计算机发展与计算机应用概述,计算机发展与计算机应用概述,本章主要内容,计算机发展概述,计算机的特点和分类,信息科学与信息技术,计算机应用概述,本章主要内容计算机发展概述,计算工具的发展,ENIAC,1642 Blaise Pascal,加法器,1822 差分机,1833 分析机,MARK I,电子计算机时代,计算工具的发展ENIAC1642 Blaise Pascal,第一台计算机,(ENIAC 1946.2),5000次加法/秒,体重30吨,占地170M,2,18800只电子管,1500个继电器,耗电150KW,价值40万美元,诞生于美国宾夕法尼亚大学，设计目的是为美国陆军弹道实验室解决弹道特性的计算问题,第一台计算机(ENIAC 1946.2)5000次加法/秒,第一代计算机,(,46年55年,),逻辑元件,电子管,内 存,延迟线或磁芯,外 存,纸带、卡片或磁带,工作速度,几千几万次秒,软 件,机器语言或汇编语言,应 用,科学计算,代表机型,ENIAC,第一代计算机(46年55年)逻辑元件 电子管,第二代计算机,(,55年64年,),逻辑元件,晶体管,内 存,磁芯,外 存,磁带或磁盘,工作速度,几十万次秒,软 件,高级语言,应 用,科学计算及工业控制,代表机型,IBM700系列,FORTRAN,ALGO 60,COBOL,第二代计算机(55年64年)逻辑元件 晶体管FORTR,第三代计算机,(,64年70年,),逻辑元件,中小规模集成电路,内 存,半导体存储器,外 存,磁带或磁盘,工作速度,几十万几千万次秒,软 件,高级语言,应 用,计算、管理及控制,代表机型,IBM System/360,SSI,MSI,第三代计算机(64年70年)逻辑元件 中小规模集成电路,第四代计算机,(,71年现在,),逻辑元件,(超)大规模集成电路,内 存,半导体存储器,外 存,磁盘或光盘,工作速度,几百万上亿次秒,软 件,操作系统、应用软件,应 用 以,网络、多媒体为特征,LSI,VLSI,Intel,Pentium,第四代计算机(71年现在)逻辑元件 (超)大规模集成电,新一代计算机,具有人的听、说、读、写和思维推理能力的智能化计算机。,采用的技术主要包括：纳米技术、光技术、量子技术和生物技术。,神经网络计算机,用数据单元模拟人脑的神经元，并利用神经元结点的分布式存储和相互关联来模拟人脑活动,生物计算机,使用蛋白分子为主要原料制成的生物芯片构成，存储能力巨大，而且以波的形式来传播信息,光子计算机,利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。光子的传播速度极快,，可以达到每秒万亿字节。,量子计算机,利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机，这种多现实态量子力学的标志。,新一代计算机具有人的听、说、读、写和思维推理能力的智能化计算,多媒体计算机硬件组成,计算机主机,CD-ROM驱动器,音频信号处理子系统,视频信号处理子系统,扫描仪,数码相机,光盘刻录机,触摸屏,多媒体计算机硬件组成计算机主机,多媒体个人计算机,MPC,-multimedia Personal Computer,具有多媒体功能的个人计算机,早期在PC机上增加声音卡和光盘驱动器,多媒体技术的发展，不断赋予MPC新的内容,对广大用户而言，就是把具有多媒体功能的PC机或把现有增加多媒体升级套件的PC机叫MPC。,MPC源于1990年Microsoft公司联合一些主要的PC厂商和多媒体产品开发商组成的MPC联盟(Multimedia PC Marketing Council),多媒体个人计算机MPC-multimedia Person,微型计算机,微型计算机属于第四代计算机,分代如下:,微机分代,开始时间,CPU,字长,主频,集成度,一,1971,Intel 4004,4,1MHz,2千,二,1973,Intel 8080,8,4MHz,49千,三,1978,Intel 8088,16,510MHz,27万,四,1985,Intel 80386,32,1040MHz,10100万,五,1993现在,Pentium,64,1.43.4GHz,100万以上,目前市场上的CPU主要有:Intel的Pentium、Celeron,AMD的Athlon 64等。,新处理器,通常采用“向下兼容”的原则，即新类型的处理器包含旧类型处理器的全部指令,微型计算机微型计算机属于第四代计算机,分代如下:微机分代开始,集成电路,将电脑浓缩在一颗芯片上,晶,体,管,数,目,4004,奔腾4,420,000,000,2,300,0.18微米芯片,10微米芯片,集成电路将电脑浓缩在一颗芯片上晶4004奔腾4420,00,摩尔定律,晶,体,管,数,单,位,时,间,执,行,的,指,令,数,百万条/每秒,每18个月芯片能力增长一倍,改进微处理器的两种方法：,1.,提高工作速度 2.同时处理,更多的数据,摩尔定律晶单百万条/每秒每18个月芯片能力增长一倍改进微处理,计算机的发展趋势,我国自1956年开始研制计算机：,1958年研制出第一台电子管计算机,1964年研制出第一台晶体管计算机,1971年研制出集成电路计算机,1985年研制出第一台IBM PC兼容微型机,2001年研制出我国第一款通用CPU“龙芯”芯片,2002年推出了完全自主知识产权的“龙腾”服务器,计算机的发展趋势：,网络化、智能化、多媒体、多极化,计算机的发展趋势我国自1956年开始研制计算机：计算机的发展,计算机的特点,运算速度快,：,每秒几百亿次几千亿次,计算精度高：,可使用足够多的二进制位数来获得 所要求的数据精度,具有记忆能力：,提供大容量的存储器来存储程序和数据,具有逻辑判断能力：,这是区别于其它任何机器 的一个特点,可靠性高，通用性强,计算机的特点运算速度快：每秒几百亿次几千亿次,计算机的类型,1989年美国电气和电子工程师协会(IEEE)的科学巨型机委员会将计算机划分为巨型机、小巨型机、主机、小型计算机、工作站、个人计算机,巨型机也称超级计算机，具有很高的速度及巨大的容量，能对高品质动画进行实时处理。大多用于空间技术，中、长期天气预报，石油勘探，战略武器的实时控制等领域。,2003.12推出的联想深腾6800达到每秒4万亿次,2004.6推出的曙光4000A达到每秒11万亿次，已经进入世界前十名,个人计算机也称PC机，它的核心是微处理器。,PC机已广泛应用于社会的各个领域，从政府机关到家庭，PC机无所不在。特别值得一提的是便携式计算机的发展取得了惊人的成绩，性能和台式机已趋于一致，但重量较轻便于随身携带。,计算机的类型1989年美国电气和电子工程师协会(IEEE)的,信息技术,信息,是人类的一切生存活动和自然存在所传达出来的信号和消息。,信息科学,是研究信息及其运动规律的科学。它研究信息提供、信息识别、信息变换、信息传递、信息存储、信息检索、信息处理等一系列问题和过程。,信息技术,(IT)指一切能扩展人的信息功能的技术。也指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。,信息技术主要包括以下几个方面：,感测与识别技术,作用是扩展人获取信息的感觉器官功能,信息传递技术,功能是实现信息快速、可靠、安全地传输,信息处理与再生技术,对信息编码、压缩、加密，形成一些新的信息,信息施用技术,包括控制技术、显示技术等,信息技术信息是人类的一切生存活动和自然存在所传达出来的信号和,计算机在信息处理中的应用,数据加工,“海量”存储,通信,多媒体技术,智能化决策,信息高速公路,是一个交互式的多媒体网络。“路面”由通信网络和通信设备组成，路面上行驶的“车辆”是信息资源，而驾车的是人。,中国的“三金”工程：金桥、金关、金卡。,1993年美国政府提出了建立“国家信息基础设施”计划，简称N。这标志着美国的信息高速公路的建设进入了实施阶段。,如今，计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。,计算机在信息处理中的应用数据加工 信息高速公路中国的“三金”,计算机的应用,科学计算(数值计算),如：导弹设计、飞机设计、石油勘探,数据处理(非数值计算),如：办公自动化、企业管理、事务管理、情报检索,过程控制,如：导弹、人造卫星、宇宙飞船等飞行器的控制,计算机辅助系统,如：,CAD、CAM、CAI,人工智能,如：,博弈、专家系统、机器人,计算机的应用科学计算(数值计算),