计算机基础：模块1

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1、1,模块一计算机概述,2,本模块学习内容,1.1信息化与信息技术 1.2计算机发展史 1.3计算机应用,3,数据是原始的，数据经过组织加工才能得到信息。信息可以用数据表示，但数据不一定是信息。,数据-未经组织的事实集合，表现形式为数字、字符、声音或图形等。它们能被人类或机器识别和处理 。,信息-经过组织加工的数据。对人类活动产生决策影响。用比特(Bit)度量,区别,1.1 信息社会与信息技术,4,1、数据（data）,你要了解计算机吗,？,数据：可用来描述客观事物中实体的大小、 多少、形状、颜色、声音、图像等。,数据存在的形式：文字、数字或符号,先从数据开始！,1.1 信息社会与信息技术,5,

2、由事实抽象出的如下,例:,图书馆部分藏书数目如下：,数据就是用抽象的文字、数字和符号来表示客观存在的事或物；或说数据是能被人或机器所识别的符号。,数据,1.1 信息社会与信息技术,6,2、信息,数据 信息？,信息是对数据进行处理后所得到的结果,？,1.1 信息社会与信息技术,7,将数据处理成图表也提供了,信息,1.1 信息社会与信息技术,8,数据,信 息,图表,表格,9,1.1 信息社会与信息技术(信息社会）,农业社会,工业社会,工业革命(蒸汽机）,信息社会,信息革命(计算机控制）,信息社会,报纸,广播,电视,网络,信息爆炸,10,控制技术 (Control）,通信技术 ( Communica

3、tion）,1.1 信息社会与信息技术(信息技术）,信息的获取、处理、存储、传输、调用和综合应用的技术,信息技术,计算机技术 (Computer),3C技术,计算机文化,熟练地、有效地使用计算机所必备的知识与技能和对计算机及其应用的理解 。,11,输出,计算机是数据处理器，它根据事先存储在存储器中的一组指令的要求，接收输入的数据、处理数据、 存储数据并且输出数据。,输入,你知道什么是计算机吗？,8,12,22,3,3,8,12,22,程序（存储在存储器中）,1.2 计算机发展史,12,机械计算器时期 (1930以前),电子计算机时期 (1930 1950),现代计算机时期 (1950 now)

4、,帕斯卡与机械计算机 Pascaline， 1642,莱布尼兹与 改进的Pascaline，1672,巴贝奇与 差分引擎，1823,霍列瑞斯与卡片穿孔制表机，1890,图灵与图灵机、巨人计算机 Colossus，1943,冯诺依曼 与IAS, 1952,莫奇利和埃克特与ENIAC, 1946,EDVAC, 1950 与UNIVAC, 1951,一、计算机发展历史,13,帕斯卡与机械计算机 Pascaline，1642,早期最重要的计算工具是算盘 (abacus),计算工具最重要的发展是帕斯卡机械计算机 ，也称“Pascaline”，1642由法国数学家 Blaise Pascal发明。可对所以

5、数字做加减法运算。,14,莱布尼兹与 改进的Pascaline， 1672,德国数学家莱布尼兹 1672年对“Pscaline”进行了改进，可进行四则运算和开方。称之为莱布尼兹轮。,15,巴贝奇与 差分引擎，1823,1823年, 设计了一台自动的机械计算器，也称差分引擎 “ (Difference Engine )”。,1833, 又开始设计可编程的自动机械数字计算机，也称分析引擎 “ (Analytical Engine )”。,16,霍列瑞斯与卡片穿孔制表机，1890,计算机系统发展的重要一步是1890年制表机的发明。由霍列瑞斯发明，首次用于全美的人口普查。 1896年，霍列瑞斯组织了I

6、nternational Business Machines (IBM)。 该组织后来在计算机发展中发挥了重要的作用。,17,图灵与图灵机、巨人计算机 Colossus， 1943,图灵在1936年发表的论文中，提出了一种计算机抽象模型，利用这种计算机可用一些简单的机械动作实现推理。这种计算机也称“图灵机”。,1943年，图灵设计了 “Colossus” (巨人计算机)，主要用于第二次世界大战破译德国的密码。,18,莫奇利、埃克特与 ENIAC, 1946,第一台电子计算机， Electronic Numerical Integrator And Calculator (ENIAC), 诞生于

7、1946年，由莫奇利与埃克特设计。,19,编程: 通过插孔和开关实现速度: 5,000 次/秒输入/输出: 卡片, 指示灯, 开关, 插孔空间:1,000 平方英尺,20,EDVAC, 1950与UNIVAC, 1951,EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer ) 是第一台存储程序的计算机，基于冯诺依曼思想，诞生于 1950年。,UNIVAC (Universal Automatic Computer ), 第一台商业计算机，1951年由 莫奇利与埃克特设计制造。,21,冯诺依曼与IAS, 1952,冯诺依曼的 IAS 计算

8、机诞生于 1952。,22,四 71-今 大规模集成电路 半导体 亿次,三 65-71 集成电路 半导体 百万次,二 58-64 晶体管 磁芯 几十万次,现代计算机的发展一般划分为四代,以器件为特征,一 46-58 电子管 磁鼓 几万次,代 年 器件 存储 速度,微型机诞生,二、计算机分代,23,1.2 计算机发展史,智能接口功能，能识别自然语言的文字、语音，能识别图形、图像。解题和推理功能，根据自身存储的知识进行推理、求解问题。 知识库管理功能，即计算机内存储大量知识，可供检索。,第五代,人工智能计算机,并行处理,镓材料,24,我国计算机发展情况,1956年起步，1958年诞生第一台电子计算

9、机103机 1965年，晶体管计算机 109乙机 1971年，集成电路计算机 111机 1983年，大规模集成电路计算机 银河机(国防科大) 1993年，银河机， 10亿次/秒（国防科大） 1995年，曙光 1000 机， 25亿次/秒（科学院计算所） 1996年，PAR95 机， 32亿次/秒（航空计算所） 1997年，银河机， 130亿次/秒（国防科大） 2002年，深腾1800 1.027万亿次/秒（联想集团） 2008年，曙光 5000 机， 230万亿次/秒（科学院计算所）,特点：起步晚、发展快,25, 速度快,计算=3.1415926. 707位小数,香克斯(英, 数学家) 用了1

10、5年,用微机只用1小时,计算机可以用64个二进制位表示一个实数(16位有效数字), 精度高,三、计算机特点,1.2 计算机发展史,26,1.2 计算机发展史,计算机在程序控制下自动工作,无需人工干预即可完成全部工作,自动化程度高, 存储容量大,磁盘(320GB),存放一千六 百 亿个 汉字, 可靠性高, 可相互通信,27,1.2 计算机发展史,1。依其处理数据的形态分类,模拟信号,数字计算机,0,1,模拟计算机,数字信号,通常所说的计算机的全称：电子数字计算机,四、计算机分类,28,2。 依其使用范围分类, 通用计算机, 专用计算机,用于科技计算、工程设计、数据处理等。通常所说的计算机均指通用

11、计算机,为特殊用途设计的计算机，速度快、效率高，但用途单一。如： 飞机自动导航仪,1.2 计算机发展史,29,计算机概述计算机的分类,计算机的分类：根据体积大小、计算速度、处理能力、价格等特性来分类。,巨型计算机 (Supercomputer ),大型计算机 (Mainframe computer ),小型计算机 (Minicomputer),微型计算机 (Microcomputer),30,1.2 计算机发展史,3。依其本身的性质分类, 巨型计算机,国家级资源，功能强，价格高。几百用户同时上机，用于尖端科研, 大型计算机,一百多用户同时上机，形成系列，如： IBM4300，IBM9000,3

12、1,1.2 计算机发展史, 小型计算机,几十用户同时上机，主要用于过程控制。如：VAX系列（DEC）, 微型计算机（工作站）,只能一个用户上机(个人计算机)。有台式(网络计算机)和便携式（笔记本、掌上机）两种。,32,桌面型计算机,笔记本式计算机：膝上型计算机,1.2 计算机发展史,33,个人数字助理 (Personal digital assistant )掌上型计算机,1.2 计算机发展史,34,1.2 计算机发展史,上网本,移动互联网终端（MID):口袋里的互联网世界,35,1.2 计算机发展史,4。依其使用方式分类, 独立式计算机,可以独立使用，如常见的个人计算机、工作站等, 嵌入式计

13、算机,不能独立使用，而是嵌入到其他系统（飞机自动导航仪、坦克火控系统）中。,36,1.3 计算机应用,1。 科技计算,解决复杂的计算量大的数学计算问题。,气象预报,四色问题K.APPEL&W.HAKEN1200小时，200亿个判断,37,1.3 计算机应用,2。 过程控制,计算机对生产过程自动采集生产数据、检测并控制设备的工作状态。如：轧钢厂的轧钢机自动控制，啤酒生产过程自动控制，导弹或卫星发射中自动调整飞行轨道等,38,1.3 计算机应用,3。 计算机辅助系统, CAD(计算机辅助设计)如:机械,建筑和服装设计等 CAM(计算机辅助制造)利用CAD信息自动控制设备生产 CAI(计算机辅助教学

14、),39,计算机辅助设计（CAD）,Computer Aided Design,CAD能将设计方案转化为图纸，并能对设计方案进行分析、测试和优化。,设计图纸,1.3 计算机应用,40,计算机辅助制造（CAM）,Computer Aided Manufacturinge,在机器制造业中，利用自动控制(CAM)完成产品的加工、装配、检测和包装一条龙生产线。,1.3 计算机应用,41,1.3 计算机应用,4。 数据处理,对大量数据进行采集、整理、分析、加工，得到有用信息。其特点是：计算简单，但数据量巨大。如：企业管理，医学资料管理，图书资料管理，银行业务管理等,42,1.3 计算机应用,5。 网络通

15、信与家庭生活,计算机网络解决了跨地区、跨国乃至全世界的计算机资源共享和相互通信。如:电子邮件,可视电话,远程教育，网络购物等.家庭教育、娱乐、家庭办公等，信息家电。,43,1.3 计算机应用,6。 人工智能,专家系统中医诊治专家系统;IBM”深蓝“计算机战胜国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫；06.8.15，浪潮“天梭”计算机战平中国象棋世界冠军许银川07.7.23 世界扑克牌巡回邀请赛冠军菲尔拉克与计算机进行的扑克比赛中以微弱优势获得胜利，成绩为一胜一平。 机器翻译,44,计算机仿真技术近些年被广泛应用在各个领域。如：奥运会开、闭幕式的排练，也是借助于计算机仿真技术完成的。我校软件学院研发的“北京奥运会开闭幕式全景式智能仿真编排系统”完成的，该系统可以同时实现3万人的模拟。除了服务于奥运会，随着系统的不断完善，将来可广泛运用于重大广场仪式活动。据介绍，奥运会之后，这套系统还可以在建国60周年阅兵、2010年广州亚运会开闭幕式及今后实战演习、反恐等领域中继续使用。,计算机仿真技术,1.3 计算机应用,