第二章第二章第二章第二章 计算机的发展与应用计算机的发展与应用计算机的发展与应用计算机的发展与应用 计算机发展简史计算机发展简史 计算机的分类计算机的分类 计算机软件系统计算机软件系统 计算机的应用计算机的应用 社会的信息化社会的信息化 计算机文化道德计算机文化道德第一台电子计算机的诞生第一台电子计算机的诞生 1946年，美国物理学家年，美国物理学家约翰约翰莫克利莫克利和工程师和工程师普雷斯伯普雷斯伯埃克特埃克特领导研制出了领导研制出了世界上第一台数字式电子计算机世界上第一台数字式电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）第一台电子计算机第一台电子计算机ENIAC5000次加法次加法/秒秒体重体重28吨吨占地占地170m218800只电子管只电子管1500个继电器个继电器功率功率150KW第一台程序存储式计算机第一台程序存储式计算机John von Neumann冯冯 诺依曼诺依曼1949年年EDSAC冯冯诺依曼式计算诺依曼式计算机机2.1 计算机的发展计算机的发展 从第一台计算机诞生之日起，计算机已走过了五十多年的发展历程，其系统结构不断变化，应用领域也在不断地拓宽，根据计算机所用的逻辑元件的发展，可将其划分为四代。计算机发展的几个阶段第一代第一代（19461956）电子管电子管5千千4万（次万（次/秒）秒）第二代第二代（19571964）晶体管晶体管几十万几十万百万（次百万（次/秒）秒）第三代第三代（19651970）集成电路集成电路百万百万几百万（次几百万（次/秒）秒）第四代第四代（197190年代）年代）集成电路集成电路几百万几百万几亿（次几亿（次/秒）秒） 2.2 计算机的类型与分工计算机的类型与分工 按照计算机的运算速度、字长、存储容量、软件配置等多方面的综合性能指标，将计算机分为以下几类:1、大型通用机 2、巨型机3、小型机4、工作站5、微型机6、网络计算机计算机发展微型化体积小价格低使用方便技术先进具有友好的人机界面计算机发展巨型化n小型机小型机工业控制、测量、医疗设备工业控制、测量、医疗设备n大型机大型机通用型通用型“企业级企业级”计算机计算机n巨型机巨型机天气预报、地震机理研究、石油和地天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。技领域。巨型机巨型机CRAY-CRAY-银河银河银河银河1975年世界上第一台超级计算机年世界上第一台超级计算机“Cray-I”中国超级计算机：中国超级计算机：国防科技大学研制的国防科技大学研制的“银河银河1号号”、 “银河银河2号号”和和“银河银河3号号”国家职能计算机中心推出的国家职能计算机中心推出的“曙光曙光1000”和和“曙光曙光200I”计算机发展网络化计算机网络：计算机网络：计算机网络：计算机网络：计算机技术与通信技术结合计算机技术与通信技术结合的产物。的产物。计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力：使用远程资源，共享程序、使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。的通讯和合作。计算机发展智能化第一代机器人第一代机器人机械手（机械手（1962年出现）年出现）第二代机器人第二代机器人具有具有“感觉感觉”的机器人的机器人第三代机器人第三代机器人装有启发式计算机的装有启发式计算机的“智能机器人智能机器人”“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的没有灵魂的机械没有灵魂的机械来来”。 笛卡尔（笛卡尔（1637）2.3 计算机的软件系统计算机的软件系统 一个完整的计算机系统是由硬件和软件两部分组成的。没有任何软件支持的计算机称为裸机裸机。 裸机本身几乎不能完成任何功能，只有配备一定的软件，才能发挥其功用。 计算机软件一般包括系统软件和应用软件。系统软件系统软件通常是负责管理、控制和维护计算机的各种软硬件资源，并为用户提供一个友好的操作界面，以及服务于一般目的的上机环境。常见的系统软件主要是操作系统，当然也可以包括语言处理程序、连接装配程序、系统实用程序、工具软件等。应用软件应用软件是专业人员为各种应用目的而开发的程序,这些程序通常是利用高级语言编程或使用应用程序的生成工具来生成的。常见的应用软件有办公自动化软件、管理信息系统、大型科学计算软件包等。计算机语言计算机语言 计算机语言是人们与计算机交流的媒介，人们利用计算机语言描述所要完成的任务，编写程序实现某种功能。“编写程序”和“执行程序”是利用计算机解决问题的主要方法和手段。2.3 计算机的软件系统计算机的软件系统 至今，程序设计语言已经历了机器语言、汇编语言、高级语言、非过程化语言和智能性语言五代的发展，其功能不断完善、描述问题的方法也越来越贴近人类的思维规律。第一代第一代机器语言机器语言2.3 计算机的软件系统计算机的软件系统计算机语言的发展过程：计算机语言的发展过程：计算机发展初期使用的语言采用二进制编码形式从属于计算机硬件编写程序过程复杂、繁琐网络通信011011 000000 000000 000001 110101第二代第二代汇编语言汇编语言2.3 计算机的软件系统计算机的软件系统计算机语言的发展过程：计算机语言的发展过程：始于20世纪50年代初利用助记符来表示每一条机器指令语句功能不强仍依赖于计算机硬件需安装翻译程序MOV AL 5第三代第三代高级语言、算法语言高级语言、算法语言2.3 计算机的软件系统计算机的软件系统计算机语言的发展过程：计算机语言的发展过程：始于20世纪50年代中期更接近自然语言和数学语言语句可读性强、编程方便不依赖于某个计算机需安装编译或解释程序X=(A+B)/(C+D)CLA CADD DSTD MCLA AADD BDIV MSTD X第四代第四代非过程化语言非过程化语言2.3 计算机的软件系统计算机的软件系统计算机语言的发展过程：计算机语言的发展过程：面向对象（what to do ?）忽略问题的解法和处理过程指明条件、数据格式，即可获取结果SELECT NAME , AGEFROM EMPWHERE AGE 50第五代第五代智能性语言智能性语言2.3 计算机的软件系统计算机的软件系统计算机语言的发展过程：计算机语言的发展过程：具有一定的智能性结构化、模块化抽象与信息隐藏更高的设计效率2.4 计算机操作系统计算机操作系统 操作系统操作系统是计算机系统中的一种软件，它能是计算机系统中的一种软件，它能对计算机系统中的软件和硬件资源进行有效地管对计算机系统中的软件和硬件资源进行有效地管理和控制，合理地组织计算机的工作流程，并为理和控制，合理地组织计算机的工作流程，并为用户提供一个使用计算机的工作环境，起到用户用户提供一个使用计算机的工作环境，起到用户和计算机之间的接口作用。它的发展经历了三个和计算机之间的接口作用。它的发展经历了三个阶段。阶段。手工阶段手工阶段2.4 计算机操作系统计算机操作系统计算机操作系统的形成与发展：计算机操作系统的形成与发展：资源独占：一旦某个用户开始操作，计算机的全部资源都被该用户单独占用。所以在手工操作方式中，计算机的利用率是相当低的。操作不方便：操作人员通过操作面板使用计算机，操作步骤繁琐。为了运行程序，用户还必须了解计算机硬件细节。这对于一般的应用人员来说是相当困难的。操作速度慢：与不断提高的计算机速度极不相称。管理程序阶段管理程序阶段2.4 计算机操作系统计算机操作系统计算机操作系统的形成与发展：计算机操作系统的形成与发展： 计算机发展到第二代以后，速度和存储容量都有了很大的增长，人们开始考虑利用计算机自身的能力来管理计算机，即编写称为“管理程序”的软件，对计算机的软、硬件进行管理和调度。 管理程序以半自动化方式控制计算机，它除了协助操作员操纵计算机外，还负责管理计算机内部资源的分配。操作系统阶段操作系统阶段2.4 计算机操作系统计算机操作系统计算机操作系统的形成与发展：计算机操作系统的形成与发展：批处理方式：用户通过提交“作业”实现操作。多道程序系统和多道批处理操作系统：内存中同时存放多道程序，交替运行。操作系统：计算机系统软件的核心。分时操作系统：实现了用户和计算机的交谈。实时操作系统：系统响应速度快。通用操作系统：兼有批处理、分时、实时功能。UNIX、WINDOWS。2.5 计算机应用与社会的信息化计算机应用与社会的信息化19461946年，第一台电子计算机诞生年，第一台电子计算机诞生2020世纪世纪6060年代，单主机计算模式年代，单主机计算模式2020世纪世纪7070年代末，微型计算机出现年代末，微型计算机出现客户机客户机- -服务器计算模型服务器计算模型计算机网络计算机网络并行计算、高速网络、多媒体、人工智能并行计算、高速网络、多媒体、人工智能计算机应用概述计算机应用概述 ( P42 )2.5 计算机应用与社会的信息化计算机应用与社会的信息化n1、数学计算n2、数据处理n3、人工智能n4、自动控制n5、计算机辅助设计和制造2.6 计算机文化与道德计算机文化与道德n 1、计算机犯罪n 2、保护知识产权(反盗版)n 3、计算机病毒计算机病毒计算机病毒 ( P50 )2.6 计算机文化与道德计算机文化与道德计计算算机机病病毒毒：计算机病毒是指编制或者在计算机程序中拷入的破坏计算机功能功或者毁坏数据，影响计算及系统使用，并能自我复制的一组计算机指令或程序代码。特特点点：传染性、未经授权而执行、隐蔽性、潜伏性、破坏性和不可预见性。传染方式传染方式：引导型病毒、文件型病毒和混合型病毒。连连接接方方式式：源码型病毒、入侵型病毒、操作系统型病毒、外壳型病毒。破坏性破坏性：良性病毒、恶性病毒。病毒的命名病毒的命名2.6 计算机文化与道德计算机文化与道德病毒出现的地点病毒出现的地点：“ZHENJIANG_JES”最先来自镇江某用户。病毒中出现的人名或特征字符病毒中出现的人名或特征字符：“ZHANGFANG-1535”、“DISKKILLER”、“上海一号”、CIH（陈盈豪）。病毒发作时的症状：病毒发作时的症状：“火炬”、“蠕虫”。病毒发作的时间病毒发作的时间：“NOVEMBER9TH”在11月9日发作。包含病毒代码的长度：包含病毒代码的长度：“PIXEL.xxx”、“KO.xxx”等。宏病毒宏病毒 宏病毒与传统的病毒不同，宏病毒与传统的病毒不同，它不感染它不感染.exe、.com等可执行等可执行文件，而是将病毒代码以文件，而是将病毒代码以“宏宏”的形式潜伏在的形式潜伏在office文件里，文件里，当打开这些文件时，代码执行当打开这些文件时，代码执行并产生破坏作用。并产生破坏作用。病毒的预防病毒的预防2.6 计算机文化与道德计算机文化与道德 虽然计算机病毒的种类很多，但是病毒代码包括三部分：引导部分引导部分、传染部分传染部分和表现部分表现部分。病毒的初步识别与预防：病毒的初步识别与预防：要想知道自己的计算机是否染有病毒，最简单的办法是使用教新的反病毒软件对磁盘进行全面的检测。