第1章 信息技术与计算机.ppt

1、曾新大学计算机基础（第1章）,1,大学计算机基础,主讲 曾新,Email: Tel :M),四川大学计算机学院,曾新大学计算机基础（第1章）,2,曾新四川大学计算机基础教学中心,2008年,第1章 信息技术与计算机(自学),信息概述 信息化与信息社会 信息处理工具计算机概述,曾新大学计算机基础（第1章）,4,1.1 信息概述,1.1.1 信息 1.1.2 信息科学 1.1.3 信息技术 1.1.4 信息技术的核心 1.1.5 信息处理与计算机,曾新大学计算机基础（第1章）,5,1.1.1 信息,数据（data） 对客观事物的符号表示 ，用于表示客观事物的未经加工的原始

2、素材 。 例如：数字、字符、文字、图形、声音和视频等。,110 119,曾新大学计算机基础（第1章）,6,1.1.1 信息,数据（data）-续 在计算机科学中，数据是指所有能输入到计算机并被计算机程序处理的符号的介质的总称，是用于输入电子计算机进行处理，具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。是组成地理信息系统的最基本要素。,曾新大学计算机基础（第1章）,7,1.1.1 信息,信息 信息是一种消息，是经过加工以后对客观世界产生影响的数据。信息与通讯问题密切相关。 （1）信息的形态 数值、文本、声音、图像 （2）信息的角色(功能) 被处理、被存储、被传输 （3）信息的特点 不灭性、复制

3、性、时效性,曾新大学计算机基础（第1章）,8,1.1.1 信息,信息处理（数据处理） 是指从某些已知的数据信息出发，推导整理出新的数据，从而产生出新的信息的过程 。 它涉及到数据的收集、存储、管理、加工、计算、维护、检索、传输等处理并产生新的有价值的信息的全过程。,数据,加工处理,信息,曾新大学计算机基础（第1章）,9,1.1.2 信息科学,研究信息及其运动规律的科学。 1984年贝尔研究室的申农(美国)在题为通讯的数学理论的论文中系统地提出了关于信息的论述，创立了信息论。 C.E.Shannon 申农（香农）(1916-2001）。 理论基础：香农的信息论 研究对象：信息 研究内容：信息的运

4、动规律 研究方法：现代科学方法论 研究目标：扩展人的信息功能,曾新大学计算机基础（第1章）,10,1.1.3 信息技术,什么是信息技术 信息技术是关于信息的产生、发送、传输、接收、变换、识别、控制等应用技术的总称，是在信息科学的基本原理和方法的指导下扩展人类信息处理功能的技术。 (Information Technology，IT)。 信息技术的支柱：通讯（Communication）技术、计算机（Computer）技术和控制（Control）技术，即“3C”技术。,曾新大学计算机基础（第1章）,11,1.1.3 信息技术,信息技术的发展 发展历史： 第一次信息革命：语言、文字、文献； 第二次

5、信息革命：造纸术、印刷术； 第三次信息革命：电报、电话、电视机等； 第四次信息革命：计算机、现代通信技术等。 发展趋势： 速度快、容量大；综合化；数字化；个人化。,曾新大学计算机基础（第1章）,12,1.1.4 信息技术的核心,微电子技术基础 高集成、高速度、低功耗和智能化 。 计算机技术 多媒体、网络、智能化、并行处理。 光电子技术 通信技术 获取信息：传感技术； 传递信息：通信技术； 处理信息：计算机技术；,微电子技术是三种技术的实现基础。,曾新大学计算机基础（第1章）,13,1.1.5 信息处理与计算机,利用计算机进行信息加工 存储器：存储数据； 软件：管理数据； 应用程序：处理数据 信

6、息系统 数据处理系统、管理信息系统； 决策支持系统、办公自动化系统。,曾新大学计算机基础（第1章）,14,1.2 信息化与信息社会(自学),1.2.1 信息化 1.2.2 信息社会 1.1.3 信息产业 1.1.4 信息人才,曾新大学计算机基础（第1章）,15,1.2.1 信息化,信息化与信息化社会 中国的信息化建设 中国信息化基础结构（CII） 信息化建设的“金字工程” 三金工程： 金桥工程：国家经济信息网 金关工程：国家经济贸易信息网络 金卡工程：金融交易卡,曾新大学计算机基础（第1章）,16,1.2.2 信息社会,经济领域方面 社会、文化、生活方面 社会观念上的方式,1.2.3 信息产业

7、,信息产业的出现深刻地影响着当今世界经济、科技的发展格局，改变着社会特征、企业的形态。 信息产业已成为全球最具潜力的新的经济增长点。,曾新大学计算机基础（第1章）,17,1.2.4 信息人才,信息技术教育的本质是利用信息技术培养信息素质，以适应信息社会对人才培养标准的要求。 信息素养： 认识、态度 信息能力：技术、操作、能力三个层面上的素养 信息素养标准 ： 高效获取信息、熟练评价信息、精确使用信息； 独立学习； 对社会积极贡献。,曾新大学计算机基础（第1章）,18,1.3 信息处理工具计算机概述,1.3.1 计算机的发展历程 1.3.2 计算机的发展趋势 1.3.3 计算机的特点 1.3.4

8、 计算机的分类 1.3.5 计算机的应用 1.3.6 计算机的新技术 1.3.7 未来的计算机,曾新大学计算机基础（第1章）,19,1.3.1 计算机的发展历程,计算机史前史 算盘时代 机械时代 机电时代,曾新大学计算机基础（第1章）,20,1.3.1 计算机的发展历程,电子计算机的诞生 1946年2月14日诞生，是美国宾夕法尼亚大学研制的“电子数值积分计算机”（ENIAC （Electronic Numerical Integrator And Calculator） ）。,5000次加法/秒 保存80个字节 体重28吨 占地170m2 18800只电子管 1500个继电器 功率150KW,

9、曾新大学计算机基础（第1章）,21,计算机的发展,计算机发展的阶段 第一代（1 9 4 6年1 9 5 8年） 电子管计算机，计算机使用的主要逻辑元件是电子管，也称电子管时代。主存储器先采用延迟线，后采用磁鼓磁芯，外存储器使用磁带。软件方面，用机器语言和汇编语言编写程序。,特点： 体积庞大 运算速度低（一般每秒几千次到几万次） 成本高、可靠性差、内存容量小,曾新大学计算机基础（第1章）,22,英国剑桥大学1949年研制的电子数据存储计算机“埃迪萨克”（EDSAC）,美国于20 世纪50年代生产的IBM 704型采用电子管的第一代电子计算机,第一代电子计算机中使用的磁鼓存储器,曾新大学计算机基础

10、（第1章）,23,计算机的发展,计算机发展的阶段 第二代（1 9 5 9年1 9 6 4年） 晶体管计算机，使用的主要逻辑元件是晶体管，也称晶体管时代。主存储器采用磁芯，外存储器使用磁带和磁盘。软件方面开始使用管理程序，后期使用操作系统并出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等一系列高级程序设计语言。,曾新大学计算机基础（第1章）,24,美国IBM公司于1959年生产的IBM 7090型采用晶体管的第二代电子计算机。它的体积减小了，运算速度却更快。,特点： 速度提高(几十万次/秒) 体积大大减小， 可靠性提高 内存容量提高,曾新大学计算机基础（第1章）,25,计算机的发展,计算机发展的阶

11、段 第三代（1 9 6 5年1 9 7 0年） 集成电路计算机，这个时期的计算机用小、中规模集成电路代替了分离元件，用半导体存储器代替了磁芯存储器，外存储器使用磁盘。软件方面，操作系统进一步完善，高级语言数量增多，出现了并行处理、多处理机、虚拟存储系统以及面向用户的应用软件。,特点： 速度提高到每秒几十万次到几百万次 可靠性和存储容量进一步提高 外部设备种类繁多 计算机和通信密切结合起来,曾新大学计算机基础（第1章）,26,IBM 360系统的中央控制部分,IBM 360型电子计算机系统带有一个中央存储器和几个外围存储器,IBM 360计算机系统中的终端设备,曾新大学计算机基础（第1章）,27

12、,计算机的发展,计算机发展的阶段 第四代（1 9 7 1年以后） 大规模和超大规模集成电路计算机。计算机主要逻辑元件是大规模和超大规模集成电路，一般称大规模集成电路时代。存储器采用半导体存储器，外存储器采用大容量的软、硬磁盘，并开始引入光盘。软件方面，操作系统不断发展和完善，同时发展了数据库管理系统、通信软件等。,曾新大学计算机基础（第1章）,28,英国国家航空管理局的控制中心，空中交通管制用IBM第四代计算机进行控制,速度可达到每秒上千 万次到万亿次,中国 1 9 8 3年 国防科大研制成功“银河”巨型机 速度达每秒一亿次。 1 9 9 2年 巨型计算机“银河”通过鉴定 速度为每秒1 0亿次

13、。 以后，研制成功“银河”巨型计算机， 运行速度已达到每秒1 3 0亿次,曾新大学计算机基础（第1章）,29,冯氏计算机,冯诺依曼（1903-1957 美籍匈牙利数学家）1930年后在美国普林斯顿高级研究所工作，第二次世界大战期间为第一颗原子弹的研制做出了贡献，战后他仔细研究了世界上第一台电子计算机ENIAC的特点，提出了新的设计思想。 计算机应具备计算器、逻辑控制装置、存储器、输入、输出等5个部分，并研制了世界上第一台按存储程序功能设计的计算机EDVAC，并将这5个部分的功能应用于EDVAC。,存储程序原理：将程序和数据以2进制数的 形式在计算机的存储器中，执行程序时，计算 机从存储器中逐条

14、取出指令进行相应操作，完 成数据的计算处理和输入输出。,曾新大学计算机基础（第1章）,30,计算机的发展,新型结构的计算机发展 1982年日本提出了“第5代计算机”，PROLOG语言成为核心语言，并成为与LISP语言并驾齐驱的人工智能语言，即所谓的“非冯诺依曼语言”。 生物计算机 (由蛋白质分子或传导化合物元件组成 ) 光计算机 (用光子代替电子来传递信息 ),曾新大学计算机基础（第1章）,31,最薄的计算机,羊毛键盘,曾新大学计算机基础（第1章）,32,量子计算机,传统计算机遵循着众所周知的经典物理规律，而量子计算机则是遵循着独一无二的量子动力学规律（特别是量子干涉）来实现一种信息处理的新模

15、式。 在量子计算机中，基本信息单元（叫做一个量子位或者qubit，也叫做昆比特）不同于传统计算机，并不是二进制位而是按照性质四个一组组成的单元。qubit具有这种性质的直接原因是因为它遵循了量子动力学的规律，而量子动力学从本质上说完全不同于传统物理学。,量子计算机：美英科学家发现一种粒子的量子信息能够从一个原子远距离传送到另一个原子。这一发现可能导致最终研制出高速度的量子计算机。,曾新大学计算机基础（第1章）,33,毫微DNA计算机,现在科学家正在研制一种毫微型计算机，用来诊断和治疗人体某些癌症，它们可以被放入人体内部，定点清除疾病。新的装置不再使用硅芯片和电路板，而是由DNA构成。它不再由电

16、信号控制，而是通过释放生物分子来对周围环境的改变做出反应。,曾新大学计算机基础（第1章）,34,1.3.1 计算机的发展历程,电子计算机的发展史（按使用的电子器件划分）,曾新大学计算机基础（第1章）,35,1.3.3 计算机的发展趋势,巨型化 微型化 网络化 智能化,曾新大学计算机基础（第1章）,36,1.3.3 计算机的特点(自学),运算速度快 计算精度高 具有记忆和逻辑判断能力 有自动控制能力,曾新大学计算机基础（第1章）,37,1.3.4 计算机的分类(自学）,按计算机原理分类 数字计算机 模拟计算机 按计算机用途分类 通用计算机 专用计算机 按计算机性能分类 巨型、大型、小型、微型机，工作站、服务器,曾新大学计算机基础（第1章）,38,1.3.5 计算机的应用(自学),科学计算（数值计算） 数据处理 辅助技术（CAD、CAM、CIMS、CMI。CAI等） 过程控制：需A/D和D/A转换设备 人工智能（