計算機發(fā)展與計算機應用概述課件

計算機發(fā)展與計算機應用概計算機發(fā)展與計算機應用概述述本章主要內(nèi)容4計算機發(fā)展概述計算機發(fā)展概述 4計算機的特點和分類計算機的特點和分類 4信息科學與信息技術(shù)信息科學與信息技術(shù) 4計算機應用概述計算機應用概述計算工具的發(fā)展ENIACENIAC1642 Blaise Pascal1642 Blaise Pascal加法器加法器加法器加法器1822 1822 1822 1822 差分機差分機差分機差分機1833 1833 1833 1833 分析機分析機分析機分析機MARK IMARK I電子計算機時代電子計算機時代第一臺計算機(ENIAC 1946.2)50005000次加法次加法/秒秒體重體重3030噸噸占地占地170M170M2 21880018800只電子管只電子管15001500個繼電器個繼電器耗電耗電150KW150KW價值價值4040萬美元萬美元t誕生于美國賓夕法尼亞大學，設計目的是為美誕生于美國賓夕法尼亞大學，設計目的是為美國陸軍彈道實驗室解決彈道特性的計算問題國陸軍彈道實驗室解決彈道特性的計算問題 第一代計算機(4646年年5555年年)v邏輯元件邏輯元件 電子管電子管v內(nèi)內(nèi) 存存 延遲線或磁芯延遲線或磁芯v外外 存存 紙帶、卡片或磁帶紙帶、卡片或磁帶v工作速度工作速度 幾千幾萬次秒幾千幾萬次秒v軟軟 件件 機器語言或匯編語言機器語言或匯編語言v應應 用用 科學計算科學計算v代表機型代表機型 ENIACENIAC第二代計算機(5555年年6464年年)v邏輯元件邏輯元件 晶體管晶體管v內(nèi)內(nèi) 存存 磁芯磁芯v外外 存存 磁帶或磁盤磁帶或磁盤v工作速度工作速度 幾十萬次秒幾十萬次秒v軟軟 件件 高級語言高級語言v應應 用用 科學計算及工業(yè)控制科學計算及工業(yè)控制v代表機型代表機型 IBM700IBM700系列系列FORTRANFORTRANALGO 60ALGO 60COBOLCOBOL 第三代計算機(6464年年7070年年)v邏輯元件邏輯元件 中小規(guī)模集成電路中小規(guī)模集成電路v內(nèi)內(nèi) 存存 半導體存儲器半導體存儲器v外外 存存 磁帶或磁盤磁帶或磁盤v工作速度工作速度 幾十萬幾千萬次秒幾十萬幾千萬次秒v軟軟 件件 高級語言高級語言v應應 用用 計算、管理及控制計算、管理及控制v代表機型代表機型 IBM System/360IBM System/360SSIMSI第四代計算機(7171年年現(xiàn)在現(xiàn)在)v邏輯元件邏輯元件 (超超)大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路v內(nèi)內(nèi) 存存 半導體存儲器半導體存儲器v外外 存存 磁盤或光盤磁盤或光盤v工作速度工作速度 幾百萬上億次秒幾百萬上億次秒v軟軟 件件 操作系統(tǒng)、應用軟件操作系統(tǒng)、應用軟件v應應 用用 以以網(wǎng)絡、多媒體為特征網(wǎng)絡、多媒體為特征LSIVLSI新一代計算機u具有人的聽、說、讀、寫和思維推理能力的具有人的聽、說、讀、寫和思維推理能力的智能化計算機。智能化計算機。u采用的技術(shù)主要包括：納米技術(shù)、光技術(shù)、采用的技術(shù)主要包括：納米技術(shù)、光技術(shù)、量子技術(shù)和生物技術(shù)。量子技術(shù)和生物技術(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡計算機神經(jīng)網(wǎng)絡計算機 用數(shù)據(jù)單元模擬人腦用數(shù)據(jù)單元模擬人腦的神經(jīng)元，并利用神經(jīng)元的神經(jīng)元，并利用神經(jīng)元結(jié)點的分布式存儲和相互結(jié)點的分布式存儲和相互關聯(lián)來模擬人腦活動關聯(lián)來模擬人腦活動生物計算機生物計算機 使用蛋白分子為主使用蛋白分子為主要原料制成的生物芯片構(gòu)要原料制成的生物芯片構(gòu)成，存儲能力巨大，而且成，存儲能力巨大，而且以波的形式來傳播信息以波的形式來傳播信息光子計算機光子計算機 利用光子取代電子進行利用光子取代電子進行數(shù)據(jù)運算、傳輸和存儲。數(shù)據(jù)運算、傳輸和存儲。光子的傳播速度極快光子的傳播速度極快，可以達到每秒萬億字節(jié)?？梢赃_到每秒萬億字節(jié)。量子計算機量子計算機 利用處于多現(xiàn)實態(tài)下的利用處于多現(xiàn)實態(tài)下的原子進行運算的計算機，原子進行運算的計算機，這種多現(xiàn)實態(tài)量子力學的這種多現(xiàn)實態(tài)量子力學的標志。標志。多媒體計算機硬件組成計算機主機計算機主機CD-ROMCD-ROM驅(qū)動器驅(qū)動器音頻信號處理子系統(tǒng)音頻信號處理子系統(tǒng)視頻信號處理子系統(tǒng)視頻信號處理子系統(tǒng)掃描儀掃描儀數(shù)碼相機數(shù)碼相機光盤刻錄機光盤刻錄機觸摸屏觸摸屏多媒體個人計算機MPCMPC-multimedia Personal Computer-multimedia Personal Computer具有多媒體功能的個人計算機具有多媒體功能的個人計算機早期在早期在PCPC機上增加聲音卡和光盤驅(qū)動器機上增加聲音卡和光盤驅(qū)動器多媒體技術(shù)的發(fā)展，不斷賦予多媒體技術(shù)的發(fā)展，不斷賦予MPCMPC新的內(nèi)容新的內(nèi)容對廣大用戶而言，就是把具有多媒體功能的對廣大用戶而言，就是把具有多媒體功能的PCPC機或把現(xiàn)有增加多媒體升級套件機或把現(xiàn)有增加多媒體升級套件的的PCPC機叫機叫MPCMPC。MPCMPC源于源于19901990年年MicrosoftMicrosoft公司聯(lián)合一些主要的公司聯(lián)合一些主要的PCPC廠商和多媒體產(chǎn)品開發(fā)商組成的廠商和多媒體產(chǎn)品開發(fā)商組成的MPCMPC聯(lián)盟聯(lián)盟(Multimedia PC Marketing Council)(Multimedia PC Marketing Council)微型計算機u微型計算機屬于第四代計算機微型計算機屬于第四代計算機,分代如下分代如下:微機微機分代分代開始開始時間時間CPUCPU字字長長主主頻頻集成度集成度 一一19711971Intel 4004Intel 40044 41MHz1MHz 2 2千千 二二19731973Intel 8080Intel 80808 84MHz4MHz 4 49 9千千三三19781978Intel 8088Intel 808816165 510MHz10MHz2 27 7萬萬四四19851985Intel 80386Intel 803863232101040MHz40MHz1010100100萬萬五五19931993現(xiàn)現(xiàn)在在PentiumPentium64641.41.43.4GHz3.4GHz100100萬以上萬以上n目前市場上的目前市場上的CPUCPU主要有主要有:Intel:Intel的的PentiumPentium、Celeron,Celeron,AMDAMD的的Athlon 64Athlon 64等。等。n新處理器新處理器通常采用通常采用“向下兼容向下兼容”的原則，即新類型的的原則，即新類型的處理器包含舊類型處理器的全部指令處理器包含舊類型處理器的全部指令 集成電路將電腦濃縮在一顆芯片上晶晶體體管管數(shù)數(shù)目目4004奔騰奔騰4420,000,000420,000,0002,3002,3000.180.18微米芯片微米芯片1010微米芯片微米芯片摩爾定律晶晶體體管管數(shù)數(shù)單單位位時時間間執(zhí)執(zhí)行行的的指指令令數(shù)數(shù)百萬條百萬條百萬條百萬條/每秒每秒每秒每秒每每每每18181818個月芯片能力增長一倍個月芯片能力增長一倍個月芯片能力增長一倍個月芯片能力增長一倍改進微處理器的兩種方法：改進微處理器的兩種方法：1.提高工作速度提高工作速度 2.同時處理同時處理更多的數(shù)據(jù)更多的數(shù)據(jù)計算機的發(fā)展趨勢我國自我國自19561956年開始研制計算機：年開始研制計算機：19581958年研制出第一臺電子管計算機年研制出第一臺電子管計算機19641964年研制出第一臺晶體管計算機年研制出第一臺晶體管計算機19711971年研制出集成電路計算機年研制出集成電路計算機19851985年研制出第一臺年研制出第一臺IBM PCIBM PC兼容微型機兼容微型機20012001年研制出我國第一款通用年研制出我國第一款通用CPU“CPU“龍芯龍芯”芯片芯片20022002年推出了完全自主知識產(chǎn)權(quán)的年推出了完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“龍騰龍騰”服務器服務器計算機的發(fā)展趨勢：計算機的發(fā)展趨勢：網(wǎng)絡化、智能化、多媒體、多極化網(wǎng)絡化、智能化、多媒體、多極化計算機的特點|運算速度快運算速度快：每秒幾百億次幾千億次每秒幾百億次幾千億次|計算精度高：計算精度高：可使用足夠多的二進制位數(shù)來獲得可使用足夠多的二進制位數(shù)來獲得 所要求的數(shù)據(jù)精度所要求的數(shù)據(jù)精度|具有記憶能力：具有記憶能力：提供大容量的存儲器來存儲程序提供大容量的存儲器來存儲程序和數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)|具有邏輯判斷能力：具有邏輯判斷能力：這是區(qū)別于其它任何機器這是區(qū)別于其它任何機器 的一個特點的一個特點|可靠性高，通用性強可靠性高，通用性強計算機的類型19891989年年美美國國電電氣氣和和電電子子工工程程師師協(xié)協(xié)會會(IEEE)(IEEE)的的科科學學巨巨型型機機委委員員會會將將計計算算機機劃劃分分為為巨巨型型機機、小小巨巨型型機、主機、小型計算機、工作站、個人計算機機、主機、小型計算機、工作站、個人計算機|巨巨型型機機也也稱稱超超級級計計算算機機，具具有有很很高高的的速速度度及及巨巨大大的的容容量量，能能對對高高品品質(zhì)質(zhì)動動畫畫進進行行實實時時處處理理。大大多多用用于于空空間間技技術(shù)術(shù)，中中、長長期期天天氣氣預預報報，石石油油勘勘探探，戰(zhàn)略武器的實時控制等領域。戰(zhàn)略武器的實時控制等領域。2003.122003.12推出的聯(lián)想深騰推出的聯(lián)想深騰68006800達到每秒達到每秒4 4萬億次萬億次2004.62004.6推推出出的的曙曙光光4000A4000A達達到到每每秒秒1111萬萬億億次次，已經(jīng)進入世界前十名已經(jīng)進入世界前十名|個人計算機也稱個人計算機也稱PCPC機，它的核心是微處理器。機，它的核心是微處理器。|PCPC機機已已廣廣泛泛應應用用于于社社會會的的各各個個領領域域，從從政政府府機機關關到到家家庭庭，PCPC機機無無所所不不在在。特特別別值值得得一一提提的的是是便便攜攜式式計計算算機機的的發(fā)發(fā)展展取取得得了了驚驚人人的的成成績績，性性能能和和臺臺式機已趨于一致，但重量較輕便于隨身攜帶。式機已趨于一致，但重量較輕便于隨身攜帶。信息技術(shù)信信息息是是人人類類的的一一切切生生存存活活動動和和自自然然存存在在所所傳傳達達出來的信號和消息。出來的信號和消息。信信息息科科學學是是研研究究信信息息及及其其運運動動規(guī)規(guī)律律的的科科學學。它它研研究究信信息息提提供供、信信息息識識別別、信信息息變變換換、信信息息傳傳遞遞、信信息息存存儲儲、信信息息檢檢索索、信信息息處處理理等等一一系系列列問題和過程。問題和過程。信信息息技技術(shù)術(shù)(IT)(IT)指指一一切切能能擴擴展展人人的的信信息息功功能能的的技技術(shù)術(shù)。也也指指利利用用電電子子計計算算機機和和現(xiàn)現(xiàn)代代通通信信手手段段實實現(xiàn)現(xiàn)獲獲取取信信息息、傳傳遞遞信信息息、存存儲儲信信息息、處處理理信信息息、顯示信息、分配信息等的相關技術(shù)。顯示信息、分配信息等的相關技術(shù)。信息技術(shù)主要包括以下幾個方面：信息技術(shù)主要包括以下幾個方面：感測與識別技術(shù)感測與識別技術(shù) 作用是擴展人獲取信息的感覺器官功能作用是擴展人獲取信息的感覺器官功能 信息傳遞技術(shù)信息傳遞技術(shù) 功能是實現(xiàn)信息快速、可靠、安全地傳輸功能是實現(xiàn)信息快速、可靠、安全地傳輸 信息處理與再生技術(shù)信息處理與再生技術(shù) 對信息編碼、壓縮、加密，形成一些新的信息對信息編碼、壓縮、加密，形成一些新的信息 信息施用技術(shù)信息施用技術(shù) 包括控制技術(shù)、顯示技術(shù)等包括控制技術(shù)、顯示技術(shù)等 計算機在信息處理中的應用|數(shù)據(jù)加工數(shù)據(jù)加工|“海量海量”存儲存儲|通信通信|多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)|智能化決策智能化決策 信息高速公路信息高速公路 是一個交互式的多媒體網(wǎng)絡。是一個交互式的多媒體網(wǎng)絡?！奥访媛访妗庇赏ㄐ啪W(wǎng)絡和通信設備組由通信網(wǎng)絡和通信設備組成，成，路面上行駛的路面上行駛的“車輛車輛”是信息是信息資源，而駕車的是人。資源，而駕車的是人。中國的中國的“三金三金”工程：金橋、金關、金卡。工程：金橋、金關、金卡。t19931993年美國政府提出了建立年美國政府提出了建立“國家信息基礎國家信息基礎設施設施”計劃，簡稱計劃，簡稱NN。這標志著美國的信息高。這標志著美國的信息高速公路的建設進入了實施階段。速公路的建設進入了實施階段。如今，計算機不再是單一的計算機器，而是一種如今，計算機不再是單一的計算機器，而是一種信息機器，一種個人的信息機器。信息機器，一種個人的信息機器。計算機的應用t科學計算科學計算(數(shù)值計算數(shù)值計算)t如：導彈設計、飛機設計、石油勘探如：導彈設計、飛機設計、石油勘探t數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理(非數(shù)值計算非數(shù)值計算)t如：辦公自動化、企業(yè)管理、事務管理、情報檢如：辦公自動化、企業(yè)管理、事務管理、情報檢索索 t過程控制過程控制t如：導彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等飛行器的控制如：導彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等飛行器的控制 t計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助系統(tǒng)t如：如：CADCAD、CAMCAM、CAICAIt人工智能人工智能t如：如：博弈、專家系統(tǒng)、機器人博弈、專家系統(tǒng)、機器人