本章的基本要求是:
1,了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史。
2,學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、應(yīng)用與分類。
3,了解計(jì)算機(jī)未來發(fā)展的趨勢(shì)。
4,了解及掌握相關(guān)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用級(jí)信息技術(shù)的知識(shí)。
1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展
1,1,1 電子計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介
世界第一臺(tái)計(jì)算機(jī):美國(guó)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(tái)現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)。
●馮·諾依曼機(jī)的三個(gè)特點(diǎn):采用二進(jìn)制、存儲(chǔ)程序控制、由五個(gè)基本部件組成【運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備】。
●中國(guó)計(jì)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(jí)計(jì)算機(jī)“曙光5000”。
EDVAC電阻離散變量自動(dòng)計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn):
1,計(jì)算機(jī)的程序和程序運(yùn)行所需要的數(shù)據(jù)已二進(jìn)制形式存放帶計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。
2,程序和數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中,即程序存儲(chǔ)的概念,計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序時(shí),無需人工干預(yù),能自動(dòng)、連續(xù)地執(zhí)行程序,并得到預(yù)期的結(jié)果。
計(jì)算機(jī)的特征:
1、高速、精確的運(yùn)算能力;
2、準(zhǔn)確的邏輯判斷能力;
3、強(qiáng)大的存儲(chǔ)能力;
4、自動(dòng)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(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)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(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器
外存儲(chǔ)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(chǔ)器
1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、應(yīng)用和分類:
1,計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)
1)、高速精確的運(yùn)算能力,科學(xué)計(jì)算,人類基因序列分析、人造衛(wèi)星軌道測(cè)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(gè)領(lǐng)域。
3)、強(qiáng)大的存儲(chǔ)能力,實(shí)時(shí)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(dòng)功能, 自動(dòng)化生產(chǎn)線等
5)、網(wǎng)絡(luò)與通信功能:國(guó)際互聯(lián)網(wǎng),萬維網(wǎng)、QQ、EMAIL等。
2,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用
1),科學(xué)計(jì)算:科學(xué)計(jì)算,人類基因序列分析、人造衛(wèi)星軌道測(cè)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(gè)領(lǐng)域。
3),過程控制:監(jiān)控和執(zhí)行操作。
4),計(jì)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(jì)算機(jī)的分類:
1、按處理數(shù)據(jù)的型態(tài)分:數(shù)字計(jì)算機(jī)、模擬計(jì)算機(jī)、混合計(jì)算機(jī)
2、按使用范圍分:通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)
3、按性能分:超級(jí)計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)、工作站、服務(wù)器。
1.1.3 計(jì)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(gè)部分組成,集軟件與硬件于一體,可獨(dú)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(jì)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(gè)“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”協(xié)同工作,是一種新型計(jì)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(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì):巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。
1.1.4未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
1、模糊計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算機(jī),如設(shè)想的DNA計(jì)算機(jī)。
3、光子計(jì)算機(jī):是一種利用光信號(hào)進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、信息存儲(chǔ)和處理的新型計(jì)算機(jī),運(yùn)用集成光路技術(shù),把光開關(guān)、光存儲(chǔ)器等集成在一塊芯片上,再用光導(dǎo)纖維連接成計(jì)算機(jī)。1990年1月底,貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成第一臺(tái)光子計(jì)算機(jī)。
4、超導(dǎo)計(jì)算機(jī):利用超導(dǎo)材料來替代半導(dǎo)體制造計(jì)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(jì)算機(jī):是一種遵循量子動(dòng)力學(xué)規(guī)律而不是經(jīng)典物理規(guī) 律的計(jì)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(jì)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(duì)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(duì)性和實(shí)效性,是有意義的,而數(shù)據(jù)沒有。
●信息技術(shù):指一些與計(jì)算機(jī)等相關(guān)的技術(shù),包含三個(gè)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)。現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)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。

