫机叫MPCMPC。 MPCMPC源于源于19901990年年MicrosoftMicrosoft公司联合一些
7、主要的公司联合一些主要的PCPC厂商和多媒体产品开发商组成的厂商和多媒体产品开发商组成的MPCMPC联盟联盟(Multimedia PC Marketing Council)(Multimedia PC Marketing Council)u微型计算机属于第四代计算机微型计算机属于第四代计算机,分代如下分代如下:微机微机分代分代开始时间开始时间CPUCPU字字长长主频主频集成度集成度 一一19711971Intel 4004Intel 40044 41MHz1MHz 2 2千千 二二19731973Intel 8080Intel 80808 84MHz4MHz 4 49 9千千三三197819
8、78Intel 8088Intel 808816165 510MHz10MHz2 27 7万万四四19851985Intel 80386Intel 803863232101040MHz40MHz1010100100万万五五19931993现在现在PentiumPentium64641.41.43.4GHz3.4GHz100100万以上万以上n目前市场上的目前市场上的CPUCPU主要有主要有:Intel:Intel的的PentiumPentium、Celeron, Celeron, AMDAMD的的AthlonAthlon 64 64等。等。n新处理器新处理器通常采用通常采用“向下兼容向下兼容”
9、的原则，即新类型的的原则，即新类型的处理器包含旧类型处理器的全部指令处理器包含旧类型处理器的全部指令 将电脑浓缩在一颗芯片上晶晶体体管管数数目目4004奔腾奔腾4420,000,000420,000,0002,3002,3000.180.18微米芯片微米芯片1010微米芯片微米芯片晶晶体体管管数数单单位位时时间间执执行行的的指指令令数数改进微处理器的两种方法：改进微处理器的两种方法： 1.提高工作速度提高工作速度 2.同时处理同时处理更多的数据更多的数据我国自我国自19561956年开始研制计算机：年开始研制计算机：19581958年研制出第一台电子管计算机年研制出第一台电子管计算机19641
10、964年研制出第一台晶体管计算机年研制出第一台晶体管计算机19711971年研制出集成电路计算机年研制出集成电路计算机19851985年研制出第一台年研制出第一台IBM PCIBM PC兼容微型机兼容微型机20012001年研制出我国第一款通用年研制出我国第一款通用CPU“CPU“龙芯龙芯”芯片芯片20022002年推出了完全自主知识产权的年推出了完全自主知识产权的“龙腾龙腾”服务器服务器计算机的发展趋势：计算机的发展趋势： 网络化、智能化、多媒体、多极化网络化、智能化、多媒体、多极化|运算速度快运算速度快：每秒几百亿次几千亿次每秒几百亿次几千亿次|计算精度高：计算精度高：可使用足够多的二进制
11、位数来获得可使用足够多的二进制位数来获得 所要求的数据精度所要求的数据精度|具有记忆能力：具有记忆能力：提供大容量的存储器来存储程序提供大容量的存储器来存储程序和数据和数据|具有逻辑判断能力：具有逻辑判断能力：这是区别于其它任何机器这是区别于其它任何机器 的一个特点的一个特点|可靠性高，通用性强可靠性高，通用性强19891989年美国电气和电子工程师协会年美国电气和电子工程师协会(IEEE)(IEEE)的科的科学巨型机委员会将计算机划分为巨型机、小巨型学巨型机委员会将计算机划分为巨型机、小巨型机、主机、小型计算机、工作站、个人计算机机、主机、小型计算机、工作站、个人计算机|巨型机也称超级计算机
12、，具有很高的速度及巨巨型机也称超级计算机，具有很高的速度及巨大的容量，能对高品质动画进行实时处理。大多大的容量，能对高品质动画进行实时处理。大多用于空间技术，中、长期天气预报，石油勘探，用于空间技术，中、长期天气预报，石油勘探，战略武器的实时控制等领域。战略武器的实时控制等领域。2003.122003.12推出的联想深腾推出的联想深腾68006800达到每秒达到每秒4 4万亿次万亿次2004.62004.6推出的曙光推出的曙光4000A4000A达到每秒达到每秒1111万亿次，万亿次，已经进入世界前十名已经进入世界前十名 |个人计算机也称个人计算机也称PCPC机，它的核心是微处理器。机，它的核
13、心是微处理器。| PCPC机已广泛应用于社会的各个领域，从政府机机已广泛应用于社会的各个领域，从政府机关到家庭，关到家庭，PCPC机无所不在。特别值得一提的是便机无所不在。特别值得一提的是便携式计算机的发展取得了惊人的成绩，性能和台携式计算机的发展取得了惊人的成绩，性能和台式机已趋于一致，但重量较轻便于随身携带。式机已趋于一致，但重量较轻便于随身携带。信息信息是人类的一切生存活动和自然存在所传达是人类的一切生存活动和自然存在所传达出来的信号和消息。出来的信号和消息。信息科学信息科学是研究信息及其运动规律的科学。它是研究信息及其运动规律的科学。它研究信息提供、信息识别、信息变换、信息传研究信息提
14、供、信息识别、信息变换、信息传递、信息存储、信息检索、信息处理等一系列递、信息存储、信息检索、信息处理等一系列问题和过程。问题和过程。 信息技术信息技术(IT)(IT)指一切能扩展人的信息功能的技指一切能扩展人的信息功能的技术。也指利用电子计算机和现代通信手段实现术。也指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。显示信息、分配信息等的相关技术。 信息技术主要包括以下几个方面：信息技术主要包括以下几个方面： 感测与识别技术感测与识别技术 作用是扩展人获取信息的感觉器官功能作用是扩展人获取信息的感
15、觉器官功能 信息传递技术信息传递技术 功能是实现信息快速、可靠、安全地传输功能是实现信息快速、可靠、安全地传输 信息处理与再生技术信息处理与再生技术 对信息编码、压缩、加密，形成一些新的信息对信息编码、压缩、加密，形成一些新的信息 信息施用技术信息施用技术 包括控制技术、显示技术等包括控制技术、显示技术等 |数据加工数据加工 |“海量海量”存储存储 |通信通信 |多媒体技术多媒体技术 |智能化决策智能化决策 信息高速公路信息高速公路 是一个交互式的多媒体网络。是一个交互式的多媒体网络。 “路面路面”由通信网络和通信设备组由通信网络和通信设备组成，成， 路面上行驶的路面上行驶的“车辆车辆”是信息
16、是信息资源，而驾车的是人。资源，而驾车的是人。 中国的中国的“三金三金”工程：金桥、金关、金卡。工程：金桥、金关、金卡。t19931993年美国政府提出了建立年美国政府提出了建立“国家信息基础国家信息基础设施设施”计划，简称计划，简称NN。这标志着美国的信息高。这标志着美国的信息高速公路的建设进入了实施阶段。速公路的建设进入了实施阶段。 如今，计算机不再是单一的计算机器，而是一种如今，计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。信息机器，一种个人的信息机器。t科学计算科学计算( (数值计算数值计算) )t如：导弹设计、飞机设计、石油勘探如：导弹设计、飞机设计、石油勘探t数据处理数据处理( (非数值计算非数值计算) )t如：办公自动化、企业管理、事务管理、情报检如：办公自动化、企业管理、事务管理、情报检索索 t过程控制过程控制t如：导弹、人造卫星、宇宙飞船等飞行器的控制如：导弹、人造卫星、宇宙飞船等飞行器的控制 t计算机辅助系统计算机辅助系统t如：如：CADCAD、CAMCAM、CAICAIt人工智能人工智能t如：如：博弈、专家系统、机器人博弈、专家系统、机器人
