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1、湖南省精品课程配套教材 普通高等教育“十二五”规划教材,大学计算机基础（第三版） 主 编 陈 振 副主编 高海波 陈 玮 刘树锟 杨成群 中国水利水电出版社,第1章 计算机基础知识,信息科学与工程学院 2012.8,第一讲 计算机概述,关于计算机学科,计算机学科是研究计算机的设计，制造和利用进行信息获取，表示，存储，处理控制等的理论，原则，方法和技术的学科。包括科学和技术二方面。计算机科学侧重于研究现象揭示规律。计算机技术则侧重于研制计算机和研究使用计算机进行处理的方法和技术手段。,非计算机专业学习计算机相关课程的目的!,大学计算机基础课程的作用与任务,大学计算机基础是大学本科各专业学生必修的
2、公共基础课程，是学习其他计算机相关课程的基础。它为学生提供一个关于计算机科学与技术学科的入门介绍，使他们能对该学科有一个整体的认识。 课程的主要任务是培养学生的计算机基础理论和基本技能，培养学生信息技术的应用能力。重点掌握计算机软硬件技术与网络技术的基础知识，熟悉软件设计与信息处理的基本过程。同时熟练应用办公软件，掌握数据库相关的基础知识与基本操作，了解数据结构、算法及软件工程的基础知识。,本讲主要教学内容,学习目标,重点与难点,信息技术与计算机技术之间的关系; 计算机的主要应用是本讲的重点。,1. 信息技术,1.1 信息的特征,信息的特征,可识别,视觉识别物体的颜色 ；温度计测试物体的温度。
3、,信息通常记录在纸上 ；现在存储在计算机的存储器。,通过电视、网络等传递。,人的体重在地 球上是70kg，到了太空，此信息为无效信息。,1.2 信息技术的发展,晶体管,用电信号作为载体,（视觉与听觉）,远古,19世纪中叶，,开始了人类通信的新纪元,推动了无线电技术的进一步发展,计算机具备了综合处理文字、声音、图像、影视等各种形式信息的能力,计算机基础系,3G是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，有人简称之为“无线互联网”。,1.2信息技术的发展,1.3信息技术的组成,信息技术,信息存储,信息采集,信息传输,信息处理,传感技术、通信技术、计算机技术和控制技术是信息技术的四大
4、基本技术，其中现代计算机技术和通信技术是信息技术的两大支柱。,控制技术是以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础，以计算机控制技术为核心，综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，从而实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的技术,1.3 信息技术的组成,传感技术 ：传感技术的任务是延伸人类的感觉器官 收集信息的功能。 通信技术 ：是延伸人的神经系统传递信息的功能 计算机技术：是延伸人的思维器官处理信息和决策 的功能。 缩微技术 ： 是延伸人的记忆器官存贮信息的功能。,1.3 信息技术的组成,注意：这种划分只是相对的、大致的，没有截然的界限。如
5、传感系统里也有信息的处理和收集，而计算机系统里既有信息传递，也有信息收集的问题。,思考并回答：,1、信息技术和计算机技术是什么样的关系？ 2、计算机技术的本质是什么？,2. 计算机的发展,未来计算机,电子计算机 1930至1950年,机械计算机 1930年以前,DNA生物计算机 光子计算机 量子计算机三类计算机。,DNA生物计算机是美国南加州大学伦纳德阿德拉曼博士在1994年提出的设想，该设想是通过控制DNA分子间的生化反应来完成数据的运算。,光子计算机与传统硅芯片组成的计算机的差异在于用光子来代替电子实现数据的运算和存储，它用不同波长的光来代表不同的数据。1990年，美国贝尔实验室宣布研制出
6、了世界上第一台光学计算机，该计算机采用砷化镓光学开关，运算速度达每秒10亿次。,把量子力学和计算机结合起来的思想是在1982年由美国著名物理学家理查德菲利 普费因曼（Richard Phillips Feytiman）提出的。1985年，英国牛津大学物理学家戴维多伊奇（David Deutsch）初步阐述了量子计算机的概念，并提出量子并行处理技术能使量子计算机比传统的图灵计算机功能更强大。,2.1 计算机的发展,1822 差分机,ENIAC,进入现代计算机阶段,2.1 现代计算机的理论奠基人,香侬 是现代信息论的著名创始人。1938年，香侬在发表的论文中，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明
7、布尔代数的逻辑运算可以通过继电器电路来实现。,2.1 现代计算机的理论奠基人,阿兰麦席森图灵（Alan Mathison Turing，1912.61954.6），英国数学家、逻辑学家，被称为计算机科学之父、人工智能之父。他是计算机逻辑的奠基者，许多人工智能的重要方法也源自于这位伟大的科学家。为纪念图灵对计算机的贡献，美国计算机博物馆于1966年设立了“图灵奖”。,2.1现代计算机的理论奠基人,存储程序工作原理 计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。 计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并
8、加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。,约翰冯诺依曼 （ John Von Neuman，19031957），美藉匈牙利人。,电子管计算机,晶体管计算机,中小规模集成电路,大规模与超大规模集成电路,按照元器件分类,2.2 现代计算机的发展,1.电子管计算机,5000次加法/秒； 体重28吨 ； 占地170m2 ； 18800只电子管； 1500个继电器； 功率150KW。,ENIAC,2. 晶体管计算机,贝尔实验室使用800只晶体管组装了世界上第一台晶体管计算机TRADIC。,3 中小规模集成电路计算机,PDP-8全世界第一台使用集成电路的计算机，60年代初期，美国的基尔比和诺伊斯发明了集
9、成电路，引发了电路设计革命。随后，集成电路的集成度以每3-4年提 集成电路计算机 高一个数量级的速度增长。集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是做在晶片上的一个完整的电子电路，这个晶片比手指甲还小，却包含了几千个晶体管元件。,4 大规模集成电路计算机,银河,国防科技大学研制的 “银河1号”、 “银河2号”和“银河3号” 国家职能计算机中心推出的 “曙光1000” 、“曙光200I”和“曙光3000”,CRAY-,3 计算机的分类,按工作原理分类 电子数字计算机和电子模拟计算机 按应用领域分类 通用计算机和专用计算机 按性能规模分类 通用计算机按其规模、速度和功能等分为巨型
10、计算机、大中型机、小型机与微型机等。,4. 计算机的应用-分组讨论,4.计算机的应用,4.计算机的应用,杨成群,计算机基础系,4 计算机的应用,网络应用,互联网、物联网与泛在网,所谓物联网是指在互联网概念的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络。,杨成群,计算机基础系,4 计算机的应用,网络应用,互联网、物联网与泛在网,泛在网即广泛存在的网络，它以无所不在、无所不包、无所不能为基本特征，以实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信为目标。,当前的泛在网研究强调自然而无所不在的人机交互和物机交互，被学术界总为5A(Any Time,Any Pl
11、ace, By Any Person,Useing Any Device,Connecting Any Objects)。,计算机的发展趋势,0.18微米芯片,10微米芯片,计算机第一定律摩尔定律,晶 体 管 数,每18个月芯片能力增长一倍！？,小 结,计算机技术是信息技术的一个分支； 现代计算机按照所使用的元件不同，分为电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路四个发展阶段； 实验室所用的计算机属于第四代大规模集成电路所制造的电子数字通用计算机； 计算机的应用涉及各个方面，已成为现代人工作生活的重要工具。,Thank you!,College of information science and Engineering ,
