第1章_计算机与信息社会

单击以编辑,母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1,教学说明,1.,学时：,23,学时,2.,内容：,计算机的发展,计算机的发展、分代、分类、新技术、新型计算机,信息技术概念,现代信息技术的定义、内容、特点,计算机的应用,在各行各业中的应用、应用的类型,3.,考核：选择题、填充题,2,第一章,计算机与信息社会,1.1,计算机的发展,1.2,信息技术概述,1.3,计算机在信息社会中的应用,3,1.1,计算机的发展,算 盘 中国唐代 第一种手动式计数器,计算尺,1622,年，英国,William,Oughtred,手动式,、减、乘、除、指数和三角函数运算,加法器,1942,年，法国,Blaise,Pascal,机械式，,只能做加法,计算器,1673,年，德国,Gottfried Leibniz,机械式，,加、减、乘、除和开方,差分机,1812,年，英国,Charles Babbage,分析机,1834,年，英国,Charles Babbage,4,查尔斯,.,巴贝奇,1812,年差分机,1834,年分析机,1.1.1,近代计算机,1.,差分机和分析机,三部分组成：,(1),由许多轮子组成的保存数据的存储库；,(2),运算装置；,(3),能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。,史料：,查尔斯,.,巴贝奇,5,Howard Aiken,博士,发现了,查尔斯,.,巴贝奇,的论文,在,IBM,的支持下，用机电方式制造了,MARK I,MARK II,和,MARK III,是电子计算机,2.MARK I 1944,年,51,尺长,重,5,顿,750,000,部份合并而成,有,72,个累加器，每一个有自己的算术部件，及,23,位数的寄存器。,3.ABC,计算机,1941,年 电子管数字计算机,John,V.Atanasoff,和,Clifford,E.Berry,为数学物理研究研制的，,6,史料：,阿兰,.,图灵,冯,诺依曼,计算机科学奠基人,英国科学家 阿兰,.,图灵,主要贡献：,建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础,提出图灵测试，阐述了机器智能的概念,电子计算机之父：,美籍匈牙利数学家 冯,.,诺依曼,4,.,阿兰,.,图灵和冯,.,诺依曼,美国计算机学会,(ACM)1966,年设立图灵奖,主要贡献：,与同事研制人类第二台计算机,EDVAC,“,存储程序”概念 冯,诺依曼计算机,奠定了现代计算机体系结构和工作原理,7,1.1.2,电子计算机的问世,1946,年,2,月由宾州大学研制的,ENIAC,电子计算机时代的到来,E,lectronic,N,umerical,I,ntegrator,A,nd,C,alculator,电子数字积分计算机,重达,30,吨,占地,250m,2,启动工耗,150000,瓦,18000,个电子管,每秒,5,千次加减运算,没有存储器,采用十进制,第一款商用计算机：,UNIVAL,1947,年，,莫奇莱和埃克特,史料：,莫奇莱和埃克特,8,1.1.3,计算机的分代,时代,年份,器件,软件,应用,一,46-58,电子管,机器语言汇编语言,科学计算,二,58-64,晶体管,高级语言,数据处理工业控制,三,64-71,集成电路,操作系统,文字处理图形处理,四,71,年迄今,大规模集成电路,数据库、网络等,社会的各个领域,电子管,晶体管,集成电路,大规模集成电路,史料：,IBM,的发展史,硅谷人才摇篮仙童半导体公司,HP,的发展史,比尔,.,盖茨,9,1.1.4,计算机的分类,按综合性能指标分类,高性能计算机（,巨型机或大型机,）：,速度最快、处理能力最强、,最快：,NEC Earth Simulator,每秒,35,万亿次浮点运算，峰值,40,万亿次,中国：,曙光,4000A 2560,颗,64,位,AMD,Opteron,处理器,每秒,8,万亿次浮点运算，全球排名第,10,工作站,：,介于,PC,与小型机之间高档微机系统,高分辨率、大容量内外存，图形功能较强,微型计算机,：,台式机、笔记本和个人数字助量,(PDA),服务器,：网络环境中为多个用户提供服务的,计算机系统,按用途分类,通用机,专用机,10,1.1.,5,计算机的新技术,1,嵌入式技术,将计算机作为一个信息处理部件，嵌入到应用系统之中的一种技术。,系统和功能软件固化起来，类似,BIOS,的工作方式。,应用：各种家电、数码相机等,2,网格计算,利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台的计算机就是一个“节点”，而整个计算是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”。,优点：数据处理能力超强；充分利用网上的闲置处理能力。,示例：,11,P2p,技术及应用,点对点,技术（,peer-to-peer,，简称,P2P,）又称对等互联网络技术，严格说是一种网格，依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。,传统网络采用客户端,-,服务器（,C/S,）模型，在,C/S,模型中通信通常来往于一个中央服务器。纯点对点网络没有客户端或服务器的概念，只有平等的同级节点，同时对网络上的其它节点充当客户端和服务器。,12,传统客户,服务器（,C/S,）模式,客户机,服务器,随着用户的增多，对带宽的要求也随之增多，用户过多就会造成下载速度瓶颈,13,P2p,模式,（,peer-to-peer,，简称,P2P,）,客户机,服务器,每个客户机在,下载,同时，也在为其他用户提供上传，不会随着用户数的增加而降低下载速度。下载的人越多，速度越快。,14,P2p,技术带来的问题,对个人用户,频繁地上传下载带来的计算机硬件损耗,硬盘损伤,CPU,过热,对网络管理者,信息流量瞬时性,信息流量海量性,15,3,中间件技术,中间件是介于应用软件和操作系统之间的系统软件,16,1.1.,6,未来新型计算机,1,光计算机,利用光子取代电子进行数据运算,、传输和存储。,不同波长的表示不同的数据,优点：超高速,缺点：体积庞大,2,生物计算机（分子计算机）,20,世纪,80,年代中期开始研制 采用了生物芯片,3,量子计算机,利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机，,这种多现实态是量子力学的标志。,17,1.2,信息技术概述,1.2.1,信息技术基础知识,1.,信息与数据,病历卡上记载病人的体温,39,o,C,是数据。数据,39,o,C,本身是没有意义的。当数据以某种形式经过处理、描述或与其它数据比较时，才能成为信息。某个病人的体温是,39,o,C,，,这才是信息，信息是有意义的。,信息 各种事物的变化和特征的反映,数据 信息的载体。,例如：数值、文字、语言、图形、图像等。,18,2.,信息技术,(,I,nformation,T,echnology,，,IT),联合国教科文组织的定义,应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方面和技巧和应用；计算机及其与人、机的相互作用；与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。,19,1.2.2,现代信息技术的内容,1.,信息基础技术,微电子技术,当今世界新技术革命的基石,光电子技术,采用光子作为信息的载体,2.,信息系统技术,信息获取技术,传感技术、遥测技术和遥感技术,信息处理技术,计算机技术成为现代信息技术的核心,信息传输技术,光纤通信技术、卫星通信技术等,信息控制技术,利用信息传递和反馈来实现,信息存贮技术,缩微品、磁盘、光盘,通信技术,(,Communication,),、计算机技术,(,Computer,),和控制技术,(,Control,),合称为,3C,。,3.,信息应用技术,如信息管理、信息控制、信息决策,20,1.2.3,现代信息技术的特点,数字化,大量信息可以被压缩，并以光速进行传输。,多媒体化,文字、声音、图形、图像、视频等信息媒体与计算机集成在一起，以接近于人类的工作方式和思考方式来设计与操作。,高速度、网络化、宽频带,下一代的,Internet,技术。,智能化,在超媒体的世界里，软件代理收集任何可能想要在网络上取得的信息。,21,1.3,计算机在信息社会中的应用,计算机的应用类型,1.,科学计算,2.,数据处理,3.,电子商务,4.,过程控制,5.CAD/CAM/CIMS6.,多媒体技术,7,.,虚拟现实,8.,人工智能,计算机的主要应用领域,1.,工商：,电子商务、,CAD/CAM,2.,教育：,多媒体教育、远程教育,3.,医药：,CAT,、,MRI,、,远程医疗,4.,政府：,电子政府,5.,娱乐：,虚拟现实、电影特技,6.,科研：,数据采集、计算分析,7.,家庭：,家庭信息化,22,思考题,1.,计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？,2.,按综合性能指标，计算机一般分为哪几类？,3.,信息与数据的区别是什么？,4.,什么是信息技术？,5.,为什么说微电子技术是整个信息技术领域的基础？,6.,信息处理技术具体包括哪些内容？,3C,的含义是什么？,7.,试述当代计算机的主要应用。,23,