《it企业文化与职业素养教学课件作者周传运第二章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《it企业文化与职业素养教学课件作者周传运第二章（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 IT 发展和未来,第 1 节 计算机的发展历程 第 2 节 计算机网络发展历程 第 3 节 未来信息技术,第 1 节 计算机的发展历程,一、 计算机始祖 电脑的学名叫作电子计算机。 以人类发明这种机器的初衷, 它的始祖应该是计算工具。英语里 “ Calculus” ( 计算) 一词来源于拉丁语, 既有 “ 算法” 的含义, 也有肾脏或胆囊里的 “ 结石” 的意思。 远古的人们用石头来计算捕获的猎物, 石头就是他们的计算工具。 著名科普作家阿西莫夫说, 人类最早的计算工具是手指, 英语单词 “ Dight” 既表示 “ 手指”又表示 “ 整数数字”; 而中国古人常用 “ 结绳” 来帮助记
2、事, “ 结绳” 当然也可以充当计算工具。 石头、 手指、 绳子这些都是古人用过的 “ 计算机”。 不知何时, 许多国家的人都不约而同想到用 “ 筹码” 来改进计算工具, 其中要数中国的算筹最有名气。 商周时代问世的算筹, 实际上是一种竹制、 木制或骨制的小棍。 古人在地面或盘子里反复摆弄这些小棍, 通过移动来进行计算, 从此出现了 “ 运筹” 这个词, 运筹就是计算, 后来才派生出 “ 筹” 的词义。,下一页,返回,第 1 节 计算机的发展历程,中国古代科学家祖冲之最先算出了圆周率小数点后的第 6 位, 使用的工具正是算筹, 这个结果即使用笔算也很难求得。 欧洲人发明的算筹与中国不尽相同,
3、他们的算筹是根据 “ 格子乘法” 的原理制成的。例如要计算 1 248456, 可以先画一个矩形, 然后把它分成 32 个小格子, 在小格子边依次写下乘数、 被乘数的各位数字, 再用对角线把小格子一分为二, 分别记录上述各位数字相应乘积的十位数与个位数。 把这些乘积由右到左, 沿斜线方向相加, 就得到最后的乘积。 1617 年, 英国数学家纳皮尔把格子乘法表中可能出现的结果, 印刻在一些长条的算筹上, 利用算筹的摆放来进行乘、 除或其他运算。 纳皮尔算筹在很长一段时间里, 是欧洲人主要的计算工具。 算筹在使用中一旦遇到复杂运算常弄得繁杂混乱, 让人感到不便, 于是中国人又发明了一种新式的 “
4、计算机”。,上一页,下一页,返回,第 1 节 计算机的发展历程,著名作家谢尔顿在他的小说 假如明天来临 里讲过一个故事: 骗子杰夫向经销商兜售一种袖珍计算机, 说它 “ 价格低廉, 绝无故障, 节约能源, 10 年中无须任何保养”。 商人打开包装盒一看, 这台 “ 计算机” 原来是一个来自中国的算盘。 世界文明的四大发源地黄河流域、 印度河流域、 尼罗河流域和幼发拉底河流域先后都出现过不同形式的算盘, 只有中国的珠算盘一直沿用至今。 珠算盘最早可能出现于汉代, 定型于南北朝。 它利用进位制记数, 通过拨动算珠进行运算: 上珠每珠当五, 下珠每珠当一, 每一档可当作一个数位。 打算盘必须记住一套
5、口诀, 口诀相当于算盘的 “ 软件”。 算盘本身还可以存储数字, 使用起来的确很方便, 它帮助中国古代数学家取得了不少重大的科技成果, 在人类计算工具史上具有重要的地位。,上一页,下一页,返回,第 1 节 计算机的发展历程,15 世纪以后, 随着天文学、 航海业的发展, 计算工作日趋繁重, 迫切需要探求新的计算方法并改进计算工具。 1630 年, 英国数学家奥特雷德使用当时流行的对数刻度尺做乘法运算, 突然萌生了一个念头: 若采用两根相互滑动的对数刻度尺, 不就省得用两脚规度量长度了吗? 他的这个设想导致了 “ 机械化” 计算尺的诞生。 奥特雷德是理论数学家, 对这个小小的计算尺并不在意, 也
6、没有打算让它流传于世, 此后 200 年, 他的发明未被实际运用。 18 世纪末, 以发明蒸汽机闻名于世的瓦特成功地制造出了第一把名副其实的计算尺。 瓦特原来就是一位仪表匠, 他的蒸汽机工厂投产后, 需要迅速计算蒸汽机的功率和气缸体积。 瓦特设计的计算尺, 在尺座上多了一个滑标, 用来 “ 存储” 计算的中间结果, 这种滑标被后人沿用了很长时间。 1850 年以后, 对数计算尺迅速发展, 成了工程师们必不可少的随身携带的 “ 计算机”, 直到 20 世纪五六十年代, 它仍然是代表工科大学生身份的一种标志。,上一页,下一页,返回,第 1 节 计算机的发展历程,凝聚着许许多多科学家和能工巧匠智慧的
7、早期计算工具, 在不同的历史阶段发挥过巨大作用, 但也将随着科学发展而逐渐消亡, 最终完成它们的历史使命。 二、 机械计算机 第一台真正的计算机是著名科学家帕斯卡 ( B. Pascal) 发明的机械计算机。 帕斯卡 1623 年出生在法国一个数学家家庭, 他 3 岁丧母, 由担任税务官的父亲抚养长大。 从小他就显示出对科学研究的浓厚兴趣。 少年帕斯卡很爱他的父亲, 他每天都看着年迈的父亲费力地计算税率税款, 很想帮助父亲做点事, 可又怕父亲不放心。 于是, 未来的科学家想到了为父亲制作一台可以计算税款的机器。 19 岁那年, 他发明了人类有史以来第一台机械计算机。,上一页,下一页,返回,第
8、1 节 计算机的发展历程,帕斯卡的计算机是一种系列齿轮组成的装置, 外形像一个长方盒子, 用儿童玩具那种钥匙旋紧发条后才能转动, 只能做加法和减法。 然而, 即使只做加法, 也有个 “ 逢十进一” 的进位问题。 聪明的帕斯卡采用了一种小爪子式的棘轮装置。 当定位齿轮朝 9 转动时, 棘爪便逐渐升高, 一旦齿轮转到 0, 棘爪就 “ 咔嚓” 一声跌落下来, 推动十位数的齿轮前进一挡。 帕斯卡的计算机发明成功后, 他一连制作了 50 台这种被称为 “ 帕斯卡加法器” 的计算机, 现在遗留下来的至少还有 5 台。 比如, 在法国巴黎工艺学校、 英国伦敦科学博物馆都可以看到帕斯卡计算机原型。 据说在中
9、国的故宫博物院, 也保存着 2 台铜制的复制品, 是当年外国人送给慈禧太后的礼品, “ 老佛爷” 哪里懂得它的奥妙, 只把它当成了西方的洋玩具藏在深宫里。,上一页,下一页,返回,第 1 节 计算机的发展历程,帕斯卡是真正的天才, 他在诸多领域都有建树。 后人在介绍他时, 说他是数学家、 物理学家、 哲学家、 流体动力学家和概率论的创始人。 凡是学过物理的人都知道一个关于液体压强性质的 “ 帕斯卡定律”, 这个定律就是他的伟大发现并以他的名字命名的。 他甚至还是文学家, 其文笔优美的散文在法国极负盛名。 可惜, 长期从事艰苦的研究损害了他的健康,1662 年帕斯卡英年早逝, 年仅 39 岁。 他
10、留给了世人一句至理名言: “ 人好比是脆弱的芦苇, 但是他又是有思想的芦苇。”全世界 “ 有思想的芦苇”, 尤其是计算机领域的后来者, 都不会忘记帕斯卡在混沌中点燃的亮光。 1971 年发明的一种程序设计语言PASCAL 语言, 就是为了纪念这位先驱, 使帕斯卡的英名长留于电脑时代。 帕斯卡的计算机经莱布尼茨改进之后, 人们又给它装上电动机来驱动, 成为名副其实的“ 电动计算机”, 并且一直使用到 20 世纪 20 年代。 尽管帕斯卡与莱布尼茨的发明还不是现代意义上的计算机, 但它们毕竟使人类迎来了计算机史上的第一缕曙光。,上一页,下一页,返回,第 1 节 计算机的发展历程,三、 现代计算机发
11、展 ( 一) 第一代计算机电子管计算机 ( 二) 第二代计算机晶体管计算机 ( 三) 第三代计算机集成电路计算机 ( 四) 第四代计算机大规模集成电路计算机,上一页,返回,第 2 节 计算机网络发展历程,一、 计算机网络概述 计算机网络近年来获得了飞速的发展。 20 年前, 在我国很少有人接触过网络。 现在, 计算机通信网络以及因特网已成为我们社会结构的一个基本组成部分。 网络被应用于工商业的各个方面, 包括电子银行、 电子商务、 企业管理、 信息服务业等都以计算机网络系统为基础。 从学校远程教育到政府日常办公, 乃至现在的电子社区, 很多方面都离不开网络技术。 可以不夸张地说, 网络在当今世
12、界无处不在。 1997 年, 在美国拉斯维加斯的全球计算机技术博览会上, 微软公司总裁比尔盖茨先生发表了著名的演说。 在演说中, “ 网络才是计算机” 的精辟论点充分体现出信息社会中计算机网络的重要基础地位。 计算机网络技术的发展越来越成为当今世界高新技术发展的核心之一。 网络的发展也是一个经济上的冲击。 数据网络使个人化的远程通信成为可能, 并改变了商业通信的模式。,下一页,返回,第 2 节 计算机网络发展历程,一个完整的用于发展网络技术、 网络产品和网络服务的新兴工业已经形成, 计算机网络的普及性和重要性导致不同岗位对具有更多网络知识的人才的大量需求。 企业需要雇员规划、 获取、 安装、
13、操作、 管理那些构成计算机网络和因特网的软硬件系统。 另外, 计算机编程已不再局限于个人计算机, 而要求程序员设计并实现能与其他计算机上的程序通信的应用软件。 二、 计算机网络的发展阶段 ( 一) 诞生阶段 ( 二) 形成阶段 ( 三) 互联互通阶段 ( 四) 高速网络技术阶段,上一页,下一页,返回,第 2 节 计算机网络发展历程,三、 互联网的发展趋势和挑战 ( 一) 发展趋势 1.超宽带大势所趋 2.移动终端主流化 3.“ 硬” 连接成为新潮流 4.传统媒体和新兴媒体进一步融合发展 5.大数据研究产业化,上一页,下一页,返回,第 2 节 计算机网络发展历程,( 二) 互联网面临的挑战 目前
14、互联网已经取得了巨大的成功, 但在当前技术不断演进的时代, 互联网也正面临着严峻的挑战。 归纳起来, 主要有三个问题。 首先, 由于传统网络架构不够灵活, 不能适应不断涌现的新业务需求, 网络可持续发展的问题日益严峻, 服务质量难以保证, 产业价值链难以为继。 其次, 互联网流量飞速增长, 信息冗余传输严重, 网络难以适应未来信息海量增长的需求。 最后, 互联网与实体经济深度融合是发展的必然趋势, 信息网络和传统行业深度融合发展具有巨大空间, 但现阶段信息网络在实时性、 安全性、 灵活性等方面仍旧满足不了应用需求。,上一页,返回,第 3 节 未来信息技术,一、 光计算机 光计算机是由光代替电子
15、或电流, 实现高速处理大容量信息的计算机。 其基础部件是空间光调制器, 并采用光内连技术, 在运算部分与存储部分之间进行光连接, 运算部分可直接对存储部分进行并行存取。 它突破了传统的用总线将运算器、 存储器、 输入和输出设备相连接的体系结构, 运算速度极高、 耗电极低, 目前尚处于研制阶段。,下一页,返回,第 3 节 未来信息技术,( 一) 光计算机的发展 1.光计算机萌芽阶段 2.光计算机突破阶段 ( 二) 光计算机部件 1.光学数字信号处理器 光学数字信号处理器的运算速度达到了 8 万亿次/ 秒, 是普通数字信号处理器的 1 000倍。 它的出现, “ 将使战争性质发生变革, 其影响类似
16、于坦克或飞机的问世”。 2003 年 10 月底, 全球首个嵌入光核心的商用向量光学数字处理器由以色列 Lenslet公司研发的 Enlight 在美国波士顿军事通信展览会上露面, 引起了业界莫大的关注。 因为它的出现预示着计算机将进入光学时代。,上一页,下一页,返回,第 3 节 未来信息技术,2.光存储技术 （1）光陷阱。 澳大利亚国立大学的物理学家杰文朗戴尔及其同事利用新型光陷阱首次成功地将一个光脉冲 “ 冻住” 了足足 1 秒钟的时间, 这是以前最好成绩的 1 000 倍。 将“ 冻住” 光束的时间大大延长, 意味着能据此找到实用方法来制造光计算机或量子计算机用的存储设备。 （2）全息存储技术。 在一张 CD 大小的盘上保存更多的数据 ( 千亿字节数量级) 需要采取不同技术, 如全息照相技术。 我们可以把光线看成光波, 就像水塘中的水波一样, 光敏材料中的两股或多股光波在交汇点会产生特殊的干涉图案。 全息照相存储的主要优势在于可记录三维信息和一次同时读出一整页数据, 其结果是给我们带来了一种可以存储千亿字节数据, 能以每秒
