计算机基础知识 东风一中信息技术组Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望计算机基础知识 计算机基础知识 计算机发展史计算机发展史第一台电子计算机第一台电子计算机ENIAC电子数字积分计算机电子数字积分计算机Electronic Numerical Integrator And Calculator计算机基础知识 第一代第一代 电子管计算机（电子管计算机（1946-19581946-1958）主要逻辑元件是电子管特点：体积庞大、运算速度低、成本高、可靠性差、内存容量小。主要用于科学计算，从事军事和科学研究方面的工作 计算机基础知识 第二代第二代 晶体管计算机（晶体管计算机（1958-19641958-1964）主要逻辑元件是晶体管特点：体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。应用扩展到数据处、自动控制等方面。 计算机基础知识 第三代集成电路计算机（第三代集成电路计算机（1964-19711964-1971）可靠性和存储容量进一步提高，体积更小，运算速度更快，价格更低，与通信密切结合起来。广泛用于科学计算、数据处理、事务管理、工业控制等领域。计算机基础知识 第四代大规模集成电路（第四代大规模集成电路（ 71 71年迄今）年迄今）计算机的存储容量和可靠性又有了很大提高，功能更加完备。计算机的类型除小型、中型、大型机外，开始向巨型机和微型机（个人计算机）两个方面发展。使计算机开始进入了办公室、学校和家庭。 计算机基础知识 计算机的发展总趋势计算机的发展总趋势巨型化 我国的银河系列巨型计算机微型化 笔记本电脑、掌上电脑、手表电脑的出现网络化 把各地区的计算机互联起来实现资源共享多媒体化 能综合处理声音、图像、文字、视频和音频信号智能化 计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力计算机基础知识 冯冯诺依曼诺依曼计算机之父计算机之父美籍匈牙利数学家冯美籍匈牙利数学家冯诺依诺依曼曼 采用二进制形式表示数据和指采用二进制形式表示数据和指 令令 采用存储程序方式采用存储程序方式 由运算器、存储器、控制器、输由运算器、存储器、控制器、输 入设备和输出设备五大部件组成计算入设备和输出设备五大部件组成计算机系统，并规定了这五部分的基本功机系统，并规定了这五部分的基本功能能计算机基础知识 计算机的系统组成计算机的系统组成（1）硬件系统）硬件系统计算机基础知识 计算机基础知识 硬件系统硬件系统v 运算器 又称算术逻辑单元,它是计算机对数据进行加工处理的部件.v 控制器 负责从存储器中取指令并进行译码; 根据指令要求按时间的 先后顺序向其他各部件发出控制信号,协调各部件一致工作.v 存储器 v 输入设备v 输出设备计算机基础知识 18121812年差分机年差分机 查尔斯查尔斯. .巴贝奇巴贝奇 1834年设计的分析机年设计的分析机 1.1 计算机的发展计算机的发展 1.1.1 近代计算机近代计算机由许多轮子组成的保存数据的存储库；由许多轮子组成的保存数据的存储库；运算装置；运算装置；能对操作顺序进行控制，并选择所需处理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。的数据以及输出结果的装置。计算机基础知识 现代计算机体系结构现代计算机体系结构冯冯诺依曼机：诺依曼机：“存储程序存储程序”的的概念概念五十多年来，计算机系统基本结五十多年来，计算机系统基本结构没有变。构没有变。 英国科学家艾兰英国科学家艾兰. .图灵图灵建立图灵机（建立图灵机（Turing machineTuring machine）模型，奠定了可计算理论的基础；模型，奠定了可计算理论的基础；提出图灵测试，阐述了机器智能提出图灵测试，阐述了机器智能的概念的概念 。美籍匈牙利数学家冯美籍匈牙利数学家冯. .诺依曼诺依曼计算机基础知识 1.1.2 电子计算机的问世电子计算机的问世1946年年2月由宾州大学月由宾州大学研制成功的研制成功的ENIACENIAC电子计算机时代的到来电子计算机时代的到来 Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机电子数字积分计算机:重达重达30吨吨:占地占地250m2:启动工耗启动工耗150000瓦瓦:18000个电子管个电子管:保存保存80个字节个字节计算机基础知识 1.1.3 计算机的分代计算机的分代时代年份器件软件应用一 46-58电子管机器语言汇编语言 科学计算二58-64晶体管高级语言数据处理工业控制 三64-71集成电路操作系统文字处理图形处理四71年迄今大规模集成电路数据库、网络等社会的各个领域计算机基础知识 1.1.4 计算机的分类计算机的分类 按综合性能按综合性能指标分类指标分类巨型机：巨型机：速度最快、处理能力最强速度最快、处理能力最强例如：曙光例如：曙光4000L644GB4000L644GB内存，浮点运算达每秒内存，浮点运算达每秒3 3万亿次万亿次 大型、通用、较快、较强大型、通用、较快、较强大型机：大型机：作作“客户机客户机/ /服务器服务器”的服务器的服务器 作作“终端终端/ /主机主机”的主机的主机 小型机：小型机：规模小，结构简单，设计试制周期短规模小，结构简单，设计试制周期短 工艺先进、使用维护简单工艺先进、使用维护简单 工作站：工作站：介于介于PCPC与小型机之间与小型机之间 高分辨率、大容量内外存，图形功能较强高分辨率、大容量内外存，图形功能较强微型计算机：微型计算机：小、巧、轻、使用方便、价格便宜小、巧、轻、使用方便、价格便宜中央处理器：一个芯片中央处理器：一个芯片网络计算机：网络计算机：基于基于JavaJava技术的瘦客户机系统技术的瘦客户机系统 计算机基础知识 1.1.5 未来新型计算机未来新型计算机1光计算机：光计算机：利用光作为信息的传输媒体利用光作为信息的传输媒体 。2 2生生物物计计算算机机（分分子子计计算算机机）：生生物物计计算算机机在在2020世世纪纪8080年年代代中中期期开开始始研研制制，其其最最大大的的特特点点是是采采用用了了生生物物芯片。芯片。3 3量量子子计计算算机机：是是指指利利用用处处于于多多现现实实态态下下的的原原子子进进行运算的计算机，这种多现实态是量子力学的标志。行运算的计算机，这种多现实态是量子力学的标志。 计算机基础知识 1.2 信息技术概述信息技术概述1.2.1 信息技术基础知识信息技术基础知识v1.信息与数据信息与数据病历卡上记载病人的体温病历卡上记载病人的体温39是数据。数据是数据。数据39本身是没有意义的。当数据以某种形式经过处本身是没有意义的。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。理、描述或与其它数据比较时，才能成为信息。“某个病人的体温是某个病人的体温是39” ，这才是信息，信息是有，这才是信息，信息是有意义的。意义的。 信息信息信息信息 各种事物的变化和特征的反映 数据数据数据数据 信息的载体。 例如：数值、文字、语言、图形、图像等。计算机基础知识 v2. 信息技术信息技术 Information Technology 联合国教科文组织对信息技术的定义如下：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。计算机基础知识 1.2.2 现代信息技术的内容现代信息技术的内容 1. 信息基础技术信息基础技术 微电子技术微电子技术 当今世界新技术革命的基石当今世界新技术革命的基石 光电子技术光电子技术 采用光子作为信息的载体采用光子作为信息的载体 2. 信息系统技术信息系统技术 信息获取技术信息获取技术 传感技术、遥测技术和遥感技术传感技术、遥测技术和遥感技术 信息处理技术信息处理技术 计算机技术成为现代信息技术的核心计算机技术成为现代信息技术的核心 信息传输技术信息传输技术 光纤通信技术、卫星通信技术等光纤通信技术、卫星通信技术等 信息控制技术信息控制技术 利用信息传递和反馈来实现利用信息传递和反馈来实现 信息存贮技术信息存贮技术 缩微品、磁盘、光盘缩微品、磁盘、光盘 通通信信技技术术、计计算算机机技技术术和和控控制制技技术术合合称称为为3C3C（CommunicationCommunication、ComputerComputer和和Control Control ）技术。）技术。3. 信息应用技术信息应用技术如信息管理、信息控制、信息决策。如信息管理、信息控制、信息决策。 计算机基础知识 1.2.3 未来信息技术的发展趋势未来信息技术的发展趋势 数字化数字化 大量信息可以被压缩，并以光速进行传输。大量信息可以被压缩，并以光速进行传输。 多媒体化多媒体化 文文字字、声声音音、图图形形、图图像像、视视频频等等信信息息媒媒体体与与计计算算机机集集成成在在一起，以接近于人类的工作方式和思考方式来设计与操作。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、网高速度、网络络化、化、宽频带宽频带 下一代的下一代的InternetInternet技术。技术。 智能化智能化 在在超超媒媒体体的的世世界界里里，软软件件代代理理收收集集任任何何可可能能想想要要在在网网络络上上取取得的信息。得的信息。计算机基础知识 1.3 计算机在信息社会中的应用计算机在信息社会中的应用 计算机的应用类型计算机的应用类型1. 科学计算科学计算2. 数据处理数据处理3. 电子商务电子商务4. 过程控制过程控制5. CAD/CAM/CIMS6. 多媒体技术多媒体技术 7. 7. 虚拟现实虚拟现实8. 人工智能人工智能 计算机的主要应用领域计算机的主要应用领域1. 工商：工商：电子商务、电子商务、CAD/CAM2. 教育：教育：多媒体教育、远程教育多媒体教育、远程教育3. 医药：医药：CAT、MRI、远程医疗、远程医疗4. 政府：政府：电子政府电子政府5. 娱乐：娱乐：虚拟现实、电影特技虚拟现实、电影特技 6. 科研：科研：数据采集、计算分析数据采集、计算分析7. 家庭：家庭：家庭信息化家庭信息化 计算机基础知识 思考题思考题1. 计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？什么？2. 按综合性能指标，计算机一般分为哪几类？按综合性能指标，计算机一般分为哪几类？3. 信息与数据的区别是什么？信息与数据的区别是什么？4. 什么是信息技术？什么是信息技术？ 5. 为什么说微电子技术是整个信息技术领域的基础？为什么说微电子技术是整个信息技术领域的基础？6. 信息处理技术具体包括哪些内容？信息处理技术具体包括哪些内容？3C的含义是什么？的含义是什么？7. 试述当代计算机的主要应用。试述当代计算机的主要应用。