本章主要内容 计算机的发展与应用计算机的发展与应用 计算机中的数据及编码计算机中的数据及编码 计算机系统计算机系统 硬件系统硬件系统 软件系统软件系统 计算机的安全计算机的安全1.1 1.1 计算机的发展发与应用计算机的发展发与应用1.2 1.2 计算机中的数据及编码计算机中的数据及编码1.3 1.3 计算机系统计算机系统1.4 1.4 计算机的安全计算机的安全 目目 录录return1.1 1.1 计算机的发展与应用计算机的发展与应用1.1.1 1.1.1 计算机的发展简史计算机的发展简史1.1.2 1.1.2 计算机的特点计算机的特点1.1.3 1.1.3 计算机的应用计算机的应用1.1.4 1.1.4 计算机与信息社会计算机与信息社会Return 1. 计算机的分代计算机的分代 按电子器件来划分按电子器件来划分电子管电子管晶体管晶体管小规模集成电路小规模集成电路 超大规模集成电路超大规模集成电路 器件集成度不断提高器件集成度不断提高 按应用发展划分按应用发展划分 大型机大型机 微型机微型机 计算机网络计算机网络 开创了以网开创了以网络为中心、络为中心、实现资源共实现资源共享的新纪元享的新纪元从实验室少数从实验室少数人拥有到社会人拥有到社会大普及，并进大普及，并进入千家万户入千家万户开创了使用机开创了使用机器代替脑力劳器代替脑力劳动的新纪元动的新纪元1.1.1 计算机的发展简史计算机的发展简史 冯冯诺依曼的三个重要设计思想诺依曼的三个重要设计思想 五大基本部件五大基本部件; 采用二进制数表示指令和数据采用二进制数表示指令和数据; 将程序（由一系列指令组成）和数据存放在计算将程序（由一系列指令组成）和数据存放在计算机的内存中，并让计算机自动执行机的内存中，并让计算机自动执行 摩尔定律摩尔定律 集成电路中的晶体管数平均每集成电路中的晶体管数平均每18个月翻一番，芯个月翻一番，芯片的性能也随之提高一倍片的性能也随之提高一倍 引起计算机突飞猛进的主要原因是芯片集成度的引起计算机突飞猛进的主要原因是芯片集成度的提高提高 2.2.冯冯诺依曼设计思想和摩尔定律诺依曼设计思想和摩尔定律 集成电路的集成度已接近极限集成电路的集成度已接近极限（见本幻灯片备注）（见本幻灯片备注） 人们一直在努力设法跨越这些极限，去寻找缩小尺寸的人们一直在努力设法跨越这些极限，去寻找缩小尺寸的新途径新途径 2002年年6月月美国科学家采用美国科学家采用纳米技术纳米技术开发出全球开发出全球第一个单原子晶体管，第一个单原子晶体管，这种晶体管的体积仅为当前这种晶体管的体积仅为当前晶体管的晶体管的1/100 目前在邮票大小的电路板上集成目前在邮票大小的电路板上集成4000万个硅晶体万个硅晶体管，若使用原子晶体管，则至少可以集成管，若使用原子晶体管，则至少可以集成40亿个晶亿个晶体管体管 3. 3. 微型机的发展微型机的发展 随着大规模集成电路的发展及微处理器的出现随着大规模集成电路的发展及微处理器的出现 ，诞生了，诞生了微型机微型机 微型机已从微型机已从4位机、位机、8位机、位机、16位机、位机、32位机发展到位机发展到64位位机。机。 微型机的核心是微处理器微型机的核心是微处理器 微型机已经深入到社会生活的各个领域，并进入千家万微型机已经深入到社会生活的各个领域，并进入千家万户，真正成为大众化的信息处理工具户，真正成为大众化的信息处理工具 4. 4. 计算机的发展趋向计算机的发展趋向 微型化、巨型化、网络化、智能化、多媒体化微型化、巨型化、网络化、智能化、多媒体化 三合一：三网合一（电信网、计算机网、广播电视网）三合一：三网合一（电信网、计算机网、广播电视网） 三线合一（数据线、声频线、视频线）三线合一（数据线、声频线、视频线） 三机合一（电脑、电视、电话）三机合一（电脑、电视、电话） 未来的计算机未来的计算机：智能计算机、生物计算机、光子计算机智能计算机、生物计算机、光子计算机 （见本幻灯片的备注）（见本幻灯片的备注） 2000年6月IBM公司研制出世界上当时最快的计算机ASCI“白”，每秒12.3万亿次，以前模拟全球天气模型的计算周期为18小时，而“白”却只需几秒钟。 2002年8月22日日本富士通宣布，已研制出可扩展为16384个处理器，每秒85.1万亿次的“HPC2500”计算机。 据称，人脑处理信息的速度比“白”要快1000倍，按目前开发速度，可望在10年内开发出比人脑还快的超级计算机 8686年年sunsun总裁提出：总裁提出：网络就是计算机网络就是计算机 IBMIBM总裁（郭士纳）说：总裁（郭士纳）说：PCPC时代已经终结时代已经终结 PCPC机的发展方向：上网、服务、傻瓜机的发展方向：上网、服务、傻瓜 微软董事会主席比尔微软董事会主席比尔. .盖茨提出：盖茨提出：未来计算机能未来计算机能与人对话，进入无线网络。具有看、听和说的能力。无论是与人对话，进入无线网络。具有看、听和说的能力。无论是在家里还是办公室，人们都能够通过对话操纵计算机在家里还是办公室，人们都能够通过对话操纵计算机 20012001年年1010月亚太会议上，盖茨又提出：月亚太会议上，盖茨又提出： 未来十年，人类将迎来一个既个性化又全球化的未来十年，人类将迎来一个既个性化又全球化的数字时代。未来的电脑，会像一张纸那么大，它可以数字时代。未来的电脑，会像一张纸那么大，它可以识别每一个人的声音，无论在何时、何地，人们都可识别每一个人的声音，无论在何时、何地，人们都可以自由地与世界交流，再没有在线与否的限制。以自由地与世界交流，再没有在线与否的限制。Return 1.1.21.1.2 计算机的特点计算机的特点 (1) 运算速度快运算速度快 (2) 计算精确度高计算精确度高 (3) 存储容量大存储容量大 (4) 逻辑判断能力强逻辑判断能力强 (5)自动化程度高自动化程度高Return 1.1.3 1.1.3 计算机的应用计算机的应用 (1) 科学计算科学计算 (2) 事务数据处理事务数据处理 (3) 过程控制过程控制 (4) 计算机辅助系统计算机辅助系统 CAI/CAD/CAM/CAT等等 (5) 人工智能人工智能 机器人机器人/专家系统专家系统/模式识别模式识别 (6) 计算机网络通信计算机网络通信Return 1.1.4 1.1.4 计算机与信息社会计算机与信息社会 人类进入了以计算机为主要应用工具的信息化时代人类进入了以计算机为主要应用工具的信息化时代 信息技术信息技术（IT）的核心是的核心是计算机与现代通信技术的结合计算机与现代通信技术的结合 人类三大重要资源：人类三大重要资源：物质、能量、信息物质、能量、信息 信息的获取、处理和利用是当今社会的热点信息的获取、处理和利用是当今社会的热点 计算机是信息社会的支柱计算机是信息社会的支柱 没有计算机就没有信息化没有计算机就没有信息化Return