1、第第02講講 第第2章章 計算機的發展及應用（計算機的發展及應用（2.1-2.3）主講人：李淑芝主講人：李淑芝2.3 計算機的展望計算機的展望2.2 計算機的應用計算機的應用2.1 計算機的發展史計算機的發展史讓學生了解計算機的產生、讓學生了解計算機的產生、發展及應用的簡要歷史，目的在于激發展及應用的簡要歷史，目的在于激發學生學習本課程的積極性和主動性。發學生學習本課程的積極性和主動性。 計算機的各類應用計算機的各類應用。本章無難點內容。本章無難點內容。l計算機五大組成部件是如何協調有序計算機五大組成部件是如何協調有序工作的？工作的？ l計算機能為人們做哪些工作，帶來哪計算機能為人們做哪些工作

2、，帶來哪些便利呢？些便利呢？ 2.1.1 計算機的產生和發展計算機的產生和發展1946年年 美國美國 ENIAC1955年退役年退役十進制運算十進制運算18 0001 500150301 500多個電子管多個電子管多個繼電器多個繼電器千瓦千瓦噸噸平方英尺平方英尺5 000次加法秒次加法秒用手工搬動開關和拔插電纜來編程用手工搬動開關和拔插電纜來編程l世界上第一臺電子計算機世界上第一臺電子計算機 ENIAC(1946)ENIAC(1946)l硬件技術對計算機更新換代的影響硬件技術對計算機更新換代的影響 100 000 000 1978現在現在 超大規模超大規模 集成電路集成電路 10 000 00

3、0 大規模大規模 集成電路集成電路 19721977 1 000 000 中小規模中小規模 集成電路集成電路 19651971 200 000 晶體管晶體管 19581964 40 000 電子管電子管 19461957 速度（次速度（次/秒）秒） 硬件技術硬件技術 時間時間 代代三三四四二二一一五五l第一臺第一臺von Neumann 系統結構的計算機系統結構的計算機l1964年的年的IBM System360 （第三代）（第三代）l進入到進入到20世紀世紀70年代后，計算機成為一門年代后，計算機成為一門獨立的學科而迅猛發展，影響、改變著人獨立的學科而迅猛發展，影響、改變著人類的生活方式，這

4、是由于微處理器的出現類的生活方式，這是由于微處理器的出現（采用大規模和超大規模集成電路）、軟（采用大規模和超大規模集成電路）、軟件技術的完善及應用范圍的不斷拓寬所帶件技術的完善及應用范圍的不斷拓寬所帶來的必然結果。來的必然結果。l史上最快的超級計算機之一史上最快的超級計算機之一 IBM: Seaborg6 080個個 CPU 最大平均速度最大平均速度 7.304 TF (1012)l史上最快的超級計算機之二史上最快的超級計算機之二 IBM: ASCI White8 192個個 CPU 最大平均速度最大平均速度 7.304 TF (1012)l史上最快的超級計算機之三史上最快的超級計算機之三 L

5、inux NetworX : MCR Linux Cluster 2 304個個 CPU 最大平均速度最大平均速度 7.634 TF (1012)l史上最快的超級計算機之四史上最快的超級計算機之四 HP : ASCI Q4 096個個 CPU 最大平均速度最大平均速度 13.88 TF (1012)l史上最快的超級計算機之五史上最快的超級計算機之五 NEC: Earth Simulator5 120個個 CPU 最大平均速度最大平均速度 35.86 TF (1012)l截止到截止到2013年年8月的統計數字，全球十大最快超月的統計數字，全球十大最快超級計算機，中國位居第一級計算機，中國位居第一

6、 。l美聯儲科技雜志對全球超級計算機進行了排名，美聯儲科技雜志對全球超級計算機進行了排名，選出了其中最快的十臺，其中中國有兩臺超級計選出了其中最快的十臺，其中中國有兩臺超級計算機入榜，并且算機入榜，并且“天河二號天河二號”憑借著雙精度浮點憑借著雙精度浮點運算峰值速度達到每秒運算峰值速度達到每秒5.49億億次問鼎該寶座。億億次問鼎該寶座。l這也是中國超級計算機時隔兩年半后運算速度重這也是中國超級計算機時隔兩年半后運算速度重返世界之巔。此前的返世界之巔。此前的2010年年11月，月，“天河一號天河一號”曾以每秒曾以每秒4.7千萬億次的峰值速度，首次登上超級千萬億次的峰值速度，首次登上超級計算領域頂

7、峰。計算領域頂峰。l全球超級計算機排行前十名分別是天河二號、泰全球超級計算機排行前十名分別是天河二號、泰坦、紅杉超級計算機、坦、紅杉超級計算機、K Computer、米拉、米拉、Stampede、Juqueen、vulcan、SuperMUC、天、天河一號。河一號。微處理器芯片微處理器芯片存儲器芯片存儲器芯片1971年年 8位位16位位32位位64位位4位（位（4004）1970年年256位位 1K位位16K位位64K位位256K位位1M位位16M位位64M位位4K位位4M位位Moore 定律定律Intel 公司的締造者之一公司的締造者之一 Gordon Moore 提出：提出：微芯片上集成的

8、微芯片上集成的晶體管晶體管數目每三年翻兩番。數目每三年翻兩番。問題：摩爾定律問題：摩爾定律是否永遠生效？是否永遠生效？為什么？為什么？lIntel 公司的典型微處理器產品公司的典型微處理器產品8080 8位位 1974年年8086 16位位 1979年年 2.9 萬萬80286 16位位 1982年年 13.4 萬萬80386 32位位 1985年年 27.5 萬萬80486 32位位 1989年年 120.0 萬萬Pentium 64位（準）位（準） 1993年年 310.0 萬萬Pentium pro 64位（準）位（準） 1995年年 550.0 萬萬Pentium 64位（準）位（準）

9、 1997年年 750.0 萬以上萬以上Pentium 64位（準）位（準） 1999年年 950.0 萬以上萬以上Pentium 64位位 2000年年 4 200.0 萬萬預計預計 2007 年年 芯片上可集成芯片上可集成 3 億億 5 千萬千萬 晶體管晶體管 2010 年年 芯片上可集成芯片上可集成 8 億億 晶體管晶體管機器語言機器語言 面向機器面向機器匯編語言匯編語言 面向機器面向機器高級語言高級語言 面向問題面向問題FORTRAN 科學和工程計算科學和工程計算 1954年年PASCAL 結構化程序設計結構化程序設計 1968年年C 面向對象面向對象 1983年年 Java 適應網絡

10、環境適應網絡環境 1995年年 （1）各種語言）各種語言BASIC 結構化程序設計結構化程序設計 1964年年C 結構化程序設計結構化程序設計 1972年年 （2）系統軟件）系統軟件語言處理程序語言處理程序 匯編程序匯編程序 編譯程序編譯程序 解釋程序解釋程序操作系統操作系統 DOS UNIX Windows 服務性程序服務性程序 裝配裝配 調試調試 診斷診斷 排錯排錯數據庫管理系統數據庫管理系統 數據庫和數據庫管理軟件數據庫和數據庫管理軟件網絡軟件網絡軟件（3）應用軟件）應用軟件財務軟件財務軟件 辦公辦公OA 電子表格電子表格 CAD等等（4）軟件發展的特點）軟件發展的特點l開發周期長開發周

11、期長l制作成本高制作成本高l檢測軟件產品質量的特殊性檢測軟件產品質量的特殊性軟件是程序以及開發、使用和軟件是程序以及開發、使用和維護程序維護程序所需要的所有文檔。所需要的所有文檔。（1）科學計算和數據處理）科學計算和數據處理（2）工業控制和實時控制）工業控制和實時控制（3）網絡技術）網絡技術l電子商務電子商務l網絡教育網絡教育l敏捷制造敏捷制造（4）虛擬現實）虛擬現實（5）辦公自動化和管理信息系統）辦公自動化和管理信息系統（6）CAD/CAM/CIMS（7）多媒體技術）多媒體技術（8）人工智能）人工智能l當前計算機正朝著巨型化、微型化、智能化、當前計算機正朝著巨型化、微型化、智能化、網絡化等方

12、向發展，計算機本身的性能越來越優網絡化等方向發展，計算機本身的性能越來越優越，應用范圍也越來越廣泛。越，應用范圍也越來越廣泛。l21世紀除了人們繼續追求超級智能計算機的問世紀除了人們繼續追求超級智能計算機的問世外，更引人注目的是價格低廉、使用方便、體世外，更引人注目的是價格低廉、使用方便、體積更小、外形多變、具有人性化的計算機的研究積更小、外形多變、具有人性化的計算機的研究和應用。和應用。l在普及型的計算機發展同時，大型系統也將獲在普及型的計算機發展同時，大型系統也將獲得巨大發展，將來由低價、通用的多處理機組成得巨大發展，將來由低價、通用的多處理機組成的群機系統來代替單一的大型系統。的群機系統

13、來代替單一的大型系統。l未來計算機發展方向有量子計算機、神經網絡未來計算機發展方向有量子計算機、神經網絡計算機、化學、生物計算機和光計算機等。計算機、化學、生物計算機和光計算機等。1. Intel80486是是32位微處理器，位微處理器，Pentium是是_位微處理器。位微處理器。 A . 16B . 32 . 48. 64 答案：答案：D2. 下列下列_屬于應用軟件。屬于應用軟件。 A. 操作系統操作系統 B. 編譯系統編譯系統 C. 連接程序連接程序 D.文本處理文本處理 答案：答案：D3.數控機床是計算機在數控機床是計算機在A._方面的應方面的應 用，郵局把信件自動分揀是在計算機在用，郵

14、局把信件自動分揀是在計算機在B._方面的應用。方面的應用。 答案：答案： A.自動控制自動控制 B.人工智能人工智能4.將有關數據加以分類、統計、分析，以取將有關數據加以分類、統計、分析，以取得有利用價值的信息，我們稱其為得有利用價值的信息，我們稱其為_。 A. 數值計算數值計算 B. 輔助設計輔助設計 C. 數據處理數據處理 D. 實時控制實時控制 答案：答案：C5. Pentium-3是一種是一種_。 A.64位處理器位處理器 B.16位處理器位處理器 C.準準16位處理器位處理器 D.32位處理器位處理器 答案：答案：A6. 至今為止，計算機中的所有信息仍以二進至今為止，計算機中的所有信

15、息仍以二進制方式表示的理由是制方式表示的理由是_。 A.節約元件節約元件 B.運算速度快運算速度快 C.物理器件性能所致物理器件性能所致 D.信息處理方便信息處理方便 答案：答案：C7.描述匯編語言特性概念中，錯誤的是描述匯編語言特性概念中，錯誤的是_。 A. 程序員需要硬件知識程序員需要硬件知識 B. 匯編語言對機器的依賴性高匯編語言對機器的依賴性高 C. 用匯編語言編制程序難度比高級語言小用匯編語言編制程序難度比高級語言小 D. 匯編語言編寫程序執行速度比高級語言快匯編語言編寫程序執行速度比高級語言快 答案：答案：C8.多媒體多媒體CPU是帶有是帶有A._技術的處理器。技術的處理器。它是一種它是一種B._技術，特別適合于圖像技術，特別適合于圖像數據處理。數據處理。 答案：答案： A.MMX B.多媒體擴