本章的基本要求是:
1,了解計算機(jī)的發(fā)展歷史。
2,學(xué)習(xí)計算機(jī)的特點、應(yīng)用與分類。
3,了解計算機(jī)未來發(fā)展的趨勢。
4,了解及掌握相關(guān)計算機(jī)的應(yīng)用級信息技術(shù)的知識。
1.1 計算機(jī)的發(fā)展
1,1,1 電子計算機(jī)簡介
世界第一臺計算機(jī):美國賓夕法尼亞大學(xué)教授莫克利和他的學(xué)生??颂赜?946年研制成功的ENIAC,主要元件是電子管。ENIAC被認(rèn)為是世界上第一臺現(xiàn)代意義上的計算機(jī)。
●馮·諾依曼機(jī)的三個特點:采用二進(jìn)制、存儲程序控制、由五個基本部件組成【運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備】。
●中國計算機(jī)的發(fā)展:聯(lián)想于2005年收購IBM PC成為全球第三大PC制造商;2008年8月成功自主研制百萬億次超級計算機(jī)“曙光5000”。
EDVAC電阻離散變量自動計算機(jī)的主要特點:
1,計算機(jī)的程序和程序運行所需要的數(shù)據(jù)已二進(jìn)制形式存放帶計算機(jī)的存儲器中。
2,程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中,即程序存儲的概念,計算機(jī)執(zhí)行程序時,無需人工干預(yù),能自動、連續(xù)地執(zhí)行程序,并得到預(yù)期的結(jié)果。
計算機(jī)的特征:
1、高速、精確的運算能力;
2、準(zhǔn)確的邏輯判斷能力;
3、強(qiáng)大的存儲能力;
4、自動功能;
5、網(wǎng)絡(luò)與通信功能:改變了人類交流的方式和信息獲取的途徑。
●計算機(jī)發(fā)展的四個階段:
年代
部件第一階段(1946—1958)第二階段
(1958—1964)第三階段
(1964—1970)第四階段
(1971至今)
主機(jī)電子器件電子管晶體管中小規(guī)模集成電路大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路
內(nèi)存汞延遲線磁芯存儲器半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器
外存儲器穿孔卡片、紙帶磁帶磁帶、磁盤磁盤、磁帶、光盤、U盤等大容量存儲器
1.1.2計算機(jī)的特點、應(yīng)用和分類:
1,計算機(jī)的特點
1)、高速精確的運算能力,科學(xué)計算,人類基因序列分析、人造衛(wèi)星軌道測算、氣象衛(wèi)星云圖處理等。
2)、準(zhǔn)確的邏輯判斷能力,數(shù)據(jù)處理:處理文字、圖像、聲音等,是應(yīng)用最多的一個領(lǐng)域。
3)、強(qiáng)大的存儲能力,實時控制:主要是應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的過程控制。
4)、自動功能, 自動化生產(chǎn)線等
5)、網(wǎng)絡(luò)與通信功能:國際互聯(lián)網(wǎng),萬維網(wǎng)、QQ、EMAIL等。
2,計算機(jī)的應(yīng)用
1),科學(xué)計算:科學(xué)計算,人類基因序列分析、人造衛(wèi)星軌道測算、氣象衛(wèi)星云圖處理等。
2),數(shù)據(jù)、信息處理:數(shù)據(jù)處理:處理文字、圖像、聲音等,是應(yīng)用最多的一個領(lǐng)域。
3),過程控制:監(jiān)控和執(zhí)行操作。
4),計算機(jī)輔助: 主要有CAD\CAI\CAM\CAT等。
5),網(wǎng)絡(luò)通訊:互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)等
6),人工智能: 智能機(jī)器人、機(jī)器翻譯等。
7),多媒體應(yīng)用: 電影、電視、游戲等。
8),嵌入式系統(tǒng): 各類電子數(shù)碼產(chǎn)品、工業(yè)制造系統(tǒng)等。
3,計算機(jī)的分類:
1、按處理數(shù)據(jù)的型態(tài)分:數(shù)字計算機(jī)、模擬計算機(jī)、混合計算機(jī)
2、按使用范圍分:通用計算機(jī)、專用計算機(jī)
3、按性能分:超級計算機(jī)、大型計算機(jī)、小型計算機(jī)、微型計算機(jī)、工作站、服務(wù)器。
1.1.3 計算機(jī)科學(xué)研究與應(yīng)用
1、嵌入式技術(shù):嵌入式系統(tǒng)由嵌入式處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)、特定的應(yīng)用程序四個部分組成,集軟件與硬件于一體,可獨立工作。主要應(yīng)用于各種智能家電、數(shù)碼產(chǎn)品中。
2、網(wǎng)格計算:利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個“虛擬的超級計算機(jī)”協(xié)同工作,是一種新型計算模式。
3、中間件技術(shù):中間件是介于應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)之間的系統(tǒng)軟件,如ASP\JSP\CGI等。中間件技術(shù)是企業(yè)應(yīng)用的主流技術(shù),并形成各種不同類別。
●計算機(jī)的發(fā)展趨勢:巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。
1.1.4未來計算機(jī)的發(fā)展趨勢
1、模糊計算機(jī):建立在模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上,用模糊的、不確切的判斷進(jìn)行工程處理的計算機(jī),已被應(yīng)用于地鐵管理、洗衣機(jī)、吸塵器等方面。
2、生物計算機(jī):還處于研制過程中,是利用蛋白質(zhì)的開關(guān)特性,用蛋白質(zhì)分子制成集成電路,形成蛋白質(zhì)芯片等生物電子元件構(gòu)建的計算機(jī),如設(shè)想的DNA計算機(jī)。
3、光子計算機(jī):是一種利用光信號進(jìn)行數(shù)字運算、信息存儲和處理的新型計算機(jī),運用集成光路技術(shù),把光開關(guān)、光存儲器等集成在一塊芯片上,再用光導(dǎo)纖維連接成計算機(jī)。1990年1月底,貝爾實驗室研制成第一臺光子計算機(jī)。
4、超導(dǎo)計算機(jī):利用超導(dǎo)材料來替代半導(dǎo)體制造計算機(jī),正在研制,還有許多技術(shù)難關(guān)有待突破。
5、量子計算機(jī):是一種遵循量子動力學(xué)規(guī)律而不是經(jīng)典物理規(guī) 律的計算機(jī),也是一種信息處理的新模式,華裔科學(xué)家艾薩克·莊領(lǐng) 銜的科研小組已經(jīng)研制了迄今最尖端的“5比特量子計算機(jī)”。
●數(shù)據(jù)與信息的聯(lián)系與區(qū)別:
數(shù)據(jù)包括數(shù)值、文字、語言、圖形、圖像等不同形式,數(shù)據(jù)是信息的載體。而信息是對各種事物的變化和特征的反映,也是事物之間相 互作用和聯(lián)系的表征。數(shù)據(jù)處理之后產(chǎn)生的結(jié)果為信息,信息具有 針對性和實效性,是有意義的,而數(shù)據(jù)沒有。
●信息技術(shù):指一些與計算機(jī)等相關(guān)的技術(shù),包含三個層次的內(nèi)容:
信息基礎(chǔ)技術(shù)、信息系統(tǒng)技術(shù)和信息應(yīng)用技術(shù)?,F(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的趨勢可以概括為數(shù)字化、多媒體化、高速度、網(wǎng)絡(luò)化、寬頻帶、智能化。