计算机及信息技术概述

,大学计算机基础,华南农业大学信息学院主讲教师万华Emailwanhua,片头动画,请各班班长和学委留下联系方式,购书通知,于2月26号至3月7号到学校北门信息学院大楼614室(计算机实验室)购买教材。要求各班以班为单位集体购买，现库存教材不多,请尽快来购买。教材含“大学计算机导论”和“大学计算机导论实验指导与习题”两本，共计32元。大学计算机导论（22元）实验指导书（10元）,课程综述,教学目的计算机能力是信息社会生存和竞争的基本需要。培养使用计算机工具和方法分析解决问题的能力培养创造性思维,课时安排理论教学:2学时/周，第1-17周实验教学：2学时/周，第4-16周,成绩构成平时成绩=考勤+实验+测验课程成绩=期末考试(70%)+平时成绩(30%),学习要求,大课要求：认真听讲，做适量笔记；课堂上不允许影响他人学习上机要求：避免迟到早退，允许相互交流讨论，保持实验室卫生和秩序作业要求：独立完成实验内容，按时提交实验报告,理论教学内容,第1章计算机及信息技术概述第2章计算机及信息基础第3章计算机硬件体系结构第4章计算机操作系统第5章计算机软件及开发技术第6章数据库技术第7章多媒体技术第9章信息安全第10章社会责任意识,1.1计算机基础知识1.2计算机学科概要1.3计算机系统构成1.4信息技术基础知识,第一章计算机及信息技术概述,人类追求的计算工具,CharlesBabbage,1822差分机,1833分析机,MARKI,ENIAC,电子计算机时代,1.1计算机基础知识,1.1.1计算机发展历史上的重要人物和思想,1673年，德国数学家莱布尼茨Leibnitz发明了机械式乘除法器。基本原理继承于帕斯卡，也由一系列齿轮组成，但多了一个“步进轮”装置，它能够连续重复地做加减法，从而实现了乘除运算。,1642年，法国物理学家帕斯卡Pascal发明了第一台机械式加法机。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。,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。,1.1.1计算机发展历史上的重要人物和思想,MARKI,1944年，美国物理学家艾肯指导下，MARKI计算机研制成功,香侬是现代信息论的著名创始人。1938年，香侬在发表的论文中，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可以通过继电器电路来实现。,ClaudeShannon,1.1计算机基础知识,1.1.1计算机发展历史上的重要人物和思想,图灵机:通用计算模型,为纪念图灵对计算机的贡献，美国计算机博物馆于1966年设立了“图灵奖”,计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。,图灵机是一种思想模型，它由三部分组成：一个控制器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读写头。,1.1计算机基础知识,1.1.1计算机发展历史上的重要人物和思想,程序:规则表,1.1计算机基础知识,五十多年来，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”以便计算机能保存指令和数据以及能够自动依次执行指令。,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”,1.1.1计算机发展历史上的重要人物和思想,1.1计算机基础知识,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，EDVAC,第二代计算机19581964年以晶体管为主要元件代表机型：IBM7090，PDP-1,1.1.2电子计算机时代,1.1计算机基础知识,第三代计算机19671971年以集成电路为主要元件代表机型：IBMSystem/360,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,1.1.2电子计算机时代,1.1计算机基础知识,1.1.3计算机类型,1.1计算机基础知识,1.1.3计算机类型,IT第一定律摩尔定律,百万条指令/秒(mips),每18个月芯片能力增长一倍,晶体管数,1.1计算机基础知识,1.1.3计算机类型,1.1计算机基础知识,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,1.1.4计算机的特点及应用领域,1.1计算机基础知识,计算机发展趋势巨型化,存储容量更大、运算速度更快。运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。,1.1.5未来的计算机,1.1计算机基础知识,计算机发展趋势微型化,1981年IBMPC,计算机不再是单一的计算机器，而是一种个人的信息机器。,1.1.5未来的计算机,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，通信和合作。,1.1.5未来的计算机,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。,1.1.5未来的计算机,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。通过反射镜和棱镜网络投射到需要数据的位置。,1.1.5未来的计算机,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。,1.1.5未来的计算机,1.1计算机基础知识,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，量子比特不只是开、关两种状态，而是以多种状态同时出现，这种性质对于并行处理信息是非常有利的。,1.1.5未来的计算机,计算机科学技术是研究计算机的设计与制造，以及利用计算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制和传输等的理论、原则、方法和技术的学科。包含了计算机科学、计算机工程、软件工程、信息工程等分支领域。,1.2计算机学科概要,1.3计算机系统构成,计算机系统,1.3.1计算机硬件系统,1.3计算机系统构成,内存条,CPU,输入输出设备接口,1.3.1计算机硬件系统,1.3计算机系统构成,1.3.1计算机软件系统,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。补充:(4)数据库管理系统,1.4.1信息技术概念,1.4信息技术基础知识,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