计算思维导论Chapter1.pptx

1、大学计算机-计算思维导论,哈尔滨工业大学,理解计算机基本原理 培养利用计算机/计算技术进行问题求解的能力 理解典型的计算思维，并通过实践操作验证及强化学习 培养使用计算机/网络的意识,教学目标,End,下页,课堂讲解、互动 软件演示、视频展示 上机亲自动手实践 建有课程网站-乐学网，进行互动交流 乐学网上提供有大量相关的课外参考资料 主动思考不妨偶尔“穿越”一下时空,教学手段,End,下页,本课程学时安排、考试要求,授课学时：30 学时（15次：单周1次，双周2次） 实验学时：12学时（4次即6-9周，每次结束提交大作业） 考试基本要求 考试以学生完成实验环节及提交大作业为必要条件 期末考试采

2、用笔试。,本课程实行累积式教学,本课程成绩评定由两部分组成：期末考试成绩占总成绩的50%（闭卷）；实验成绩占总成绩的50%。 平时出勤很重要。 实验成绩会及时公示。,任课教师简介,刘远超，男，博士，副教授，哈尔滨工业大学计算机学院教师。 联系方式：E-mail: Micro-blog ： 教学经历：曾承担大学计算机、AIX、E-business、Linux、中文信息处理、操作系统等课程的任课教师；IBM公司大学合作部兼职讲师，曾在北京大学担任教育部-IBM公司合作项目Lotus DominoIBM DB2 UDB、Lotus Domino 1982年：Intel发布80286处理器, 时钟频率

3、提高到20MHz, 每秒执行270万条指令，集成了13.4万个晶体管。 1985年：Intel发布80386处理器, 32位处理器; 1989年：Intel发布80486处理器，集成有120万晶体管。 1993年：Intel发布奔腾(pentium)处理器。初期发布的奔腾集成了300多万个晶体管，工作在60-66MHz，每秒钟可执行1亿条指令。 1995年：Intel发布Pentium Pro处理器，其最高速度达到了200MHz，内部集成有550万晶体管，每秒可执行4.4亿条指令。,1.3.2 来自元器件发展的启示,超大规模集成电路时代（1972-现在）,End,下页,1997年：Intel发

4、布Pentium处理器, 0.25微米新工艺，内置多媒体(MMX)功能。MMX是英文MultiMedia eXtension(多媒体扩展)的缩写。 1999年：Intel推出Pentium处理器，增加了拥有70条全新指令的SSE(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions)指令集，以增强3D和多媒体的处理能力。时钟频率450MHz 以上，总线速度100MHz 以上，0.25m 工艺制造，内建2800万个晶体管，集成有512KB或以上的二级缓存。 2000年：AMD公司推出主频达1GHz的“Athlon”处理器，从而掀开了GHz 处

5、理器大战。随后Intel公司推出了自己的1GHz Pentium3处理器。,1.3.2 来自元器件发展的启示,超大规模集成电路时代（1972-现在）,End,下页,2003年：Intel发布移动处理规范“迅驰”。 2005年，Intel推出双核处理器Pentium D, 架构了90纳米技术，是双核心加了64位指令集，从而正式揭开了微处理器多核心时代。 2006年： Intel Core 2 Duo处理器内含2.91亿颗晶体管。 2007 年：45纳米四核处理器上装载了8.2亿颗晶体管，体积比上代产品缩小了25%。,1.3.2 来自元器件发展的启示,超大规模集成电路时代（1972-现在）,1.3

6、.2 来自元器件发展的启示回顾,End,下页,元器件的发展与演变,计算机简要发展史回顾,End,下页,Intel创始人戈登.摩尔提出了摩尔定律：当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍,其性能也将提升一倍。 截至2013年，一个超大规模集成电路芯片的晶体管数量可达14亿颗以上。英特尔新一代智能酷睿处理器，覆盖台式机、笔记本等的十三款产品全部采用最新的22纳米技术。,End,下页,所谓的计算机硬件是指制造完成后基本不能改变的部件，包括核心的微处理器(又被称为中央处理单元Central Processing Unit，简称CPU)、存储设备、输入设备和输出设备。 负责

7、解释和执行程序的部件被称为微处理器。 负责存储数据的部件被称为存储设备。 负责将外界信息送入计算机系统的部件被称为输入设备。 负责将计算机系统内部数据使外界感知的部件被称为输出设备。,1.3.3 来自计算机硬件发展的启示,End,下页,1805年： 法国机械师杰卡德（J.Jacquard）根据布乔“穿孔纸带”的构想完成了“自动提花编织机”的设计制作-用打孔卡控制编织的样式，实践了数据的输入手段问题。 如何将英文字母直接输入到机器中呢？1868年，美国克里斯托夫.肖尔斯(C. Sholes)发明了沿用至今的QWERTY键盘，将英文字母符号按位置排列，当按下不同字母按键时，机器识别出其位置，据位置

8、信息进而识别出输入的是哪一个字母，从而实现了符号输入。,1.3.3 来自计算机硬件发展的启示,输入设备的发展-如何使外界信息被机器感知呢？,End,End,下页,如何实现对由一系列点构成的图形的控制呢？1968年，美国恩格巴特(Douglas Englebart)发明了鼠标，实现了点输入，促进了图形化计算机的发展。 目前各种输入手段不断创新，输入设备层出不求。例如为实现纸质文档/图象的输入，出现了扫描仪； 为实现人对屏幕上图形的直接控制，出现了基于电阻/电容的触摸感应式输入设备，可以感应手指的接触或压力实现信息的输入； 为使人更方便地输入信息，出现了语音输入设备，自动识别人的语音； 出现了随人

9、眼、手变动的感知输入设备如微软公司推出的Kinect体感设备等，各种各样的感知设备，包括接触式感知，也包括非接触式感知， 目前的物联网技术(Internet of Things)目的是使计算机感知现实世界万事万物。,1.3.3 来自计算机硬件发展的启示,输入设备的发展-如何使外界信息被机器感知呢？,End,下页,最基本的是通过屏幕显示计算的结果。1908年，英国Campbell Swinton叙述了电子扫描方法并预示用阴极射线管制造电视，1960年，DEC的PDP-1计算机使用了CRT(阴极射线管, cathode ray tube)式显示器, 它利用显像管内的点子枪发出电子光束，打在一个内层

10、玻璃涂满了无数三原色的荧光粉层上，荧光粉层上的布满的三原色点的数目（被称为像素），电子枪周期性的发出电子束，循环激发像素点，会使得荧光粉发光，就显示出了不同颜色的点。 目前显示设备的研究向数字高清显示器、三维显示器、触控显示器等方向发展。,1.3.3 来自计算机硬件发展的启示,再看输出设备的发展-如何使机器处理的结果被外界感知呢？,End,下页,1950年，基于汞在室温时是液体同时又是导体特性，并结合机械与电子技术开发了汞延迟线实现0和1的存储。 1953，利用磁性材料及其磁化翻转特性而实现永久性的存储，发明了磁芯、磁带、磁鼓，进一步IBM于1956年首次实现“温彻斯特(Winchester)

11、”硬盘技术。1973年，IBM公司研制成功第一片软磁盘。1983年，IBM推出了IBM PC的改进型号IBM PC/XT，并为其内置了硬盘。 2002年2月26日，西捷公司推出了全球首款Serial ATA接口硬盘。 1985年， Philips和Sony合作推出CD-ROM光盘驱动器。 1994年，索尼/飞利浦发布了高密度CD碟片(HIGH-DENSITY CD)，即现在的DVD-9(DS-SL)和DVD-18(DS-SL)格式碟片的始祖。1995年，欧、美、日10家制造公司达成协议，DVD光盘将包括视频和音频、只读和可写等全面解决方案。 。,1.3.3 来自计算机硬件发展的启示,再看存储设

12、备的发展,End,下页,新型的存储介质介绍: USB removable disk(U-Disk)，其基于闪存技术FlashRAM； 固态硬盘（Solid State Disk）：用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘； 纳米存储（尚未商业化） 数码相机等设备上用的： MultiMedia Card(MMC)， 其基于闪存技术 FlashRAM； SD卡（Secure Digital Memory Card） ，其基于闪存技术 FlashRAM；,1.3.3 来自计算机硬件发展的启示,再看存储设备的发展,SD存储卡,固态硬盘,MMC存储卡,End,下页,通常有几个指标来衡量微处理器： (1)字长，

13、字是CPU内部进行数据处理、信息传输等的基本单位，每一个字所包含的二进制位数称为字长。字长也即一次CPU操作所能处理数据的位数。微处理器字长从4位，发展为8位、16位、32位和64位。 (2)主频，主频是指CPU每秒钟所能完成计算的次数，也称时钟频率。微处理器的主频由几MHz发展为几十MHz、几百MHz、几GHz。 (3)功能/规模，早期的微处理器仅仅以定点数运算为基础，当进行浮点数运算时速度较慢，为此开发了单独的协处理器进行浮点运算，一台计算机上安装两个处理器；随后发展便将微处理器和协处理器集成为一个芯片，形成新的微处理器；为提高图形的处理速度，又开发了图形处理单元GPU，随后又将图形处理单

14、元与微处理器集成，形成新的多核处理器，再进一步集成了多媒体处理器、3D多媒体处理器，形成了现在的多核处理器，目前Intel公司已开发出了八核、十核及更多核心的处理器，功能规模越来越大。 (4)晶体管数量，目前达到14亿颗以上，当然这一切离不开集成电路的微刻、纳刻制造工艺的发展。,1.3.3 来自计算机硬件发展的启示,再看微处理器-是计算机内部执行指令和进行运算的核心部件。,答： 如果是32位的CPU，每次运算32位二进制数据，也就是4个字节，可每秒处理4*36亿字节的数据； 如果是64位的CPU，每次运算64位二进制数据，也就是8个字节，可每秒处理8*36亿字节的数据。,补充：几个相关问题,问

15、题2、 那如果工作频率相同，32位和64位计算机有何区别？,答：是指CPU的工作频率是每秒钟3.6*230次运算，大约是36亿次,问题1、我们平时所说的P4 3.6GHZ意味着什么？,End,下页,1.3.3 来自计算机硬件发展的启示总结,计算机硬件的发展与演变,End,下页,尽管计算机硬件功能很强，但真正控制计算机运行的还是软件。 所谓软件可看作是程序系统或者说程序集合，是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，而所谓程序是可按事先设计好的功能和性能要求进行执行的指令序列。 硬件一旦设计好，其功能就确定了，而其功能的扩展和延伸是通过软件来实现的。 当程序系统稳定后，人们可将固定不变的程序再做成

16、硬件，扩大了硬件功能，进而在新的硬件基础上再设计功能更为强大的软件，如此相互促进，计算机功能越来越强大。,1.3.4 来自计算机软件发展的启示,典型的三类操作系统：unix、windows 、Linux,End,下页,怎样编写程序和软件呢？ 机器语言 汇编语言 高级语言,1.3.4 来自计算机软件发展的启示,程序设计语言（计算机语言）与人类自然语言的区别。 程序设计语言，是软件开发和运行的基本工具。程序设计语言经历了机器语言、汇编语言、高级语言三个发展阶段。 最初的程序都是用机器语言编写的，打孔纸带就是用机器语言编写的程序（有孔对应1，无孔对应0），代表着各种数据和指令。 通过特定的转换装置，

17、这些信息就可以转换为对应的电路信号，被计算机接受并执行。,补充：,程序设计语言-计算机语言,八位位宽的IBM标准纸带，,密密麻麻的纸带记录着开发命令,20世纪50年代初期，出现了汇编语言。用若干个英文字母构成的助记符来表示那些指令，可以帮助工程师更好地去记忆那些指令。 后来又出现了高级语言（因为人们感觉汇编语言也有不便之处）。相比之下，高级语言是面向人类的，容易掌握和使用。另外高级语言独立于机器系统，用高级语言编写的程序可以在不同的机器上运行，这使得软件开发可以脱离机器进行，由此催生了软件业。,补充：,程序设计语言-计算机语言,10000110 00000111 10001011 000010

18、10 10010111 00000111 11110100,MOV A, 7 ADD A, 10 MOV (7), A HLT,Result = 7+10 Return,End,下页,典型的高级计算机语言： 如BASIC语言，意为“初学者通用符号指令代码”， 如1960年1月，出现了程序设计语言ALGOL60，随后演化了现在广为使用的C语言等。,1.3.4 来自计算机软件发展的启示,End,下页,20世纪80年代后期，程序开发方式发生了变化。人们提出了用“对象”和“类”来构造程序。-面向对象的程序设计 由此出现了面向对象的程序设计语言，如C+(1983)， Java(1995)，Visual系

19、列语言(1990)等。 面向对象的程序设计语言极大地提高了人们程序设计的能力，也使人们从“编”程序向“构造”程序转变，使得构造特色的复杂的程序成为可能。 典型的Windows图形界面操作系统及基于图形界面的可视化系统都是面向对象程序设计的结果示例。,1.3.4 来自计算机软件发展的启示,End,下页,如何快速地批量化地构造复杂的程序呢？-构件化系统开发 人们在上世纪90年代后，提出了将若干系统中都经常使用的对象做成“构件”，通过重复使用一些构件来构造程序进而提高软件开发效率的思想。 构件化系统开发就好比堆积木一样可以批量地、快速地构造更为复杂的建筑。,1.3.4 来自计算机软件发展的启示,En

20、d,下页,进入21世纪后，随着互联网技术的深入发展-服务化程序设计 所谓服务是将构件的接口重新按公共标准接口进行封装，可以随时接入到服务总线上。任何一个系统都可通过服务总线发现该服务，也可在服务总线的支持下调用该服务。 目前出现的面向服务的体系结构(Service-Oriented Architecture, SOA)技术、云计算(Cloud Computing)技术等就是体现这些思想的典型技术。 服务化程序设计就好像是建设一座城市，不仅要建立一栋栋建筑，更要考虑建筑之间水、电、气等的互联互通。,1.3.4 来自计算机软件发展的启示,End,下页,1.3.4 来自计算机软件发展的启示总结,计算

21、机软件的发展与演变,End,下页,1674年，莱布尼茨提出了“二进制”数的概念。 1854年，英国数学家布尔创立了一门全新的学科布尔代数，为百年后出现的数字计算机的开关电路设计提供了重要的数学方法和理论基础。 1938年，香农证明布尔代数的逻辑运算，可以通过继电器电路来实现，明确地给出了实现加、减、乘、除等运算的电子电路的设计方法。 - 1937年，阿兰.图灵想出了一个“通用机器(Universal Machine)”的概念，可以执行任何的算法。 1950年，阿兰.图灵发表自己的论文机器能思考吗，从而为人工智能奠定了基础，图灵也获得了“人工智能之父”的美誉。,1.3.5 一些重要思想/重要事件

22、及其带来的影响,End,下页,1940年，控制论之父维纳提出了计算机五原则：(1)不是模拟式，而是数字式；(2)由电子元件构成，尽量减少机械部件；(3)采用二进制，而不是十进制；(4)内部存放计算表-计算控制规则；(5)在计算机内部存贮数据。 1952年，由计算机之父，冯.诺伊曼(Von Neumann)设计的电子计算机问世。冯.诺依曼设想：将运算和存储分离，运算由运算部件来实现，存储由存储部件来实现，需要运算的数据和程序事先存储在存储部件中，运算部件可通过读写存储部件进行快速的计算，冯.诺伊曼的设想在这台计算机上得到了圆满的体现，实现了计算机结构上的创新，被称为“冯.诺伊曼计算机”。,1.3

23、.5 一些重要思想/重要事件及其带来的影响,End,下页,1953年，IBM正式对外发布自己的第一台电子计算机 IBM701。随后IBM又相继发布了中型计算机IBM650等，在市场中确立了领导者的地位。 1964年，IBM360计算机问世，标志着第三代计算机的全面登场，这也是IBM历史上最为成功的机型。 1981年，IBM宣布IBM PC的诞生，掀开了改变世界历史的一页。 1982年，康柏公司推出了便携式PC机Portable，开拓了兼容机市场。 1983年，苹果公司推出了丽萨(Lisa)电脑，是世界上第一台商品化的图形用户界面的个人计算机，同时这款电脑也第一次配备了鼠标。 1984年，苹果公

24、司推出了划时代的Macintosh计算机，不仅首次采用了图形界面的操作系统，并且第一次使个人计算机具有了多媒体处理能力。,1.3.5 一些重要思想/重要事件及其带来的影响,补充：,计算机的I/O设备的操作速度总是跟不上CPU的频率，这使得CPU经常处于等待状态。 操作系统的分时技术为解决这个问题提供了方法，这就是实行远程终端连接。 很多个终端连接到一台主机上，共享主机资源。所谓终端，就是只有显示器和键盘，没有硬盘、内存、CPU。 典型的例子是上世纪五十年代美国的全国机票系统，一台机器与分布在全国各地的2000多个终端相连，最终发展成了一个3万多家旅行社、300万在线客户的网络。,计算机网络发展

25、远程终端连接,1.3.5 一些重要思想/重要事件及其带来的影响,补充：,世界上第一个计算机网络是由美国国防部高级研究计划局（ARPA）建立的，称为ARPAnet。为了验证这个设想，于1969年建立了ARPAnet，最初只有4个节点，到1972年网点数达到了40个。 围绕ARPAnet的研究，促成了E-mail和FTP的诞生，二者都是当今Internet的主要应用。 而ARPAnet最大的贡献是TCP/IP，这成了后来构建Internet的基石。,计算机网络的发展ARPAnet,1.3.5 一些重要思想/重要事件及其带来的影响,补充：,1972年，施乐公司（Xerox）的罗伯特梅特卡夫和同事实现

26、了几台计算机、激光打印机之间的互联，数据传输率达到2.94Mb/s。这就是世界上第一个以太网。 1980年，数字设备公司、Intel公司和施乐公司联合发布了第一个以太网协议标准建议书，其核心思想是在一个10Mb/s的共享物理介质上把最多1024个计算机和其他数字设备进行连接（设备间距最大2.5千米）。 在此基础上，以太网技术逐渐得以成熟，逐渐占据了局域网的主导地位。,计算机网络的发展以太网（Ethernet）,不常用,1.3.5 一些重要思想/重要事件及其带来的影响,载波监听/冲突检测,补充：,70年代末到80年代初，出现了很多计算机网络，这些网络使用不同的通信协议，这使得网络之间的联系异常困

27、难。 这时候一个叫Vinton Cerf的美国人提出了一个想法：在每个网络内部各自使用自己的通讯协议，在和其它网络通信时使用TCP/IP协议。这个设想导致了Internet的诞生，确立了TCP/IP在网络互联上的核心地位。 80年代中期，美国国家科学基金会建立了用于科学研究和教育的骨干网络NSFnet，很多大学、政府资助的研究机构，甚至私营的研究机构纷纷把自己的局域网并入NSFnet中。 1990年NSFnet取代ARPAnet成为国家骨干网，并且进入社会.,计算机网络的发展Internet,1.3.5 一些重要思想/重要事件及其带来的影响,补充：,1991年，在连通Internet的计算机中

28、，商业用户首次超过了学术界用户，这是Internet发展史上的一个里程碑，正是这种商业化促成了Internet的腾飞。 1993年，WWW（万维网）和浏览器的应用给Internet带来了崭新的面貌，人们在Internet上看到的不只是文字，还有图片、声音和动画，甚至电影。Internet开始以前所未有的速度席卷世界。,计算机网络的发展Internet,1.3.5 一些重要思想/重要事件及其带来的影响,第一阶段，19491959年，为大客户定制解决方案。开发于1949年到1962年间的SAGE系统，以及开发于1954年到1964年间的SABRE机票预订系统。 第二阶段，19591969年，软件开

29、发出来重复销售给不同的客户。为防止未经授权的软件复制，软件开发商发明了软件专利申请和软件使用许可证协议。 第三阶段，19691981年，IBM宣布为软件与硬件分开定价，宣告免费使用软件的时代结束。越来越多的独立软件公司破土而出。,补充：,软件发展的几个阶段,1962年的SABRE预订系统,第四阶段，19811994年，个人计算机的出现，引发了面向大众的软件市场。这个时期的代表是IBM和Microsoft，他们分别是硬件和软件的标准。 第五阶段，1994年以后，Internet和Web为软件业提供了全新的应用和服务机遇。Web浏览器，电子商务软件，等等，许多企业家抓住了这个机会，并成立新公司以提

30、供这种软件.,补充：,软件发展的几个阶段,这个时期最著名的两个案例是网景浏览器和亚马逊网上书店。 1994年，安德烈森（Marc Andreesen）和Silicon Graphic公司的的创始人克拉克（James H.Clark）创立了网景公司，并在16个月后上市，安德烈森藉此一夜成为亿万富翁。 1995年7月，贝佐斯成立了亚马逊网上书店（Amazon）。这个以世界上流域最广、流量最大的河流命名的“书店”，今天全球客户已达4000万，跨入全球财富500强之列，成为全球电子商务的一面旗帜。 试举出还有哪些比较成功的电子商务网站的例子？ 近几年比较流行的还有社交网络，请举出国内外知名社交网站的例

31、子？,补充：,软件发展的几个阶段,1.3 计算机应用,End,下页,1.4 计算机应用,科学计算 数据/信息处理 过程控制 多媒体应用 人工智能 网络通信 计算机辅助技术,End,下页,1.4 计算机应用,1. 科学计算,科学计算也称为数值计算, 对科学研究和工程技术中提出的数学模型进行求解计算。 如果利用人工来进行这些计算，通常需要几年甚至几百年，还不一定能满足及时性、精确性要求。 举例：天气预报、旅行商问题等,依据卫星云图进行气象预报,2. 数据/信息处理 数据/信息处理也称为非数值计算，指对大量的数据进行搜集、归纳、分类、整理、存储、检索、统计、分析、列表、绘图等。 计算机出现以前，人类

32、在很长一段时间内，只能用自身的感官去收集信息，借助于纸张，用大脑存储和加工信息，用语言交流信息。 举例：超市财务管理、搜索引擎、MS office程序、visio画图程序等,1.4 计算机应用,1.4 计算机应用,3. 过程控制：,利用计算机对生产过程、制造过程或运行过程进行监测与控制，即通过实时监测目标物体的当前状态。 能够替代人在危险、有害于人的环境中进行作业 其二，能在保证同样质量前提下进行连续作业，不受疲劳、情感等因素的影响 其三，能够完成人所不能完成的有高精度、高速度、时间性、空间性等要求的操作 例如：传感器、焊接机器人、机器手等,1.4 计算机应用,4. 多媒体应用：,所谓的多媒体

33、一般包括文本(Text)、图形(Graphics)、影像(Image)、音频(Audio)、视频(Video)、动画(Animation)等多种信息媒介。 多媒体技术拓宽了计算机应用领域，使计算机广泛应用于商业、服务业、教育、广告宣传、文化娱乐、家庭等方面。 同时多媒体技术与人工智能技术的有机结合还促进了更为吸引人的虚拟现实(Virtual Reality)、虚拟制造(Virtual Manufacturing)技术的发展。 举例：虚拟现实在医学、军事、游戏等产业的应用,End,下页,1.4 计算机应用,5.人工智能：,人工智能(AI)是用计算机模拟人类的某些智能活动与行为，如感知、思维、推理

34、、学习、理解、问题求解等。 人工智能研究期望赋予计算机以更多的人的智能。 例如：医疗诊断专家、农业专家系统、卫星图像识别；机器翻译、TTS等等。,97年卡斯帕罗夫在与超级电脑“深蓝”对弈,6. 网络通信 计算机技术和数字通讯技术发展并相融合产生了计算机网络。 通过网络，许多雇员坐在家里通过计算机便可进行工作，从而使传统的工厂家庭化、分散化。 通过网络，人们在家里便可以预订机票、车票，可以选购商品，从而改变了传统服务业、商业单一的经营方式。 通过网络，人们可以与远在千里之外的亲人、朋友实时地传递信息，进而有可能将逐步取代传统方式的邮局 。 小讨论：试举出身边计算机网络的例子、网络是如何改变生活的

35、？,1.4 计算机应用,7. 计算机辅助技术 利用计算机的强大功能来支持人们进行产品开发与设计活动。 基本内容包括：建立几何模型、工程分析与计算、动态模拟仿真、自动绘制工程图纸等。 举例,1.4 计算机应用,1.5 计算机发展趋势,End,下页,高性能计算-无所不能的计算 普适计算-无所不在的计算 服务计算-万事皆服务的计算 智能计算 生物计算 未来互联网与智慧地球,1.5 计算机发展趋势,1.4 计算机发展趋势,速度是计算机的第一指标，人类制造计算机的初衷就是追求计算速度。 发展高速度、大容量、功能强大的超级计算机，对于进行科学研究、保卫国家安全、提高经济竞争力具有非常重要的意义。 实现途径

36、包括两个方面，一方面是提高单一处理器的计算性能，另一方面是把这些处理器集成，由多个CPU构成一个计算机系统，进行并行计算。,1. 高性能计算,1.4 计算机发展趋势,随着计算机网络化、微型化，以及嵌入式技术的发展，普适计算正在逐渐成为现实。 举例：自动洗衣机 、智能电饭煲 、 网上预定酒店、机票。 还有其他例子吗？,2. 普适计算（Pervasive Computing）,1.4 计算机发展趋势,服务计算:通俗的讲就是把计算当作一种服务提供给用户。传统的计算模式通常需要购置必要的计算设备和软件，这种计算往往不会持续太长的时间，或者偶尔为之。服务计算把所有这些设备和软件集中起来，供需要的用户使用

37、，一方面用户节省节省了成本，另一方面设备和软件的利用率达到了最大化。 软件即服务（SaaS）是服务计算的一个典型例子。传统意义上软件通常是通过购买版权而获得使用权的，在SaaS模式中，软件按使用时间付费，而且是通过互联网实现的，甚至可以连设备也一并按使用时间付费，计算纯粹就是一种服务。 举例：搜狗云输入法，QQ云输入法，百度在线输入法(云输入法是依托于云计算技术的输入法，其与一般输入法最明显的区别在于，没有本地输入法文件，完全靠服务器支持。 ),3. 服务计算,1.4 计算机发展趋势,半个多世纪来，在人工智能领域取得了一些进展。 指纹识别技术已经得到广泛应用。 计算机辅助翻译极大提高了翻译效率

38、。 手写输入技术已经在手机上得到应用 语音输入还在完善中。 1997年，IBM的“深蓝”以3.5：2.5的比分战胜了卡斯帕罗夫，完成了一次耗资巨大的图灵测试。 什么是图灵测试？ Siri、waston、Alice、腾讯聊天机器人小Q,4. 智能计算,1.4 计算机发展趋势,生物计算包含两个方面： 一方面，晶体管的密度已经接近当前所用技术的极限 科学家发现，有些有机物中的蛋白质分子像开关一样，具有“开”与“关”的功能。因此，人类可以利用遗传工程技术，仿制出这种蛋白质分子，用来作为元件制成计算机。科学家把这种计算机叫做生物计算机。 另一方面，随着分子生物学的突飞猛进，它已经成为资料量最大的一门学问，借助计算机进行