第1章_计算机与信息社会__第五版

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WilliamOughtred20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BlaisePascal机械式功能 只能做加法计算器1673年德国GottfriedLeibniz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 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 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 ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator 电子数字积分计算机ENIAC 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 莫契利和埃克特 重达30吨 占地250m2 启动工耗150000瓦 18000个电子管 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 NECEarthSimulator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 TabletPC 和超便携个人电脑 UltraMobilePC 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 在德国汉堡举行的2010年国际超级计算大会上 TOP500 org组织公布了第35届全球超级计算机五百强排行榜 中国新近研发完成的 星云 Nebulae 高居亚军位置 一举创造了中国在这项排行榜上的傲人新纪录 同时中国 天河一号 排在第七位 这样 中国不但打破了美国对前三甲的长期垄断 也第一次在前十名中占据了两个席位 位于天津国家超级计算中心的中国 天河一号 Tianhe 1 上次位列第五 滑落至第七位 此前紧随其后的美国国家航空航天局Ames研究中心的 Pleiades 出自SGI公司 升级到772 7TFlops 超过天河一号达到第六位 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 6D2OL网格计算 13 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 14 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 15 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 上述方面的技巧和应用 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 16 二 现代信息技术的内容 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 17 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Internet2的传输速率将可以达到2 4Gbps 智能化 18 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 CIMS6 多媒体技术7 人工智能 卡斯帕罗夫对弈