同济大学大学计算机基础课件.ppt

1,第一章 计算机与信息社会,1.1 计算机的发展 1.2 信息技术概述 1.3 计算机在信息社会中的应用 教学安排：以自学为主,2,1.1 计算机的发展,算 盘 中国唐代 第一种手动式计数器 计算尺 1622年，英国William Oughtred 手动式、减、乘、除、指数和三角函数运算 加法器 1942年，法国Blaise Pascal 机械式，只能做加法 计算器 1673年，德国Gottfried Leibniz 机械式，加、减、乘、除和开方 差分机 1822年，英国Charles Babbage 分析机 1834年，英国Charles Babbage,3,查尔斯.巴贝奇 1822年差分机 1834年分析机,1.1.1 近代计算机 1.差分机和分析机,三部分组成： (1)由许多轮子组成的保存数据的存储库； (2)运算装置； (3)能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。,史料：查尔斯.巴贝奇,4,Howard Aiken博士发现了查尔斯.巴贝奇的论文 在IBM的支持下，用机电方式制造了MARK I MARK II和 MARK III是电子计算机,2. MARK I 1944年,51尺长 重5顿 750,000部份合并而成,有72个累加器，每一个有自己的算术部件，及23位数的寄存器。,3. ABC计算机 1941年 电子管数字计算机 John V.Atanasoff和Clifford E.Berry为数学物理研究研制的，,5,史料： 阿兰.图灵 冯诺依曼,计算机科学奠基人 英国科学家 阿兰.图灵,主要贡献： 建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础 提出图灵测试，阐述了机器智能的概念,电子计算机之父： 美籍匈牙利数学家 冯.诺依曼,4. 阿兰.图灵和冯.诺依曼,美国计算机学会(ACM)1966年设立图灵奖,主要贡献： 与同事研制人类第二台计算机EDVAC “存储程序”概念 冯诺依曼计算机 奠定了现代计算机体系结构和工作原理,6,1.1.2 电子计算机的问世,1946年2月由宾州大学研制的ENIAC 电子计算机时代的到来,Electronic Numerical Integrator And Calculator,电子数字积分计算机,重达30吨 占地250m2 启动工耗150000瓦 18000个电子管,每秒5千次加减运算 没有存储器 采用十进制,第一款商用计算机：UNIVAL 1947年，莫奇莱和埃克特,史料：莫奇莱和埃克特,7,1.1.3 计算机的分代,电子管,晶体管,集成电路,大规模集成电路,史料： IBM的发展史 硅谷人才摇篮仙童半导体公司 HP的发展史 比尔.盖茨,8,1.1.4 计算机的分类,按综合性能指标分类,高性能计算机（巨型机或大型机）： 速度最快、处理能力最强、 最快：NEC Earth Simulator 每秒35万亿次浮点运算，峰值40万亿次 中国：曙光4000A 2560颗64位AMD Opteron处理器 每秒8万亿次浮点运算，全球排名第10,工作站：介于PC与小型机之间高档微机系统 高分辨率、大容量内外存，图形功能较强,微型计算机： 台式机、笔记本和个人数字助量(PDA),服务器：网络环境中为多个用户提供服务的 计算机系统,按用途分类,通用机,专用机,9,1.1.5 计算机的新技术,1嵌入式技术 将计算机作为一个信息处理部件，嵌入到应用系统之中的一种技术。 系统和功能软件固化起来，类似BIOS的工作方式。 应用：各种家电、数码相机等,2网格计算 利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台的计算机就是一个“节点”，而整个计算是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”。 优点：数据处理能力超强；充分利用网上的闲置处理能力。 示例：,图1.1.6 D2OL网格计算,10,3中间件技术 中间件是介于应用软件和操作系统之间的系统软件,11,1.1.6 未来新型计算机,1光计算机 利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。 不同波长的表示不同的数据 优点：超高速 缺点：体积庞大,2生物计算机（分子计算机） 20世纪80年代中期开始研制 采用了生物芯片,3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， 这种多现实态是量子力学的标志。,12,1.2 信息技术概述 1.2.1 信息技术基础知识,1. 信息与数据 病历卡上记载病人的体温39oC是数据。数据39oC本身是没有意义的。当数据以某种形式经过处理、描述或与其它数据比较时，才能成为信息。某个病人的体温是39oC，这才是信息，信息是有意义的。 信息 各种事物的变化和特征的反映 数据 信息的载体。 例如：数值、文字、语言、图形、图像等。,13,2. 信息技术(Information Technology，IT) 联合国教科文组织的定义 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；上述方面和技巧和应用；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。,14,1.2.2 现代信息技术的内容,1. 信息基础技术 微电子技术 当今世界新技术革命的基石 光电子技术 采用光子作为信息的载体 2. 信息系统技术 信息获取技术 传感技术、遥测技术和遥感技术 信息处理技术 计算机技术成为现代信息技术的核心 信息传输技术 光纤通信技术、卫星通信技术等 信息控制技术 利用信息传递和反馈来实现 信息存贮技术 缩微品、磁盘、光盘 通信技术(Communication)、计算机技术(Computer)和控制技术(Control)合称为3C。 3. 信息应用技术 如信息管理、信息控制、信息决策,15,1.2.3 现代信息技术的特点, 数字化 大量信息可以被压缩，并以光速进行传输。 多媒体化 文字、声音、图形、图像、视频等信息媒体与计算机集成在一起，以接近于人类的工作方式和思考方式来设计与操作。 高速度、网络化、宽频带 下一代的Internet技术。 智能化 在超媒体的世界里，软件代理收集任何可能想要在网络上取得的信息。,16,1.3 计算机在信息社会中的应用,17,思考题,1. 计算机的发展经历了哪几个阶段？