计算机及信息技术概述.ppt
,第一章 计算机及信息技术概述,本章首先从计算工具的发展开始，介绍计算机的历史和类型，计算机在现代社会中的一些典型应用，以及计算机的未来发展趋势；计算机学科概要及计算机系统的硬件和软件系统构成；最后介绍信息技术的基础知识。,1.1 计算机基础知识,计算机发展历史上的重要人物和思想(P1-5),人们发明电子数字计算机的初衷是用来进行科学计算，但现代计算机的功能早已不再只是“计算”，而扩大到可以处理加工数字、文字、图形、图像、声音等各种形式的数据。人类从远古时代就产生了计算的需要。钟表业，特别是齿轮传动装置技术的发展，诞生了最早的机械式计算机。,法国物理学家帕斯卡(1623-1662)在 1642年发明了第一台机械式加法机。该机由齿轮组成，靠发条驱动，用专用的铁笔来拨动转轮以输入数字。,当时，19岁的帕斯卡为了帮助父亲计算税款，开始研究机械计算装置，最后制成了手摇驱动的齿轮进位式计算器，可完成六位数字的加减法。,1.1 计算机基础知识,1673年，德国数学家莱布尼茨发明了机械式乘除法器。基本原理继承于帕斯卡的加法机，也是由一系列齿轮组成，但多了一个叫“步进轮”的装置，它能够连续重复地做加减法，从而实现了乘除运算。,1.1 计算机基础知识,1.1 计算机基础知识,1822年，英国数学家巴贝奇Babbage历经10年努力终于发明了“差分机”。它有3个齿轮式寄存器，可以保存3个5位数字，计算精度可以达到6位小数。,英国女数学家阿达(1815-1852)是巴贝奇的合作伙伴。她用穿孔卡片设计了世界上“第一件计算机程序”。她还建议分析机用二进制存储。预言分析机能唱歌、绘画。,英国诗人拜伦的女儿,1.1 计算机基础知识,姚期智：2000年首位获奖图灵奖的华裔学者,七十多年来，现代计算机基本结构仍然是“冯诺依曼计算机”。,美籍匈牙利数学家冯诺依曼(计算机鼻祖),计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成；应采用二进制简化机器的电路设计；采用“存储程序”技术,以便计算机能保存和自动依次执行指令。,冯诺依曼：“如果不考虑巴贝奇、阿达和其他人早先提出的有关思想，计算机基本概念只能属于阿兰图灵”,1.1 计算机基础知识,1.1 计算机基础知识(P5-7),1946年2月由宾夕法尼亚大学研制成功的ENIAC是第一台电子数字计算机。,重30吨，占地167m2，耗电150千瓦18800个电子管，1500个继电器，保存80个字节每秒钟可做5000次加减法或400次乘法运算。“诞生了一个电子的大脑”,致命缺陷：没有存储程序。,1.1.2 电子计算机时代,电子技术的发展促进了电子计算机的更新换代。,第一代计算机 19461958年 以电子管为主要元件 代表机型：ENIAC,1.1 计算机基础知识,第四代计算机 1971年至今 以大规模/超大集成电路为主要元件 巨型机、大型机、小型机、微型机以及便携机,第五代计算机：目标是智能计算机,1.1 计算机基础知识,第三代计算机 19641971年 以集成电路为主要元件,采用集成电路的第一台电子计算机IBM360型,1.1 计算机基础知识(P7-8),1.1.3 计算机类型,1.1 计算机基础知识(P9-13),计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。,运算速度快,计算精度高,存储容量大,具有逻辑判断能力,按照程序自动运行,计算机特点,1.1.4 计算机的特点及应用领域,1.1 计算机基础知识,科学计算,数据处理,过程与实时控制,人工智能,计算机辅助设计与制造,计算机应用领域,远程通信与网络应用,多媒体与虚拟现实,计算机发展趋势巨型化,超级计算机：存储容量更大、运算速度更快。运算速度达每秒千亿、万亿次运算。超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等的高科技领域。,1.1.5 未来的计算机,1.1 计算机基础知识,超级计算机的部分应用,计算机发展趋势微型化,1981年IBM PC,计算机不再是单一的计算机器，而是一种个人的信息机器。,1.1 计算机基础知识,计算机发展趋势网络化,计算机网络：计算机技术通信技术网络的发展动力：共享远程资源，实现通信和合作。,1.1 计算机基础知识,计算机发展趋势智能化,智能计算机将是一种具有类似于人的思维能力，能听会说，能想会做，能代替人的体力劳动以及脑力劳动的智能机器人。,1.1 计算机基础知识,未来的计算机光计算机,用光子器件替代电子器件。将电子脉冲转换为极细的激光束，用不同波长的光表示不同的数据。,1.1 计算机基础知识,未来的计算机生物计算机,用生物工程技术生产的蛋白质分子作元件制成集成电路。一个蛋白质分子就可作为一个存储体，具有生物活性。,未来的计算机量子计算机,利用处于多态的原子进行计算。最小的信息单元是一个量子比特。,1.2.1 计算机硬件系统,1.2 计算机系统构成(P13-16),冯诺依曼计算机结构,计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。,计算机系统,1.2 计算机系统构成,应用软件是指用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编写的程序。,系统软件主要包括：（1）操作系统。（2）语言处理程序。（3）监控管理程序、调试程序、故障检查和诊断程序等。,1.2.2 计算机软件系统,1.2 计算机系统构成,1.3.1 信息技术概念,1.3 信息技术基础知识(P16-17),信息是一种知识，是接受者事先不知道不了解的知识。,数据是信息的载体。数值、文字、语言、图形、图像等都是不同形式的数据。,4次信息革命：文字、造纸和印刷术、电报电话广播电视、计算机与网络,信息数据,现代信息技术：计算机技术微电子技术通信技术,
