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1、一、计算机的发展1.二战带来强大的计算机需求。宾夕法尼亚大学电子工程系教授莫克利（John Mauchley）和其研究生艾克特（John Presper Eckert）在1943年开始研究电子数字积分计算机（Electric Numerical Integrator And Calculator,ENIAC），于1946年研制成功。ENIAC主要原件为电子管，5000次/s加法运算、300次/s乘法运算。ENIAC的两大缺点：没有存储器用布线板进行控制，电路连线耗时。至今人们公认ENIAC的问世标志着计算机时代的到来，它的出现具有划时代的伟大意义。另一种说法，英国数学家图灵设计的，1943年投
2、入应用的COLOSSUS才是世界上第一台电子计算机。2.莫克利和艾克特开始研制新的机型电子离散变量自动计算机（Electric Discrete Variable Automatic Computer,EDVAC）。冯诺依曼来到普林斯顿高级研究院IAS开始研制IAS（当时最快的计算机）。他归纳了EDVAC的主要特点：计算机的程序和程序运行所需要的数据以二进制形式存放在计算机的存储器中程序和数据存放在存储器中，即程序存储的概念。根据冯诺依曼的原理和思想，决定了计算机必须有输入、存储、运算、控制和输出五个储存部分。IAS计算机对EDVAC进行重大改进，成为现代计算机的基本雏形。冯诺依曼被称为“现代
3、电子计算机之父”。3.UNIAC-的交付使用标志着计算机从实验室进入了市场，从军事应用领域转入了数据处理领域。集成电路：是用特殊的工艺将完整的电子线路制作在一个半导体硅片上形成的电路。第三代计算机出现了结构化的程序设计语言Pascal我国在1956年周恩来总理在十二年科学技术发展规划选定了“计算机、电子学、半导体、自动化”作为“发展规划”的思想内容，我国由此开始计算机研制的起步。1958年研制出第一台电子计算机；1964年第二台晶体管计算机；1971年第三代集成电路计算机；1977年第一台微机DJS050；1983年研制成功“深腾1800”计算机，运算速度超过1万次/s;2003年12月自主研
4、发出10万亿次曙光4000A高性能计算机；2010年国防科大研制出“天河一号”。4.计算机的特点、应用和分类特点1.高速、准确的运算能力【第一:IBM公司红杉Sequoia】2.准确的逻辑判断能力3.强大的存储能力4.自动功能5.网络与通信功能应用【最起初：数值计算】1.科学计算2.数据/信息处理3.过程控制4.计算机辅助CA5.网络通信6.人工智能AI7.多媒体应用8.嵌入式系统分类按计算机性能、规模和处理能力1.巨型机：速度最快、处理能力最强。IBM红杉。中国巨型机之父是2002年国家最高科学技术奖获得者金怡濂院士。2.大型通用机：通用性强，具有较高的运算速度、极强的综合处理能力和极大的性
5、能覆盖。主要用于科研、商业和管理部门。“企业型计算机”3.微型机：笔记本型电脑4.工作站：高档的微型机。主要用于图像处理和计算机辅助设计等领域，具有很强的图形交互与处理能力。5.服务器：作为网络的结点。也被称为“网络的灵魂”。多媒体技术是指任何计算机交互地进行多种媒介信息的捕捉、传输、转换、编辑、存储、管理，并由计算机综合处理为表格、文字、图形、动画、音频、视频等视听信息有机结合的表现形式。网格计算包括任务管理、任务调度和资源管理三要素。5.电子计算机的发展方向：巨型化、微型化、网络化和智能化方向发展计算机中最重要的核心部件是芯片，主要采用光蚀刻技术制造。当前主要是紫外光进行操作，随着波长的缩
6、短芯片上的线宽将缩小。目前可能的技术（以硅为基础的芯片制造技术）至少有四种：纳米技术、光技术、生物技术、量子技术。*未来新一代的计算机模糊计算机：1956年英国人查理创立了模糊信息理论。判断问题不是以是和非两种绝对的值或0和1两种数码来表示，而是取许多值，如接近、几乎、差不多及差的远等模糊值来表示。生物计算机：是指以生物电子原件构建的计算机，而不是模仿生物大脑和神经系统中信息传递、处理等相关原理来设计的计算机。光子计算机：用光信号进行数字运算、信息存储和处理的新型计算机。1990年1月贝尔实验室研制成第一台光子计算机。超导计算机：1911年昂尼斯发现纯汞在4.2K低温下电阻变为零的超导现象，超
7、导线圈中的电流可以无损耗的流动。量子计算机：主要是解决计算机的能耗问题。与传统计算机的区别为，传统计算机遵循经典物理规律，量子计算机遵循量子动力学规律，能够完成传统计算机不能做到的复杂运算。6.信息技术Information Technology,IT一切可以用二进制进行编码的东西都被称为信息联合国科文组织对信息技术的定义：应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧和应用；计算机及其与人、机的相互作用；与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。信息技术一般指一系列与计算机相关的技术。信息技术=现代信息技术+现代文明以前的原始时代和古代社会中与该时代对应的信息技术信
8、息技术包括三个层次的内容：信息基础技术、信息系统技术、信息应用技术信息基础技术指信息技术的基础，包括新能源、新材料、新器件的开发和研制。目前发展最快、影响最大的技术是微电子技术和光电子技术。信息系统技术：感测技术、通信技术（指电信技术，国际称远程通信技术）、计算机与智能技术和控制技术是它的核心。现代信息技术的发展趋势：数字化、多媒体化、高速度、网络化、宽频带、智能化。二、信息的表示和存储1.数据是对客观事物的符号表示，包括数值、文字、语言、图形和图像。数据是信息的载体。数据与信息的区别：数据处理之后产生的结果为信息，信息具有针对性和实效性。信息有意义，数据无意义。信息、物质和能源是人类生存和社
9、会发展的三大基本资源。2.ENIAC是十进制，用十根真空管来表示一位十进制数。IAS是二进制，只有0和1两个数码。运算简单、易于物理实现、通用性强，所占用的空间和所消耗的能量小，机器可靠性高。计算机内部均用二进制表示信息，与外部交往仍采用人们便于阅读的形式，如十进制数据、文字显示及图形描述。3.数据的单位计算机中数据的最小单位是位。储存容量的基本单位是字节。位bit位是度量数据的最小单位。采用多个数码（0和1的组合）来表示一个数，其中的1个数码为1位。字节byte，B字节是信息组织和存储的基本单位，也是计算机体系结构的基本单位。1个字节由8位二进制数码组成。1KB=1024B=210B,1MB
10、=1024KB=220B字长字长是计算机的一个重要指标，直接反映一台计算机的计算能力和计算精度。字长越长，计算机的数据处理速度越快。计算机的字长通常是字节的整倍数，如今天的微型机的64位，大型机128位。4.进位计数制及其转换进位计数制多位码中每一位的构成方法以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制（简称数制）。如果采用R个基本符号表示数值，则称R数制，R为该数制的基数，而数制中固定的基本符号称为数码。二进制B，八进制O，十进制D，十六进制H（0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F）R进制转换为十进制（234）H=（2*162+3*161+4*160）D=（512+48
11、+4）D=（564）D十进制转换为R进制当商为0时得到余数Kn-1，即二进制数的最高有效位MSB。小数部分转换为R进制采用“乘R取整”法，将小数部分不停乘R取整数，直至小数部分为0或达到要求的精度为止。所得的整数自左往右排列，首次取得的整数在最左边。（225.8125）D=（11100001.1101）B八进制转换为十六进制1位八进制数等于3位二进制数，1位十六进制数相当于4位二进制数二进制转为八进制时，以小数点为中心向两边分组，三位为一组，两头不足三位补0即可。二进制转为十六进制时，以小数点为中心向两边分组，四位为一组进行转换即可。 同样，将八进制或十六进制转为二进制时，只需将1位数转换为3
12、（4）位数。整数前的高位0和小数后的低位0可以不写。5.字符的编码字符包括西文字符（字母、数字、各种符号）和中文字符，即所有不可做算术运算的数据。西文字符的编码：最常用的字符编码是ASC（American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准码），有7位码和8位码两种版本。国际通用的是7位码，用7位二进制数表示一个字符的编码，共有27=128个不同编码值。其排列次序为b6b5b4b3b2b1b0，b6为最高位，b0为最低位。有34个非图形字符（控制字符），94个可打印字符。*ASC只对英文字母、数字和标点符号进行了编码。计算机内部
13、用一个字节（8个位）存放一个7位ASC码，最高位置为0.汉字的编码我国于1980年发布了国家汉字编码标准GB2312-80，全称是信息交换用汉子编码字符集-基本集（简称GB码或国标码）。将6763个汉字分为一级汉字（3755，按拼音字母次序）和二级汉字（3008，按部首偏旁）。每个国标码用两个字节来表示一个汉字，每个字节的最高位为0.区位码由4位十进制数字组成=区号（94）+位号（94）。国标码是一个4位十六进制数。区位码转换为国标码的方法：将区位码的区号和位号从十进制转为十六进制，然后分别加上20H（十进制的32），就是汉字的国标码。中国台湾、香港等地区使用的是繁体字即BIG5码。GBK编码
14、（拓展汉字编码），是GB2312-80的拓展，支持国际标准ISO 10646种全部中日韩汉字，于1995年12月发布。汉字的处理过程汉字输入输入码国标码机内码地址码字形码汉字输出汉字内码=汉字国标码+（80 80）H使外文的最高位为0，而汉字最高位为1，便于区分外文与汉字。四、多媒体技术简介1.媒体Medium是指文字、声音、图像、动画和视频等内容。多媒体Multimedia技术是指能够同时对两种或两种以上的媒体进行采集、操作、编辑、存储等综合处理的技术。按照国际组织，将媒体分为感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体和传输媒体五类。多媒体技术具有交互性【关键特征】、集成性、多样性、实时性等特征
15、，这也是它区分于传统计算机的显著特征。2.声音将连续的模拟电信号变成离散的数字信号就是数字化，数字化的基本技术是脉冲编码调制PCM，主要包括采样、量化、编码3个基本过程。采样周期的倒数为采样频率。根据奈奎斯特采样定理，当采样频率大于或等于声音信号最高频率的两倍时，就可以将采集到的样本还原成声音信号。如人的语音频率一般在80-3400Hz，则采样频率选择8Hz就能基本还原人的语音信号。采样周期越短，记录的信息越准确。量化位数越大，采集的样本精度就越高，声音的质量越高。记录声音时，每次只产生一组声波数据称单声道，每次产生两组声波数据称双声道。双声道具有空间立体效果，但所占空间比单声道多一倍。音频数据量（B）=采样时间（s）*采样频率*量化位数*声道数/8如计算3min双声道，16位量化位数，44.1kHz采样频率声音的不压缩的数据量为：音频数据量=180*44100*16*2/8=31752000B=30.28MB储存声音的格式有很多种，常用的有WAV、MP3、VOC文件等。WAV是微软采用的波形声音文件存储格式，是最早的数字音频格式，直接记录真实声音的二进制采样数据，通常文件较大，以“.wav”为文件的拓展名
