大学计算机基础第1章计算机与信息社会.ppt

1,第一章 计算机与信息社会,1.1 计算机的发展 1.2 信息与信息技术 1.3 计算机在信息社会中的应用,2,教学说明,1. 学时：0学时 以自学为主 或者根据各校情况简要介绍 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,3,1.1 计算机的发展,具有历史意义的计算工具 算 筹 春秋战国时期 最早的计算工具 算 盘 中国唐代 第一种手动式计数器 沿有至今 计算尺 1622年 英国William Oughtred 20世纪70年代被计算器取代 手动式 功能：加、减、乘、除、指数、三角函数等 加法器 1642年 法国Blaise Pascal 机械式 功能：只能做加法 计算器 1673年 德国Gottfried Leibniz 机械式 功能：加、减、乘、除和开方,4,查尔斯.巴贝奇 1812年差分机 1834年分析机,一、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 提出“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,7,二、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,Electronic Numerical Integrator And Calculator,电子数字积分计算机 ENIAC,重达30吨 占地250m2 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,8,三、计算机的分代,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,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。,10,四、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5000A 峰值速度230万亿次 Linpack实测值180.6万亿次 2008年11月 Top500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： 桌面型计算机 、笔记本电脑、 平板电脑（Tablet PC）和超便携个人电脑（Ultra Mobile PC）,服务器：网络环境中对外提供服务的计算机系统,按用途分类,通用机,专用机,11,最新知识补充：,天河一号：国防科技大学研制，2009年10月29日亮相 每秒1206万亿次的峰值速度 每秒563.1万亿次的Linpack实测性能 中国超级计算机前100强之首， 使中国成为继美国之后世界上第二个能够自主研制千万亿次 超级计算机的国家。,12,五、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。 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 应用最广泛，数量超过PC,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：,图1.1.6 D2OL网格计算,13,五、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。 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 应用最广泛，数量超过PC,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：,图1.1.6 D2OL网格计算,14,3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,15,1.2 信息技术概述,1. 信息与数据 病历卡上记载病人的体温39oC是数据。数据39oC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39oC，这才是信息，信息是有意义的。 信息 即是对各种事物的变化和特征的反映 又是事物之间相互作用和联系的表征。 数据 信息的载体。 例如：数值、文字、声音、图形、图像等。 人类三大基本资源：物质、能源、信息,一、信息技术基础知识,16,2. 信息技术(Information Technology，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。,17,二、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,18,三、现代信息技术的特点, 数字化 多媒体化 高速度、网络化、宽频带 Internet 2的传输速率将可以达到2.4Gbps 。 智能化,19,1.3 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 B2B 阿里巴巴： B2C 亚 马 逊： C2C 淘 宝 网： 易 趣： 4. 过程控制 5. CAD/CAM/CIMS 6. 多媒体技术 7.人工智能,卡斯帕罗夫对弈“深蓝”,20,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。,