《计算机与信息技术》PPT课件

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1、计算机与信息技术第1章 1 下一页上一页停止放映主要内容：了解： n计算机发展历程及中国计算机发展概况。主要内容包括计算机系统的概念、硬件和软件的发展简史、计算机分类等。 n信息的基本概念、内容、特征、作用。 n计算机在信息社会中的应用。主要内容包括应用领域、案例、影响等。 n未来计算机的发展。主要内容包括计算技术的发展方向、未来计算机和信息技术的展望。 2 下一页上一页停止放映主要知识点 n信息表示 n计算机发展 n未来计算机 n计算机应用领域 3 下一页上一页停止放映一、计算机技术的发展和展望 n计算机的发展历程 n未来计算机可能的发展方向 4 下一页上一页

2、停止放映什么是计算机？计算机:是一台能存储程序和数据，并能自动执行程序的机器；是一种能对各种数字化信息进行处理，协助人们获取信息、处理信息、存储信息和传递信息的工具。 5 下一页上一页停止放映 1、计算机的发展历程 n计算机技术的发展算筹算盘、计算尺机械式计算机电子计算机 n电子计算机的发展电子管晶体管集成电路大规模集成电路 6 下一页上一页停止放映手工到机械自动 n史前时期，我们的祖先就采用石块和贝壳记数； n唐代时期，开始使用算盘； n17世纪，出现了计算尺； n1642年，法国数学家Pascal创造了第一台能完成加、减运算的机械计算器，计算税收； n18

3、22年，英国数学家巴贝奇提出了自动计算机的基本概念，并设计出差分机和分析机；机械计算到电动计算 n1884年，美国工程师霍雷斯创造了第一台电动计算机,用于人口普查； n1944年，美国哈佛大学数学教授霍华德阿肯提出设计思想，由IBM承建，设计出“马克1号”计算机。机电全自动到电子数字 n1946年，第一台数字式计算机ENIAC诞生在美国，从此人类社会进入以计算机为主导的信息时代。 7 下一页上一页停止放映 1642年 Pascal 加法器 1822年巴贝奇差分机 1833年巴贝奇分析机 19441944年年阿肯阿肯 MARK IMARK I 19461946年年 E

4、NIACENIAC 唐朝 8 下一页上一页停止放映电子计算机现代计算机冯诺依曼 ENIAC晶体管计算机世界上第一台通用数字电子计算机ENIAC IBM7090型晶体管计算机 TRADIC晶体管计算机 Cray-1巨型机银河-1向量机宾州大学 (Electronic Numerical Integrator And Computer) （数字积分电子计算机）重达30吨，使用18000支电子管，70000个电阻，10000支电容，耗电150KW，占地170平方米，运算速度5000次/秒加、减法运算。(不具备在计算机内存储程序的特征.) 9 下一页上一页停止放映第

5、一台个人计算机 IBM 5150 10 下一页上一页停止放映史上第一台笔记本电脑 Osborne 1 11 下一页上一页停止放映世界上第一个鼠标 12 下一页上一页停止放映第一款计算机游戏 SpaceWar 13 下一页上一页停止放映现代微型计算机微机 14 下一页上一页停止放映现代的家用计算机 iMac 15 下一页上一页停止放映现代的笔记本计算机 iBook 16 下一页上一页停止放映微型计算机及微处理器 n从 4004 到Pentium 4 n早期的微型计算机 APPLE 1计算机 IBM PC计算机 Intel4004微处理器芯片 Pent

6、ium微处理器例例 17 下一页上一页停止放映返回 Intel4004微处理器芯片包含2300个晶体管，支持45条指令，工作频率1MHz ，尺寸规格为3mm4mm。计算性能远远超过当年的 ENIAC，最初售价为200美元。 18 下一页上一页停止放映 “奔腾（Pentium）”微处理器在2000年11月发布，起步频率为1.5GHz，随后陆续推出了1.4GHz-3.2GHz的P4处理器，这也是目前最新型的微处理器。返回 Pentium微处理器 19 下一页上一页停止放映计算机发展史计算机发展历程第一代第一代（1946195719461957）电子管计算机电子管

7、计算机 5 5千千44万（次万（次/ /秒秒) ) 第二代第二代（1958196419581964）晶体管计算机晶体管计算机几十万几十万百万（次百万（次/ /秒）秒）第三代第三代（1964196919641969）中小集成电路中小集成电路百万百万几百万（次几百万（次/ /秒）秒）第四代第四代（197090197090年代）年代）大规模集成电路大规模集成电路几百万几百万几亿（次几亿（次/ /秒）秒） 20 下一页上一页停止放映中国计算机的发展 n大型机及巨型机银河、曙光、神威 n微型机长城、联想、方正 n中央处理器 “龙芯”芯片（2001）、曙光推出具有中

8、国知识产权“龙腾”服务器（2002）。 n软件 YHOS 、CCDOS、WPS、LinuxOS、COSIX64、OpenBASE 曙光3000超级计算机王安磁芯存储器 21 下一页上一页停止放映 2、计算机的未来 n未来电子计算机的发展方向巨型化、微型化、网络化、智能化 n应用其他技术的计算机光计算机、生物计算机、分子计算机、量子计算机、DNA计算机 22 下一页上一页停止放映 n摩尔定律 n计算的能力每18个月翻一番 n性能价格比 n在过去20年里1,000,000倍增长 n在未来20年里1,000,000倍的增长 n摩尔定律在过去的35年里已被证实了他的准确性 n在未来至

9、少35年中它还将发挥作用 23 下一页上一页停止放映微型化就是进一步提高集成度，利用高性能的超大规模集成电路研制质量更加可靠、性能更加优良、价格更加低廉、整机更加小巧的微型计算机。例如，腕式计算机。 4004 10微米芯片奔腾4 0.18微米芯片晶体管数目 2300 420,000,000 图片 24 下一页上一页停止放映 n智能化是指让计算机具有模拟人的感觉、行为、思维过程的机理，使计算机具备逻辑推理、学习等能力。 n目前，已研制出各种“机器人”，有的能代替人从事各种复杂、危险的劳动，有的能与人下棋等。 n例如，IBM公司研制的“深蓝”计算机，每秒能执行5010

10、0亿次运算，每秒能计算出200 300万步棋。1996年2月10日，超一流国际象棋大师卡斯帕罗夫以三胜两和一负的成绩战胜了“深蓝”。但在1997年5 月12日，这位历史上最伟大的人类旗手却败在“更深的蓝”计算机手下。智能机器人 25 下一页上一页停止放映二、计算机与信息处理 n信息及信息科学 n基于计算机的信息处理过程信息的表示和采集信息的存储和组织信息的传输和检索 26 下一页上一页停止放映 1、信息科学与技术 n信息：区别于物质与能量的第三类资源 n信息科学：以信息为主要研究对象的科学 n信息技术：有效应用信息资源的技术体系 n信息产业 27 下一页上一页

11、停止放映 n数据 n对现实世界中客观事物的符号表示 n可以是数值数据，也可以是非数值数据，如声音、图像等 n计算机中数据 n能输入计算机，并能为其处理的符号序列 28 下一页上一页停止放映 n例，一幅黑白图象 n数据黑白点阵 0 0 0011110000 0 0 1100001100 1 1 0000000010 1 0 0110011001 1 0 0110011001 1 0 0000000001 1 0 0000000001 1 0 1100011001 0 1 1011110110 0 0 1111111100 0 0 0000000000 0 0 0000000000 信息

12、脸谱 29 下一页上一页停止放映 n信息与数据的联系 n数据是信息的符号表示，或称载体 n信息是数据的内涵，是数据的语义解释 n数据是符号化的信息 n信息是语义化的数据 30 下一页上一页停止放映 2、基于计算机的信息处理过程 n信息的表示方法 n信息的采集 n信息的存储 n信息的组织 n信息的传输和检索 31 下一页上一页停止放映 n计算机最主要的功能就是处理信息，而信息在计算机中如何表示、存放、传递？这是首先要解决的问题。 n基本要求是：信息的表示、存放和传递要方便、可靠、易处理。 n显然，在计算机内部，信息只有经过数字化编码后才能表示、存放和传递。 n所谓编码，就是用

13、少量的基本符号，根据简单的组合规则，以表示大量复杂的信息。 n二进制是一种最简单的编码系统。 32 下一页上一页停止放映 n计算机中的信息采用二进制编码来表示。 n二进制表示数字容易实现（只有0、1）。 n二进制运算规则简单（逢二进一）。 n二进制编码在物理上最容易实现；自然界中具有两个固定状态的物理量很多，例如：电流的有无、电压的高低等。 33 下一页上一页停止放映信息的常用单位有“位”、“字节”、“字”三种：位（Bit）表示一位二进制信息（最小单位）字节（Byte）一个字节8位二进制数字组成（是信息的基本存储单位）字（Word）是位的组合，在计算机中作为一个独立的

14、信息单位处理。不同的机器类型，字长是不同的，常用的字长有8位、16位、32位等。如某个字由4个字节组成，则它的字长是32位，相应的计算机称为32位机。位（Bit） b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 字节（Byte ）字（Word ） 34 下一页上一页停止放映 n计算机是美国人发明的，因此计算机的字符集中自然包含了英文的26个字母。 n计算机要在全世界通用，必须采用公认的标准格式对字符、符号进行编码。 n常用的字符编码有ASCII码、BCD码、西文字符编码和EBCDIC码。 35 下一页上一页停止放映 n汉字要比英文字母多得多，如何解决汉字的编码问题，这

15、是用计算机处理汉字首先要解决的一个最大难题。 n汉字处理又包括两方面：汉字输入和汉字识别。英文的26个字母在键盘上都有，但上万个汉字是无法放在一个键盘中。 n处理汉字就要解决汉字的输入、编码、在计算机中保存、汉字转换识别等一系列问题。 36 下一页上一页停止放映多媒体信息表示 n采集量化编码 37 下一页上一页停止放映信息的采集 n传统的信息采集方法 n多媒体信息的采集 n声音采样率采样精度 n图形分辨率像素位深度 38 下一页上一页停止放映未经压缩的信息容量信息源大致比特率电话电话（2003400HZ） 8000样样本数/秒12比特/样样本 = 96k

16、bps 宽带语宽带语音 (507000HZ) 16000样样本数/秒14比特/样样本 = 224kbps 宽带宽带音频频 (2020000HZ) 44100样样本数/秒2信道16比特/样样本 = 1.412Mbps 图图像512512像素色彩图图像24比特/像素 = 6.3Mb图图像视频视频 640480像素色彩图图像24比特/像素30图图像/秒 =221Mbps 高清晰度电视电视 1280720像素色彩图图像24比特/像素60图图像/秒=1.3Gbps 39 下一页上一页停止放映信息的组织 n信息组织的层次结构位、字节、域、记录、文件和数据库 n文件的结构和特点 n数据库技术 40 下一页上一页停止放映信息的传输 n信息传输的主要途径互联网络 n网络技术网络设备网络的层次结构网络协议局域网/城域网/广域网 41 下一页上一页停止放映

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