飞速发展的信息技.ppt

飞速发展的信息技术 人类通常采用眼 耳 鼻 舌等感觉器宫捕捉外界信息 神经网络能够传递信息 思维器宫能够认识和加工信息 大脑能够存储信息 同时 人的肢体能够执行信息 尽管如此 人体对信息的获取和处理还是很有限的 一 信息技术信息技术是指在信息的获取 加工 传递和利用过程中所采用的技术和方法 信息技术包括 感测与识别技术 信息获取 计算与智能技术 信息处理 通信技术 信息传递 存储技术 信息存储 控制与显示技术 信息执行 等 二 信息技术的应用信息技术的应用使得人类的生活更加方便和舒适 三 信息技术的发展人类经历了五次信息技术革命第一次信息技术革命 语言的使用第二次信息技术革命 文字的出现和使用第三次信息技术革命 印刷术的发明和使用第四次信息技术革命 电报 电话 广播 电视的发明与普及应用 第五次信息技术革命 计算机与互联网的使用 四 信息处理的工具 计算机根据计算机的演变过程和发展趋势 可以将其分为大型机 中型机 小型机 微型机 笔记本式电脑和掌上电脑等 用计算机按其规模 速度和功能等又可分为巨型机 大型机 中型机 小型机 微型机等 这些类型之间的基本区别通常在于其体积大小 结构复杂程度 功率消耗 性能指标 数据存储容量 指令系统和设备 软件配置等的不同 一般来说 巨型计算机的运算速度很高 可达每秒执行几亿条指令 数据存储容量很大 规模大结构复杂 价格昂贵 主要用于大型科学计算 它也是衡量一国科学实力的重要标志之一 单片计算机则只由一片集成电路制成 其体积小 重量轻 结构十分简单 性能介于巨型机和单片机之间的就是大型机 中型机 小型机和微型机 它们的性能指标和结构规模则相应的依次递减 微型机又称个人计算机或PC PC PersonalComputer 个人计算机能独立运行 完成特定功能的个人计算机 个人计算机不需要共享其他计算机的处理 磁盘和打印机等资源也可以独立工作 PC 即玩家负责控制的登场人物 PC是 玩家控制角色 PlayerCharacter 的缩写 机 广泛应用于社会经济等各个行业 人们通常用于工作和学习的多时微型机 计算机的发展史一 第一代计算机 1946 1956 第一代电子计算机是电子管计算机 世界上第一台电子计算机1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学 第一台电子计算机的名字叫 电子数字积分计算机 英文简称ENIAC 中译 埃尼阿克 也有译成 恩尼克 的 这台计算机重30吨 占地170平方米 相当于我们3户居民家庭的住房面积总和 1956年10月 我国第一座现代化的电子管厂 北京电子管厂正式开工生产 1959年9月 我国第一台每秒钟运算10000次的快速通用电子数字计算机在北京试制成功 二 第二代计算机 1957 1963 第二代电子计算机是晶体管计算机 我国第一台晶体管大型通用数字计算机1967年10月在中国科学院计算技术研究所试制成功 三 第三代电子计算机 1964 1975 第三代电子计算机开始使用集成电路 1972年11月 上海计算技术研究所等单位试制成功每秒运算11万次的集成电路通用数字电子计算机 1973年8月 我国第一台每秒钟运算100万次的集成电路电子计算机在北京试制成功 四 第四代电子计算机 1976 第四代电子计算机使用大规模和超大规模集成电路 五 第五代计算机集成电路技术的发展十分迅速 集成度 每片芯片晶体管数 是有限的 不可能无限制地增加下去 总会有达到饱和的一天 所以 人们在发展集成电路技术的同时 还在积极地探索其它替代技术 如光子和生物芯片技术等 1 智能计算机 第五代电子计算机是智能电子计算机 它是一种有知识 会学习 能推理的计算机 具有能理解自然语言 声音 文字和图像的能力 并且具有说话的能力 使人机能够用自然语言直接对话 它可以利用已有的和不断学习到的知识 进行思维 联想 推理 并得出结论 能解决复杂问题 具有汇集 记忆 检索有关知识的能力 1991年 美国加州理工学院推出了一种大容量并行处理系统 用528台处理器并行进行工作 其运算速度可达到每秒320亿次浮点运算 2 超导计算机 超导计算机是使用超导体元器件的高速计算机 所谓超导 是指有些物质在接近绝对零度 相当于 269摄氏度 时 电流流动是无阻力的 1962年 英国物理学家约瑟夫逊提出了超导隧道效应原理 获得诺贝尔奖 用约瑟夫逊器件制成的电子计算机 称为约瑟夫逊计算机 也就是超导计算机 又称超导电脑 这种电脑的耗电量仅为用半导体器件制造的电脑所耗电量的几千分之一 它执行一个指令只需十亿分之一秒 比半导体元件快10倍 日本电气技术研究所研制成世界上第一台完善的超导电脑 3 光计算机 光计算机是利用光作为载体进行信息处理的计算机 1990年 美国的贝尔实验室推出了一台由激光器 透镜 反射镜等组成的计算机 这就是光计算机的雏形 随后 英 法 比 德 意等国的70多名科学家研制成功了一台光计算机 其运算速度比普通的电子计算机快1000倍 光计算机又叫光脑 光子不像电子那样需要在导线中传播 即使在光线相交时 它们之间也不会相互影响 并且在不满足干涉的条件下也互不干扰 光束的这种互不干扰的特性 使得光脑能够在极小的空间内开辟很多平行的信息通道 密度大得惊人 一块截面为5分硬币大小的棱镜 其通过能力超过全球现有全部电话电缆的许多倍 贝尔实验室研制成功的光学转换器 在字母O中可以装入2000个信息通道 因此科学家们早就设想使用光子了 4 生物计算机 生物计算机主要是以生物电子元件构建的计算机 科学家发现 蛋白质有开关特性 用蛋白质分子作元件制成集成电路 称为生物芯片 使用生物芯片的计算机称为蛋白质电脑 或称为生物电脑 用蛋白质制造的电脑芯片 存储量可以达到普通电脑的10亿倍 生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍 传递信息的速度也比人脑思维的速度快100万倍 生物芯片传递信息时阻抗小 耗能低 且具有生物的特点 具有自我组织自我修复的功能 它可以与人体及人脑结合起来 听从人脑指挥 从人体中吸收营养 把生物电脑植入人的脑内 可以使盲人复明 使人脑的记忆力成千万倍地提高 若是植入血管中 则可以监视人体内的化学变化 使人的体质增强 使残疾人重新站立起来 5 量子计算机 1996年初 美国的科学家说 他们发现在某种条件下 光子能够发生相互作用 这个发现能够被用来制造新的信息处理器件 从而导致世界上性能最好的超级计算机的出现 六 第六代计算机第六代电子计算机是模仿人的大脑判断能力和适应能力 并具有可并行处理多种数据功能的经网络计算机 与以逻辑处理为主的第五代计算机不同 它本身可以判断对象的性质与状态 并能采取相应的行动 而且它可同时并行处理实时变化的大量数据 并引出结论 以往的信息处理系统只能处理条理清晰 经络分明的数据 而人的大脑却具有能处理支离破碎 含糊不清信息的灵活性 第六代电子计算机将类似人脑的智慧和灵活性 神经电子计算机的信息不是存在存储器中 而是存储在神经元之间的联络网中 若有节裂 电脑仍有重建资料的能力 它还具有联想记忆 视觉和声音识别能力 神经电子计算机将会广泛应用于各领域 它能识别文字 符号 图形 语言以及声纳和雷达收到的信号 判读支票 对市场进行估计 分析新产品 进行医学诊断 控制智能机器人 实现汽车和飞行器的自动驾驶 发现 识别军事目标 进行智能决策和智能指挥等 计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成 计算机的的硬件系统是指组成计算机的各个部件 如主机 显示器 键盘 鼠标 打印机等 计算机的主机箱里的主要部件有主板 中央处理器 CPU 内存储器 显示卡 外存储器和电源 主板是计算机内部的主要电路板 提供用来与其他板卡连接的插槽 插座等 中央处理器 又称CPU 是控制器和运算器的统称 是计算机的核心部件 CPU的重要性能指标是时钟频率或主频 表示计算机每秒钟运算的次数 内存储器 SDR DDRD DR2 插于主板上的用于存储信息的装置 可直接与CPU交换信息 通常存放常用的和当前要用的数据和程序 内存储器的容量有256M 512M 1GB等 外存储器 指硬盘 软盘 U盘 光盘及相应的驱动设备 用以保存信息或数据 显示卡 是主板与显示器的连接电路板 主机内的信息通过它进行转换处理之后 才能在显示器上显示出来 网卡 又称网络适配器 是将计算机连接到网络的元件 电源 将交流电转换为直流电的设备 在计算机系统中 我们还会遇到一些输入和输出设备 如打印机 扫描仪 投影仪 数码照相机 手写板 触摸屏 音箱等 软件系统