-,0,西安交通高校,高校运算机基础,2005年,-,1,第1章 运算机与信息科学,主要内容1.1 运算的过去，现在和将来一. 运算和运算装置的进展 二. 电子运算机时代 三. 将来的运算机1.2 运算机与信息处理 一. 信息科学及信息技术 二. 基于运算机的信息处理,-,2,第1章 概论,1.3 运算机主要应用领域1. 科学与工程运算 2. 信息处理 3. 过程掌握 4. 运算机帮助系统 5. 多媒体技术应用 6. 运算机通信和网络应用 7. 人工智能,-,3,1.1 运算的过去，现在和将来,一. 运算和运算装置的进展 二. 电子运算机时代 三. 将来的运算机,-,4,一. 运算和运算装置的进展,1. 算筹和算盘2. 运算尺和机械运算机 图1-2，图1-3 3. 机电式运算机 图1-4 4. 运算机的理论基石数理规律: 运算机规律设计的理论依据图灵机: 数学模型和二进制开关电路理论: 规律运算的实现,-,5,二. 电子运算机时代,1. 电子运算机的产生1) ENIAC30吨，1500平方英尺，150千瓦主频仅为0.1MHz比炮弹仍要快的运算机 编程通过线路连接实现-体力活电子运算机产生的标志2) 冯诺依曼和程序储备方式 将程序事先存放: 自动运算,-,6,2. 电子运算机的进展历程,1) 电子真空管及继电器作为规律元件EDVAC，UNIVAC，IBM701等 2) 晶体管运算机贝尔试验室创造晶体管TRADIC，IBM7090运算速度几十万次储备器的革命, 容量10万字节以上,-,7,2. 电子运算机的进展历程,3) 集成电路运算机1958年，基尔比和诺伊斯创造集成电路微程序掌握，系列兼容，流水线技术，高速缓存IBM S/360系列4) LSI和VLSI运算机运算机分化为大型机,小型机,巨型机和微型机,-,8,3. 运算机软件的进展,1) 电子管时代以机器语言（二进制代码）编程接插板或开关板掌握运算机操作氖灯或数码显示运行结果 2) 汇编语言，高级程序设计语言3) 监控程序，批处理程序,-,9,3. 运算机软件的进展,4) 操作系统 分时操作系统实时操作系统并行操作系统网络操作系统分布式操作系统 5) 数据库，集成开发环境,-,10,4. 微型运算机,1) 处理器芯片Intel 4004微处理器8080-P4 2)微机的代表(PC)ALTAIR 8800 第一台微机 苹果机 IBM PC,-,11,5.中国运算机的进展,1)科学运算103机，104机，107机，109乙机，109丙机，119机2)高性能运算机银河，曙光，神威系列3) 微机：长城0520CH4) 芯片：龙芯5) 软件：CCDOS，WPS,-,12,三. 将来的运算机,1. 电子运算机的进展方向 1) 微型化: LSI和VSI,走入千家万户2) 巨型化: 速度高,容量大,功能完善3) 网络化: 实现信息传递和资源共享4) 智能化: 模拟人的思维活动2. 运算机的将来 1) 光运算机2) 生物运算机 3) 分子运算机 4) 量子运算机,-,13,1.2 运算机与信息处理一. 信息科学及信息技术,1. 信息及信息科学1) 信息的各种定义选择通信符号的方式 用来削减随机不定性的东西 区分于物质与能量的第三类资源 2) 广义信息论：信息科学争论信息的本质和特点，信息的取得，计量，传输，储存，处理，掌握和利用的一般规律,-,14,一. 信息科学及信息技术,2. 信息技术革命1)文字的使用 2)印刷术的创造 3)电话，广播和电视的使用 4)运算机与通信相结合的信息技术,-,15,二. 基于运算机的信息处理,1. 信息的编码表示(1) 数值 1) 确定值: 转化为二进制 正负号: 编码 小数点: 定点2) BCD码 用4位二进制代码表示1位十进制数 例如: 0-0000 9-1001,-,16,二. 基于运算机的信息处理,(2) 字符 1) 标准编码: ASCII码2) 编码组成: 1个字节 7位码:基本ASCII 8位码: 扩充ASCII3) 包含字符: 字母: AZ, az 数字: 09 标点符号及运算符号 掌握符,-,17,二. 基于运算机的信息处理,(3) 汉字编码1) 分类: 机内码 外码(输入码: 五笔字型, 拼音,区位等；输出码: 点阵信息码等)2) 编码标准：GB2312-80, GB18030-2000， Unicode,GBK,BIG5,3) GB2312-80标准的内码 区位码-国标码-机内码(4) 图像,声音的编码 见第8章 多媒体技术,-,18,二. 基于运算机的信息处理,2. 信息的组织1) 文件系统 2) 数据库治理系统,-,19,二. 基于运算机的信息处理,3. 信息的传输网络-因特网,CCP,CCP,HOST,T,T,T,T,T,T,CCP,HOST,T,T,HOST,-,20,二. 基于运算机的信息处理,4. 运算机和现代生活多媒体教学（作业提交，答疑，考试）通讯消遣家用电器信息治理（学籍，图书馆，OA）信息检索,-,21,1.3 运算机主要应用领域,运算机典型应用领域介绍一. 科学与工程运算二. 信息治理三. 电子商务,-,22,一. 科学和工程运算,运算数学+运算机 科学运算运算数学：争论数值运算方法运算机：运算数学强有力的工具科学运算是第三种科学手段理论争论：无法求得理论解科学试验：难以应用试验手段可以进行运算 运算机是人类运算才能的延长,-,23,科学和工程运算的步骤,建立数学模型 探究有效的运算方法 运算方法的理论分析 编写程序进行运算数值模型问题的运算,-,24,= ？,例：的求值，古老的运算问题,= 周长/直径,-,25,求值的历史,公元前250年，古希腊，阿基米德，3.14 公元480年，祖冲之，3.14159263.1415927 1609年，德国，Ludolph Van Ceulen，35位小数 1874年，William Shanks，707位小数(527位正确) 1949年，ENIAC，2,037位小数 1958年，IBM 704，10,000位小数 1961年，IBM 7090，100,265位小数 1973年，CDC 7600，1,001,250位小数 1999年，HITACHI SR8000，206,158,430,000位小数,-,26,求值的方法,试验法,几何法,分析法（运算数学）,运算机运算法：使用分析法得到公式，通过运算机进行运算,-,27,二. 信息治理,1. 信息处理的进展数据处理系统办公自动化（OA）系统治理信息系统( MIS)例：零售业霸主沃尔玛,-,28,二. 信息治理,2. MIS概念要点人-机系统技术手段+现代治理思想运算机技术信息技术治理技术决策技术帮助治理和决策,-,29,二. 信息治理,3. 企业信息系统1)产生背景：现代化的大生产给机械制造业带来了很多困难原材料不能准时供应零部件生产不配套产品生产周期过长，劳动率下降资金积压严峻，周转期长市场和客户的要求多变，使企业经营方案系统难以适应,-,30,二. 信息治理,2) 企业信息系统和现代治理方法 (1)物料需求方案MRP (Material Requirement Planning)通过主生产调度，物料用量清单，库存，未交货单等资料，运算将来的物料需求；,-,31,二. 信息治理,(2)MRP-II (Manufacturing Resources Planning)除材料外，人力，资金，设备和时间也看成企业的资源，并加以掌握除生产外，仍包括销售，财务，成本的处理满意制造业全部的经营及生产活动(3)运算机集成制造系统CIMS(Computer Integrated Manufacturing Systems),-,32,二. 信息治理,(4)企业资源方案ERP(Enterprises Resources Planning)集组织模型，企业规范和信息技术，实施方法为一体的综合治理应用体系；企业的治理核心从“在正确的时间制造和销售正确的产品”，转移到了“在正确的时间和地点，获得企业的最大利润”具有智能化的治理掌握系统；能够适应互联网，支持跨平台，多组织的应用，并和电子商务的应用具有广泛的数据，业务规律接口；,-,33,三. 电子商务,例：亚马逊的奇迹1995年车库中产生1997年营业收入达1.48亿美元，1998年猛增到5.4亿美元供应了310万个可便利查找的书目1600名员工人均创收37.5万美元网上书店每平方米的销售量是传统书店的800,-,34,三. 电子商务,1.什么是电子商务通过Internet进行的各种商务活动2. 电子商务的产生背景商业自动化完善和进展POS，EDI企业内部的商务活动大量使用OA和MIS金融业步入电子化，大量接受自动服务系统Internet技术的飞速进展,-,35,三. 电子商务,3. 电子商务的主要内容企业内部电子商务 企业间的电子商务 企业与消费者之间的电子商务,