計(jì)算機(jī)發(fā)展與計(jì)算機(jī)應(yīng)用概述課件

計(jì)算機(jī)發(fā)展與計(jì)算機(jī)應(yīng)用概計(jì)算機(jī)發(fā)展與計(jì)算機(jī)應(yīng)用概述述本章主要內(nèi)容4計(jì)算機(jī)發(fā)展概述計(jì)算機(jī)發(fā)展概述 4計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和分類計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和分類 4信息科學(xué)與信息技術(shù)信息科學(xué)與信息技術(shù) 4計(jì)算機(jī)應(yīng)用概述計(jì)算機(jī)應(yīng)用概述計(jì)算工具的發(fā)展ENIACENIAC1642 Blaise Pascal1642 Blaise Pascal加法器加法器加法器加法器1822 1822 1822 1822 差分機(jī)差分機(jī)差分機(jī)差分機(jī)1833 1833 1833 1833 分析機(jī)分析機(jī)分析機(jī)分析機(jī)MARK IMARK I電子計(jì)算機(jī)時(shí)代電子計(jì)算機(jī)時(shí)代第一臺(tái)計(jì)算機(jī)(ENIAC 1946.2)50005000次加法次加法/秒秒體重體重3030噸噸占地占地170M170M2 21880018800只電子管只電子管15001500個(gè)繼電器個(gè)繼電器耗電耗電150KW150KW價(jià)值價(jià)值4040萬(wàn)美元萬(wàn)美元t誕生于美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)，設(shè)計(jì)目的是為美誕生于美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)，設(shè)計(jì)目的是為美國(guó)陸軍彈道實(shí)驗(yàn)室解決彈道特性的計(jì)算問(wèn)題國(guó)陸軍彈道實(shí)驗(yàn)室解決彈道特性的計(jì)算問(wèn)題 第一代計(jì)算機(jī)(4646年年5555年年)v邏輯元件邏輯元件 電子管電子管v內(nèi)內(nèi) 存存 延遲線或磁芯延遲線或磁芯v外外 存存 紙帶、卡片或磁帶紙帶、卡片或磁帶v工作速度工作速度 幾千幾萬(wàn)次秒幾千幾萬(wàn)次秒v軟軟 件件 機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言v應(yīng)應(yīng) 用用 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算v代表機(jī)型代表機(jī)型 ENIACENIAC第二代計(jì)算機(jī)(5555年年6464年年)v邏輯元件邏輯元件 晶體管晶體管v內(nèi)內(nèi) 存存 磁芯磁芯v外外 存存 磁帶或磁盤磁帶或磁盤v工作速度工作速度 幾十萬(wàn)次秒幾十萬(wàn)次秒v軟軟 件件 高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言v應(yīng)應(yīng) 用用 科學(xué)計(jì)算及工業(yè)控制科學(xué)計(jì)算及工業(yè)控制v代表機(jī)型代表機(jī)型 IBM700IBM700系列系列FORTRANFORTRANALGO 60ALGO 60COBOLCOBOL 第三代計(jì)算機(jī)(6464年年7070年年)v邏輯元件邏輯元件 中小規(guī)模集成電路中小規(guī)模集成電路v內(nèi)內(nèi) 存存 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器v外外 存存 磁帶或磁盤磁帶或磁盤v工作速度工作速度 幾十萬(wàn)幾千萬(wàn)次秒幾十萬(wàn)幾千萬(wàn)次秒v軟軟 件件 高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言v應(yīng)應(yīng) 用用 計(jì)算、管理及控制計(jì)算、管理及控制v代表機(jī)型代表機(jī)型 IBM System/360IBM System/360SSIMSI第四代計(jì)算機(jī)(7171年年現(xiàn)在現(xiàn)在)v邏輯元件邏輯元件 (超超)大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路v內(nèi)內(nèi) 存存 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器v外外 存存 磁盤或光盤磁盤或光盤v工作速度工作速度 幾百萬(wàn)上億次秒幾百萬(wàn)上億次秒v軟軟 件件 操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件v應(yīng)應(yīng) 用用 以以網(wǎng)絡(luò)、多媒體為特征網(wǎng)絡(luò)、多媒體為特征LSIVLSI新一代計(jì)算機(jī)u具有人的聽、說(shuō)、讀、寫和思維推理能力的具有人的聽、說(shuō)、讀、寫和思維推理能力的智能化計(jì)算機(jī)。

智能化計(jì)算機(jī)u采用的技術(shù)主要包括：納米技術(shù)、光技術(shù)、采用的技術(shù)主要包括：納米技術(shù)、光技術(shù)、量子技術(shù)和生物技術(shù)量子技術(shù)和生物技術(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī) 用數(shù)據(jù)單元模擬人腦用數(shù)據(jù)單元模擬人腦的神經(jīng)元，并利用神經(jīng)元的神經(jīng)元，并利用神經(jīng)元結(jié)點(diǎn)的分布式存儲(chǔ)和相互結(jié)點(diǎn)的分布式存儲(chǔ)和相互關(guān)聯(lián)來(lái)模擬人腦活動(dòng)關(guān)聯(lián)來(lái)模擬人腦活動(dòng)生物計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī) 使用蛋白分子為主使用蛋白分子為主要原料制成的生物芯片構(gòu)要原料制成的生物芯片構(gòu)成，存儲(chǔ)能力巨大，而且成，存儲(chǔ)能力巨大，而且以波的形式來(lái)傳播信息以波的形式來(lái)傳播信息光子計(jì)算機(jī)光子計(jì)算機(jī) 利用光子取代電子進(jìn)行利用光子取代電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)光子的傳播速度極快光子的傳播速度極快，可以達(dá)到每秒萬(wàn)億字節(jié)可以達(dá)到每秒萬(wàn)億字節(jié)量子計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī) 利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，原子進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，這種多現(xiàn)實(shí)態(tài)量子力學(xué)的這種多現(xiàn)實(shí)態(tài)量子力學(xué)的標(biāo)志多媒體計(jì)算機(jī)硬件組成計(jì)算機(jī)主機(jī)計(jì)算機(jī)主機(jī)CD-ROMCD-ROM驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器音頻信號(hào)處理子系統(tǒng)音頻信號(hào)處理子系統(tǒng)視頻信號(hào)處理子系統(tǒng)視頻信號(hào)處理子系統(tǒng)掃描儀掃描儀數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)光盤刻錄機(jī)光盤刻錄機(jī)觸摸屏觸摸屏多媒體個(gè)人計(jì)算機(jī)MPCMPC-multimedia Personal Computer-multimedia Personal Computer具有多媒體功能的個(gè)人計(jì)算機(jī)具有多媒體功能的個(gè)人計(jì)算機(jī)早期在早期在PCPC機(jī)上增加聲音卡和光盤驅(qū)動(dòng)器機(jī)上增加聲音卡和光盤驅(qū)動(dòng)器多媒體技術(shù)的發(fā)展，不斷賦予多媒體技術(shù)的發(fā)展，不斷賦予MPCMPC新的內(nèi)容新的內(nèi)容對(duì)廣大用戶而言，就是把具有多媒體功能的對(duì)廣大用戶而言，就是把具有多媒體功能的PCPC機(jī)或把現(xiàn)有增加多媒體升級(jí)套件機(jī)或把現(xiàn)有增加多媒體升級(jí)套件的的PCPC機(jī)叫機(jī)叫MPCMPC。

MPCMPC源于源于19901990年年MicrosoftMicrosoft公司聯(lián)合一些主要的公司聯(lián)合一些主要的PCPC廠商和多媒體產(chǎn)品開發(fā)商組成的廠商和多媒體產(chǎn)品開發(fā)商組成的MPCMPC聯(lián)盟聯(lián)盟(Multimedia PC Marketing Council)(Multimedia PC Marketing Council)微型計(jì)算機(jī)u微型計(jì)算機(jī)屬于第四代計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)屬于第四代計(jì)算機(jī),分代如下分代如下:微機(jī)微機(jī)分代分代開始開始時(shí)間時(shí)間CPUCPU字字長(zhǎng)長(zhǎng)主主頻頻集成度集成度 一一19711971Intel 4004Intel 40044 41MHz1MHz 2 2千千 二二19731973Intel 8080Intel 80808 84MHz4MHz 4 49 9千千三三19781978Intel 8088Intel 808816165 510MHz10MHz2 27 7萬(wàn)萬(wàn)四四19851985Intel 80386Intel 803863232101040MHz40MHz1010100100萬(wàn)萬(wàn)五五19931993現(xiàn)現(xiàn)在在PentiumPentium64641.41.43.4GHz3.4GHz100100萬(wàn)以上萬(wàn)以上n目前市場(chǎng)上的目前市場(chǎng)上的CPUCPU主要有主要有:Intel:Intel的的PentiumPentium、Celeron,Celeron,AMDAMD的的Athlon 64Athlon 64等。

等n新處理器新處理器通常采用通常采用“向下兼容向下兼容”的原則，即新類型的的原則，即新類型的處理器包含舊類型處理器的全部指令處理器包含舊類型處理器的全部指令 集成電路將電腦濃縮在一顆芯片上晶晶體體管管數(shù)數(shù)目目4004奔騰奔騰4420,000,000420,000,0002,3002,3000.180.18微米芯片微米芯片1010微米芯片微米芯片摩爾定律晶晶體體管管數(shù)數(shù)單單位位時(shí)時(shí)間間執(zhí)執(zhí)行行的的指指令令數(shù)數(shù)百萬(wàn)條百萬(wàn)條百萬(wàn)條百萬(wàn)條/每秒每秒每秒每秒每每每每18181818個(gè)月芯片能力增長(zhǎng)一倍個(gè)月芯片能力增長(zhǎng)一倍個(gè)月芯片能力增長(zhǎng)一倍個(gè)月芯片能力增長(zhǎng)一倍改進(jìn)微處理器的兩種方法：改進(jìn)微處理器的兩種方法：1.提高工作速度提高工作速度 2.同時(shí)處理同時(shí)處理更多的數(shù)據(jù)更多的數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)自我國(guó)自19561956年開始研制計(jì)算機(jī)：年開始研制計(jì)算機(jī)：19581958年研制出第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)年研制出第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)19641964年研制出第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)年研制出第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)19711971年研制出集成電路計(jì)算機(jī)年研制出集成電路計(jì)算機(jī)19851985年研制出第一臺(tái)年研制出第一臺(tái)IBM PCIBM PC兼容微型機(jī)兼容微型機(jī)20012001年研制出我國(guó)第一款通用年研制出我國(guó)第一款通用CPU“CPU“龍芯龍芯”芯片芯片20022002年推出了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的年推出了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“龍騰龍騰”服務(wù)器服務(wù)器計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多媒體、多極化網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多媒體、多極化計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)|運(yùn)算速度快運(yùn)算速度快：每秒幾百億次幾千億次每秒幾百億次幾千億次|計(jì)算精度高：計(jì)算精度高：可使用足夠多的二進(jìn)制位數(shù)來(lái)獲得可使用足夠多的二進(jìn)制位數(shù)來(lái)獲得 所要求的數(shù)據(jù)精度所要求的數(shù)據(jù)精度|具有記憶能力：具有記憶能力：提供大容量的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)程序提供大容量的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)|具有邏輯判斷能力：具有邏輯判斷能力：這是區(qū)別于其它任何機(jī)器這是區(qū)別于其它任何機(jī)器 的一個(gè)特點(diǎn)的一個(gè)特點(diǎn)|可靠性高，通用性強(qiáng)可靠性高，通用性強(qiáng)計(jì)算機(jī)的類型19891989年年美美國(guó)國(guó)電電氣氣和和電電子子工工程程師師協(xié)協(xié)會(huì)會(huì)(IEEE)(IEEE)的的科科學(xué)學(xué)巨巨型型機(jī)機(jī)委委員員會(huì)會(huì)將將計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)劃劃分分為為巨巨型型機(jī)機(jī)、小小巨巨型型機(jī)、主機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)機(jī)、主機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)|巨巨型型機(jī)機(jī)也也稱稱超超級(jí)級(jí)計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)，具具有有很很高高的的速速度度及及巨巨大大的的容容量量，能能對(duì)對(duì)高高品品質(zhì)質(zhì)動(dòng)動(dòng)畫畫進(jìn)進(jìn)行行實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)處處理理。

大大多多用用于于空空間間技技術(shù)術(shù)，中中、長(zhǎng)長(zhǎng)期期天天氣氣預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)，石石油油勘勘探探，戰(zhàn)略武器的實(shí)時(shí)控制等領(lǐng)域戰(zhàn)略武器的實(shí)時(shí)控制等領(lǐng)域2003.122003.12推出的聯(lián)想深騰推出的聯(lián)想深騰68006800達(dá)到每秒達(dá)到每秒4 4萬(wàn)億次萬(wàn)億次2004.62004.6推推出出的的曙曙光光4000A4000A達(dá)達(dá)到到每每秒秒1111萬(wàn)萬(wàn)億億次次，已經(jīng)進(jìn)入世界前十名已經(jīng)進(jìn)入世界前十名|個(gè)人計(jì)算機(jī)也稱個(gè)人計(jì)算機(jī)也稱PCPC機(jī)，它的核心是微處理器機(jī)，它的核心是微處理器PCPC機(jī)機(jī)已已廣廣泛泛應(yīng)應(yīng)用用于于社社會(huì)會(huì)的的各各個(gè)個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域域，從從政政府府機(jī)機(jī)關(guān)關(guān)到到家家庭庭，PCPC機(jī)機(jī)無(wú)無(wú)所所不不在在特特別別值值得得一一提提的的是是便便攜攜式式計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)的的發(fā)發(fā)展展取取得得了了驚驚人人的的成成績(jī)績(jī)，性性能能和和臺(tái)臺(tái)式機(jī)已趨于一致，但重量較輕便于隨身攜帶式機(jī)已趨于一致，但重量較輕便于隨身攜帶信息技術(shù)信信息息是是人人類類的的一一切切生生存存活活動(dòng)動(dòng)和和自自然然存存在在所所傳傳達(dá)達(dá)出來(lái)的信號(hào)和消息出來(lái)的信號(hào)和消息信信息息科科學(xué)學(xué)是是研研究究信信息息及及其其運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)規(guī)規(guī)律律的的科科學(xué)學(xué)它它研研究究信信息息提提供供、信信息息識(shí)識(shí)別別、信信息息變變換換、信信息息傳傳遞遞、信信息息存存儲(chǔ)儲(chǔ)、信信息息檢檢索索、信信息息處處理理等等一一系系列列問(wèn)題和過(guò)程。

問(wèn)題和過(guò)程信信息息技技術(shù)術(shù)(IT)(IT)指指一一切切能能擴(kuò)擴(kuò)展展人人的的信信息息功功能能的的技技術(shù)術(shù)也也指指利利用用電電子子計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)和和現(xiàn)現(xiàn)代代通通信信手手段段實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)獲獲取取信信息息、傳傳遞遞信信息息、存存儲(chǔ)儲(chǔ)信信息息、處處理理信信息息、顯示信息、分配信息等的相關(guān)技術(shù)顯示信息、分配信息等的相關(guān)技術(shù)信息技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：信息技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：感測(cè)與識(shí)別技術(shù)感測(cè)與識(shí)別技術(shù) 作用是擴(kuò)展人獲取信息的感覺器官功能作用是擴(kuò)展人獲取信息的感覺器官功能 信息傳遞技術(shù)信息傳遞技術(shù) 功能是實(shí)現(xiàn)信息快速、可靠、安全地傳輸功能是實(shí)現(xiàn)信息快速、可靠、安全地傳輸 信息處理與再生技術(shù)信息處理與再生技術(shù) 對(duì)信息編碼、壓縮、加密，形成一些新的信息對(duì)信息編碼、壓縮、加密，形成一些新的信息 信息施用技術(shù)信息施用技術(shù) 包括控制技術(shù)、顯示技術(shù)等包括控制技術(shù)、顯示技術(shù)等 計(jì)算機(jī)在信息處理中的應(yīng)用|數(shù)據(jù)加工數(shù)據(jù)加工|“海量海量”存儲(chǔ)存儲(chǔ)|通信通信|多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)|智能化決策智能化決策 信息高速公路信息高速公路 是一個(gè)交互式的多媒體網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)交互式的多媒體網(wǎng)絡(luò)路面路面”由通信網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備組由通信網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備組成，成，路面上行駛的路面上行駛的“車輛車輛”是信息是信息資源，而駕車的是人。

資源，而駕車的是人中國(guó)的中國(guó)的“三金三金”工程：金橋、金關(guān)、金卡工程：金橋、金關(guān)、金卡t19931993年美國(guó)政府提出了建立年美國(guó)政府提出了建立“國(guó)家信息基礎(chǔ)國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)施”計(jì)劃，簡(jiǎn)稱計(jì)劃，簡(jiǎn)稱NN這標(biāo)志著美國(guó)的信息高這標(biāo)志著美國(guó)的信息高速公路的建設(shè)進(jìn)入了實(shí)施階段速公路的建設(shè)進(jìn)入了實(shí)施階段如今，計(jì)算機(jī)不再是單一的計(jì)算機(jī)器，而是一種如今，計(jì)算機(jī)不再是單一的計(jì)算機(jī)器，而是一種信息機(jī)器，一種個(gè)人的信息機(jī)器信息機(jī)器，一種個(gè)人的信息機(jī)器計(jì)算機(jī)的應(yīng)用t科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算(數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算)t如：導(dǎo)彈設(shè)計(jì)、飛機(jī)設(shè)計(jì)、石油勘探如：導(dǎo)彈設(shè)計(jì)、飛機(jī)設(shè)計(jì)、石油勘探t數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理(非數(shù)值計(jì)算非數(shù)值計(jì)算)t如：辦公自動(dòng)化、企業(yè)管理、事務(wù)管理、情報(bào)檢如：辦公自動(dòng)化、企業(yè)管理、事務(wù)管理、情報(bào)檢索索 t過(guò)程控制過(guò)程控制t如：導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等飛行器的控制如：導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等飛行器的控制 t計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)t如：如：CADCAD、CAMCAM、CAICAIt人工智能人工智能t如：如：博弈、專家系統(tǒng)、機(jī)器人博弈、專家系統(tǒng)、機(jī)器人 。