同济大学大学计算机基础.ppt

1 第一章计算机与信息社会 1 1计算机的发展1 2信息技术概述1 3计算机在信息社会中的应用教学安排 以自学为主 2 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WilliamOughtred手动式 减 乘 除 指数和三角函数运算加法器1942年 法国BlaisePascal机械式 只能做加法计算器1673年 德国GottfriedLeibniz机械式 加 减 乘 除和开方差分机1822年 英国CharlesBabbage分析机1834年 英国CharlesBabbage 3 查尔斯 巴贝奇1822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 4 HowardAiken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MARKIMARKII和MARKIII是电子计算机 2 MARKI1944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JohnV Atanasoff和CliffordE Berry为数学物理研究研制的 5 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 6 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 ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator 电子数字积分计算机 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 UNIVAL1947年 莫奇莱和埃克特 史料 莫奇莱和埃克特 7 1 1 3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 8 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 NECEarthSimulator每秒35万亿次浮点运算 峰值40万亿次中国 曙光4000A2560颗64位AMDOpteron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 9 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 图1 1 6D2OL网格计算 10 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 11 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 12 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 13 2 信息技术 InformationTechnology 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 14 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 15 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 16 1 3计算机在信息社会中的应用 17 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