大學計算機基礎華南農業大學信息學院主講教師吳小紅Emailwuxh@

片頭動畫課程的考核評分標準：筆試70%+平時（實驗）30%=100%注：部分筆試內容采用填涂標準答題卡方式。試卷樣式可參考實驗指導書。考試試題主要參考實驗指導書“習題篇”部分。實驗課教學安排實驗課安排在理論課教學開始后的第4周進行。實驗教學以實驗指導書提供的實驗為主。實驗1至實驗9為必選實驗內容，要求在實驗指導書上填寫實驗報告；實驗10為選做內容；學期結束前將實驗指導書“實驗篇”中的“實驗報告”上交。理論教學(32)上機實驗(24)課程綜述2011年2月21日理論教學主要內容：第一章計算機及信息技術概述第二章計算機信息基礎第三章計算機硬件體系結構第四章計算機操作系統第五章計算機軟件技術基礎第六章數據庫技術第七章多媒體技術第八章網絡技術基礎第九章信息安全與社會責任第十章常用應用軟件介紹課程教學內容和學時分配第1章計算機及信息技術概述（2學時）第2章計算機信息基礎（4學時）第3章計算機硬件體系結構（6學時）第4章計算機操作系統（2學時）第5章計算機軟件技術基礎（2學時）第6章數據庫技術（2學時）第7章多媒體技術（4學時）第8章計算機網絡技術（6學時）第9章信息安全與社會責任（2學時）第10章常用應用軟件介紹（自學，不做考試要求）

課程總結（課堂教學2學時）上機實驗的內容：Office綜合應用常用軟件Flash、PhotoshopDreamweaver的操作實例與練習使用教材及參考書目大學計算機基礎：徐東風主編，林丕源副主編，中國農業出版社出版。大學計算機基礎教程：王移芝羅四維主編，高等教育出版社出版。大學計算機基礎：楊振山龔沛主編，高等教育出版社出版。大學計算機基礎教程：張莉等編，清華大學出版社出版。辦公地點：

校本部信息學院大樓509房（藝術學院后面）聯系方式：85280320-509(o)

wuxh學內容：計算機與信息技術授課時數：2學時第一章計算機與信息技術概述1.1計計算算機機基基礎礎知知識識1.2計計算算機機系系統統構構成成1.3信信息息技技術術基基礎礎知知識識本章章沒沒有有難難點點，，重重點點是是計計算算機機系系統統構構成成這這部部分分內內容容第一章計計算機及信息息技術概述第一章要點點計算機發展歷歷史上的重要要人物和思想想計算機的產生生及發展、分分類、特點及及應用領域第一章計計算機及信息息技術概述本章首先從計計算工具的發發展開始，介介紹計算機的的歷史和類型型，計算機在在現代社會中中的一些典型型應用，以及及計算機的未未來發展趨勢勢；計算機系系統的硬件和和軟件系統構構成；最后介介紹信息技術術的基礎知識識。1.1計算算機基礎知識識1.1.1計計算機發發展歷史上的的重要人物和和思想人們發明電子子數字計算機機的初衷是用用來進行科學學計算，但現現代計算機的的功能早已不不再只是“計計算”，而擴擴大到可以處處理加工數字字、文字、圖圖形、圖像、、聲音等各種種形式的數據據。1.1計算算機基礎知識識1.1.1計計算機發發展歷史上的的重要人物和和思想人類從遠古時時代就產生了了計算的需要要。各種計算工具具出現、發展展。如：中國國的算盤、算算籌、歐洲的的計算尺等。。隨著天文航海海等科學發展展，需要進行行大量的繁復復計算，迫切切需要能自動計算的機器。得益于鐘表業業，特別是齒齒輪傳動裝置置技術的發展展，誕生了最最早的機械式式計算機。下面介紹幾位位在電子計算算機誕生之前前對計算機發發展有過突出出貢獻的幾位位早期歷史人人物。法國物理學家家帕斯卡(1623-1662)在在1642年發明了第第一臺機械式式加法機。該該機由齒輪組組成，靠發條條驅動，用專專用的鐵筆來來撥動轉輪以以輸入數字。。當時，19歲歲的帕斯卡為為了幫助父親親計算稅款，，開始研究機機械計算裝置置，最后制成成了手搖驅動動的齒輪進位位式計算器，，可完成六位位數字的加減減法。1.1計算算機基礎知識識德國數學家萊萊布尼茨Leibnitz,1673年發明了了機械式乘除除法器。基本本原理繼承了了帕斯卡的加加法機，也是是由一系列齒齒輪組成，但但多了一個叫叫“步進輪””的裝置，它它能夠連續重重復地做加減減法，從而實實現了乘除運運算。1.1計計算機機基礎礎知識識萊布尼尼茲：：天才才數學學家研究數數理邏邏輯、、無窮窮小算算法與牛頓頓并締締雙輝輝共同同奠定定“微微積分分學””1.1計計算機機基礎礎知識識英國數數學家家巴貝貝奇：：1822年，，在歷歷經10年年努力力終于于發明明了““差分分機””。它它有3個齒齒輪式式寄存存器，，可以以保存存3個個5位位數字字，計計算精精度可可以達達到6位小小數。。巴貝奇試圖發明功能更好的通用計算機

——分析機，但最終失敗。英國女數學家愛達(1815-1852)：巴貝奇的合作伙伴。她用穿孔卡片設計了世界上“第一件計算機程序”。她還建議分析機用二進制存儲。預言分析機能唱歌、繪畫。英國詩詩人拜拜倫的的女兒兒阿達：：數學學家，，拜論論的女女兒死于36歲歲，生生命短短暫，，對計計算機機的預預見超超過一一個世世紀以以上有個計計算機機語言言被命命名為為ADA（（阿達達）語語言，，紀念念她是是“世世界上上第一一位軟軟件工工程師師”1812年差分機查爾斯.巴貝奇1834年設計的分析機

1.1計算機機的發發展1.1.1近代計計算機機由許多多輪子子組成成的保保存數數據的的存儲儲庫；；運算裝裝置；；能對操操作順順序進進行控控制，，并選選擇所所需處處理的的數據據以及及輸出出結果果的裝裝置。。1.1.1計計算算機發發展歷歷史上上的重重要人人物和和思想想1801年年,法法國紡紡織機機械師師杰卡卡德,發明明”自自動提提花編編織機機”,啟示示了計計算機機的程程序設設計思思想.1847英英國數數學家家布爾爾提出出了布布爾代代數的的思想想,成成為現現代計計算機機的數數學和和邏輯輯基礎礎1888年年,美美國人人赫爾爾曼.霍列列瑞斯斯發明明了制制表機機,采采用穿穿孔卡卡上是是否有有洞表表示數數據的的是與與非,演變變為后后來的的IBM公公司1938年年,美美國數數學家家香農農首次次將布布爾代代數和和繼電電器聯聯系在在一起起,給給出了了加減減乘除除運算算的電電子電電路設設計,成為為現代代信息息論的的創始始人.1944年年,美美國國物物理理學學家家艾艾肯肯,研研制制了了馬馬克克1號號計計算算機機,是是全全機機電電式式的的計計算算機機,1949年年,首首次次使使用用磁磁鼓鼓作作為為數數據據和和指指令令的的存存儲儲器器1.1計計算算機機基基礎礎知知識識1.1計計算算機機基基礎礎知知識識圖靈機：把人在計算時所做的工作分解成簡單的機械化動作交給機器去執行，經過足夠的時間和有限次機械步驟求得解答。理論上可以計算任何可計算函數。英國科學家阿蘭圖靈控制器（含運算功能）可在紙帶上左右移動的讀寫頭，用于讀寫數據(輸入輸出設備)可無限延伸的紙帶。用于存儲程序和數據（存儲器）1.1.1計算算機機發發展展歷歷史史上上的的重重要要人人物物和和思思想想圖靈機的的直觀描描述3個部件件：有窮窮控制器器、無窮窮帶和讀讀寫頭3個動作作：改寫寫當前格格、左移移或右移移一格讀寫頭有窮控制器存儲帶…………圖靈機模型姚期智：2000年首位獲獎圖靈獎的華裔學者阿蘭圖靈的的貢獻圖靈機模模型從理論上上證明了了通用計計算機存存在的可可能性1.1計計算機機基礎知知識1.1.1計計算機機發展歷歷史上的的重要人人物和思思想有限狀態態控制器器q1q2q3q4q5……qn…DTABDC…磁帶讀寫磁頭頭1.1計計算機機基礎知知識1.1.1計計算機機發展歷歷史上的的重要人人物和思思想瀏覽計算算機世界界計算機理論的奠基人人：阿倫·圖靈（AlanMathisonTuring），，1912年6月23日出生生于英國國倫敦，，是20世紀紀最著名名的數學學家之一一。1931年圖圖靈進入入劍橋大大學國王王學院（King’sCollege），畢業后后到美國國普林斯斯頓大學學攻讀博博士學位位，二戰戰爆發后后回到劍劍橋。圖圖靈于1954年6月月7日去去世，當當時年僅僅41歲歲。計算機發發展歷史史人物七十多年來，，現代計算機機基本結構仍仍然是“馮··諾依曼計算算機”。美籍匈牙利數數學家

馮諾依曼(計算機鼻祖祖)計算機應由運運算器、控制制器、存儲器器、

輸入設設備和輸出設設備五大部件件組成；應采用二進制制簡化機器的的電路設計；；采用“存儲程程序”技術,以便計算機機能保存和自自動依次執行行指令。馮·諾依曼：：“如果不不考慮巴貝奇奇、愛達和其其他人早先提提出的有關思思想，計算機機基本概念只只能屬于阿蘭蘭·圖靈”1.1計算算機基礎知識識瀏覽計算機世世界計算機奠基人人：馮·諾依依曼（JohnVonNeumann），，1903年年12月28日生于匈牙牙利布達佩斯斯的一個猶太太人家庭，是是著名美籍匈匈牙利數學家家。1954年夏馮·諾諾依曼被發現現患有癌癥，，于1957年2月8日日在華盛頓去去世，終年54歲。馮··諾伊曼從小小就顯示出數數學天才，關關于他的童年年有不少傳說說。1911年至1921年，馮··諾依曼在布布達佩斯的盧盧瑟倫中學讀讀書期間，就就嶄露頭角而而深受老師的的器重。1921年至1923年在在蘇黎世大學學學習。很快快又在1926年以優異異的成績獲得得了布達佩斯斯大學數學博博士學位，此此時馮·諾依依曼年僅22歲。1927年至1929年馮··諾依曼相繼繼在柏林大學學和漢堡大學學擔任數學講講師。1930年接受了了普林斯頓大大學客座教授授的職位，西西渡美國。1931年成成為該校終身身教授。1933年轉到到該校的高級級研究所，成成為最初6位位教授之一，，并在那里工工作了一生。。馮·諾依曼曼是普林斯頓頓大學、賓夕夕法尼亞大學學、哈佛大學學、伊斯坦堡堡大學、馬里里蘭大學、哥哥倫比亞大學學和慕尼黑高高等技術學院院等校的榮譽譽博士。他是是美國國家科科學院、秘魯魯國立自然科科學院和意大大利國立林且且學院等院的的院土。1951年至1953年任任美國數學會會主席，1954年任美美國原子能委委員會委員。。計算機發展展歷史人物物約翰·馮··諾依曼（（JohnVonNouma，1903－－1957），父親親是一個銀銀行家，家家境富裕，，十分注意意對孩子子的教育。。馮·諾依依曼從小聰聰穎過人，，興趣廣泛泛，讀書過過目不忘。。據說他6歲時就能能用古希希臘語同父父親閑談，，一生掌握握了七種語語言。最擅擅德語，可可在他用德德語思考種種種設想時時，又能以以閱讀的速速度譯成英英語。他對對讀過的書書籍和論文文。能很快快一句不差差地將內容容復述出來來，而且若若干年之后后，仍可如如此。1911年——1921年，馮··諾依曼在在布達佩斯斯的盧瑟倫倫中學讀書書期間，在在費克特老老師的個別別指導下并并合作發表表了第一篇篇數學論文文，此時馮馮·諾依曼曼還不到18歲。主要要人人物物有有：：1、、帕帕斯斯卡卡2、、萊萊布布尼尼茨茨3、、巴巴貝貝奇奇和和阿阿達達4、、香香農農信信息息論論的的創創始始人人；；5、、布布爾爾6、、圖圖靈靈7、、馮諾依依曼曼1.1計計算算機機基基礎礎知知識識1946年年2月月由由賓賓夕夕法法尼尼亞亞大大學學研研制制成成功功的的ENIAC是第第一一臺臺電電子子數數字字計計算算機機。。ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator電子數字積分計算機重30噸噸，，占占地地167m2，耗耗電電150千千瓦瓦18800個電電子管管，1500個個繼電電器保存80個個字節節每秒鐘鐘可做做5000次加加減法法或400次次乘法法運算算。“誕生生了一一個電電子的的大腦腦”致命缺缺陷：：沒有有存儲儲程序序。1.1.2電子計計算機機時代代人類追追求的的計算算工具具1642Blaise

Pascal加法器CharlesBabbage1822差分機1833

分析機MARKIENIAC電子計算機時代1.1計計算機機基礎礎知識識電子技技術的的發展展促進進了電電子計計算機機的更更新換換代。。第一代計算機1946－1958年以電子管為主要元件代表機型：ENIAC，EDVAC1.1.2電子計計算機機時代代第一代代計算算機（（1946~1958））電子管管Aopen發布布了首首款集集成音音頻真真空管管的主主板名名為AX4B-533Tube/c/2002-06-06/13704.html電子技技術的的發展展促進進了電電子計計算機機的更更新換換代。。1.1計算機機基礎礎知識識第二代計算機1958－1964年以晶體管為主要元件采用晶體管的第二代電子計算機IBM7090型第二代代計算算機（（1958~1964））晶體管管比電電子管管平均均壽命命提高100~1000倍倍耗電為為電子子管的的1/10體積小小一個個數量量級單個晶晶體管管與電電子管管的比比較1947年年研制制出的的首個個晶體體管1.1計算機機基礎礎知識識第三代代計算算機1964－－1971年以集成成電路路為主主要元元件采用集集成電電路的的第一一臺電電子計計算機機IBM360型第三代代計算算機（（1964~1970））把幾十十個或或幾百百個電電子元件集集中做做在一一塊幾幾平方毫米米的硅硅片上上`毒龍1.6GCPU奔騰D8系列列(PentiumD8XX)雙核心心設計計的CPU1.1計計算機機基礎礎知識識第四代計算機1971年至今以大規模/超大規模集成電路為主要元件巨型機、大型機、小型機、微型機以及便攜機第五代代計算算機：：目標標是智智能計計算機機電子技技術的的發展展促進進了電電子計計算機機的更更新換換代。。1.1.2電子計計算機機時代代1.1.3計算機機的分分代(小結結）時代年份器件軟件應用一

46-58電子管機器語言匯編語言科學計算二58-64晶體管高級語言數據處理工業控制三64-71集成電路操作系統文字處理圖形處理四71年迄今大規模集成電路數據庫、網絡等社會的各個領域1.1計計算機機基礎礎知識識p7按計算機處理的數據分類數字計算機(用高1低0電位)模擬計算機(用曲線)數字模擬混合計算機按計算機用途分類通用計算機專用計算機1.1.3計算機機類型型p7模擬信信息和和數字字信息息模擬信信號：：連續變變化。。例例如：：溫度度，電電壓，，語音音等。。數字信信號：：離散取取值。。例如：：高電電平和和低電電平。。tVout(V）+5001010tu(V)+501000101100011000模擬信信號表表示為為在某某區間間內連續變變化的值。。數字信信號表表示為為在某某區間間內離散變變化的值。。3.1數數據和和計算算機3.1.1模模擬擬信息息和數數字信信息模擬信信號的信息息通常常是用用其幅幅值攜攜帶的的，不不同的的幅值值表示示不同同的數數據（（若用用二進進制表表示，，則包包含若若干位位二進進制數數字））。環環境的的小干干擾也也會使使信息息失真真。而而小干干擾難難以消消除。。數字信信號是用電電壓幅幅值的的高和和低攜攜帶信信息的的，一一個數數字信信號只只攜帶帶1位位數字字信息息（““0””或““1””）。。小干干擾不不會使使信息息丟失失。數數字字信號號只在在兩個個極端端間跳跳躍，，且被被周期期性““重整整”以以恢復復原始始值。。tu（V）+501000101110001000Vout（V）+5001010閾值數字

不確定巨型機大型機小型機微型機工作站服務器嵌入式計算機按計算機規模分類1.1計計算機機基礎礎知識識1.1.3計計算算機類類型按計算機用途分類通用計算機專用計算機1.1計計算機機基礎礎知識識巨型機SuperComputer大型機MainframeComputer小型機MiniComputer微型機MicroComputer工作站WorkStation服務器嵌入式計算機enbeddedcomputer按計算機規模分類1.1.3計算機機類型型工作站站與服服務器器從工作作站這這一名名詞出出現的的源流流來看看，工工作站站分為為兩種種：一一種種是在在網絡絡中的的終端端和客客戶機機：我我們將將其稱稱為““工作作站””－WORKSTATION，而而在網網絡中中負責責文件件管理理、打打印機機管理理、數數據庫庫應用用的計計算機機主機機,我我們將將其稱稱之為為“服服務器器”（（SERVER），，在計計算機機發展展的初初期，，這種種概念念得到到了大大家的的認可可。另另一一種對對工作作站的的理解解來自自于專專業用用于圖圖形處處理的的高級級計算算機或或超級級計算算機，，我們們習慣慣性的的稱其其為WORKSTATION，注注意這這個““WORKSTATION””和上上面的的“WORKSTATION”的的含義義是有有差別別的,網絡絡中的的“WORKSTATION”可可以理理解為為“工工作節節點””，而而作為為圖形形處理理專用用的““WORKSTATION””則可可以理理解為為“完完成工工作任任務的的實驗驗室””，在在國外外的資資料中中往往往還要要加上上一個個“GRAPHIC”作作為定定語。。目目前大大多數數非計計算機機專業業的從從業人人員聽聽到““工作作站””聯想想到的的往往往是圖圖形工工作站站，即即“GRAPHICWORKSTATION”，，如果果你去去問一一問網網絡相相關人人員，，工作作站是是什么么東東東，他他們會會想到到的是是每一一個計計算機機節點點。工工作作站與與高性性能的的PC之間間的區區別：：可可以簡簡單的的區分分：工工作站站是為為了完完成高高性能能計算算和設設計工工作而而設計計的，，而高高性能能PC是為為了更更好的的表現現通過過工作作站所所設計計的內內容而而出產產的。。比如如：工工作站站可以以更好好的制制作游游戲、、而高高性能能PC可以以更好好玩游游戲。。工工作站站與高高性能能PC最大大的差差別是是對穩穩定性性和圖圖形系系統的的要求求不一一樣，，高性性能PC對對于圖圖形的的要求求簡單單的講講就是是為了了追求求更高高的像像素填填充率率、更更快的的刷新新率、、最新新的圖圖形表表現形形式、、支持持最新新的函函數和和程序序API，，而工工作站站對圖圖形的的要求求是穩穩定、、準確確、更更強的的多邊邊形處處理能能力、、OPENGL性能能、硬硬件與與實時時SHADER。對對于于磁盤盤性能能，工工作站站比普普通PC要要求更更嚴格格，但但穩定定也是是首先先要考考慮的的因素素。1.1.3計算機的分分類按綜合性能指標分類巨型機：速度最快、處理能力最強例如：曙光4000L644GB內存，浮點運算達每秒3萬億次

大型、通用、較快、較強大型機：作“客戶機/服務器”的服務器 作“終端/主機”的主機

小型機：規模小，結構簡單，設計試制周期短 工藝先進、使用維護簡單

工作站：介于PC與小型機之間

高分辨率、大容量內外存，圖形功能較強微型計算機：小、巧、輕、使用方便、價格便宜 中央處理器：一個芯片網絡計算機：基于Java技術的瘦客戶機系統

IT第一定定律——摩摩爾定律百萬條指令令/秒(mips)每18個月月芯片能力力增長一倍倍晶體管數1.1計計算機基礎礎知識1.1.3計算機類型型摩爾爾定定律律每平平方方英英寸寸芯芯片片的的晶晶體體管管數數目目（（微微處處理理器器的的處處理理能能力力））每每18個個月月到到24個個月月（（二二年年））將將增增加加一一倍倍。。7月月14日日消消息息，，全全球球最最大大的的芯芯片片制制造造商商英英特特爾爾日日前前表表示示，，他們們將將于于2005年年推推出出擁擁有有10億億個個晶晶體體管管的的芯芯片片產產品品......再一一次次以以事事實實證證明明了了““摩摩爾爾定定律律””的的前前瞻瞻性性。。/h/n/2004-07-16/0918388741.shtml英特特爾爾CEOBarrett稱稱，，摩摩爾爾定定律律不不會會有有終終點點。。但但是是目目前前的的CMOS芯芯片片制制造造工工藝藝是是有有極極限限的的，，這這個個極極限限就就是是5納納米米(即即0.005微微米米)。。當當現現有有芯芯片片工工藝藝遇遇到到這這一一極極限限后后，，基基于于新新材材料料和和新新技技術術的的芯芯片片制制造造工工藝藝，，如如量量子子打打點點、、聚聚合合體體層層和和納納米米管管技技術術將將取取代代它它，，接接著著延延續續摩摩爾爾定定律律。。/153/2005-03-04/33399_1.html1.1計算算機基礎知識識計算機是一種種能按照事先先存儲的程序序，自動、高高速地進行大大量數值計算算和各種信息息處理的現代代化智能電子子設備。運算速度快計算精度高存儲容量大具有邏輯判斷斷能力按照程序自動動運行計算機特點1.1.4計算機的特點點及應用領域域p10計算機的特點點計算機的主要要特點運算速度快——每秒幾百百億次幾千億億次計算精度高——可使用足足夠多的二進進制位數來獲獲得所要求的的數據據精度具有邏輯判斷斷能力——這是區別別于其它任何何機器的一個個特點存儲容量大——提供大容容量的存儲器器來存儲程序序和數據自動化程度高高——可以按照照人們事先編編制好的程序序自動連續地地進行各種操操作1.1計算算機基礎知識識科學計算數據處理過程與實時控控制人工智能計算機輔助設設計與制造計算機應用領領域遠程通信與網網絡應用多媒體與虛擬擬現實1.1.4計算機的特點點及應用領域域p10計算機應用領領域1.科學計計算(數值計計算)。計算機在處處理計算量大大、時間性強強的數值計算算中尤其表現現出巨大威力力。例如工程設計計、天氣預報報、地震預測測等。1984年，美國國原子能研究究中心中有一一項計劃，要要做９００萬萬道計算，需需要由１５０００名工程師師計算一年，，當時利用了了一臺初期的的計算機，只只用１５０小小時就完成了了。2.數據處處理(信息處理)運算不太復雜雜，數據非常常大，是計算算機的主要應應用。如對大批量的信信息進行收集集、分類、排排序、傳送、、存儲以及打打印報表和圖圖形等。在辦辦公自動化、、事務管理和和情報檢索等等領域應用十十分廣泛。如檔案管理、、預訂機票4.計算機的的應用3.過程控控制。（或稱實時控控制）按最優方案實實現自動控制制，用于生產產過程自動化化。如煉鋼過過程的計算機機控制、飛行行控制調度等等。計算機機應用用領域域4.人人工智智能用計算算機來來模擬擬人的的智能能，包包括：：模式式識別別、景景物分分析、、自然然語言言理解解和生生成、、專家家系統統、博博弈、、機器器人。。5.計計算算機輔輔助系系統。包括括:p11CAD(計算算機輔輔助設設計））ComputerAidedDesign利用計計算機機的圖圖形功功能做做各種種設計計工作作。CAM（計算算機輔輔助制制造））ComputerAidedManufacture利利用計計算機機管理理、控控制生生產設設備及及其操操作。。CAE（計算算機輔輔助教教育））ComputerAidedEducation利利用用多媒媒體計計算機機的圖圖、文文、聲聲功能能實施施教學學計算機機應用用領域域6.遠遠程通通信與與網絡絡應用用電子商商務電子政政務IP電電話遠程教教育遠程醫醫療7.多多媒媒體與與虛擬擬現實實多媒體體技術術把數數字、、文字字、聲聲音、、圖形形圖象象、動動畫等等有機機組合合在一一起，，在形形式上上生動動直觀觀虛擬現實是是利用計算算機生成一一種虛擬環環境1.1計計算機基礎礎知識計算機發展展趨勢———巨型化存儲容量更更大、運算算速度更快快。運算速度可可達每秒千千億、萬億億次的超級計算機機超級計算機機應用：天天氣預報、、地震機理理研究、石石油和地質質勘探，衛衛星圖像處處理等大量量科學計算算的高科技技領域。CRAY-Ⅱ銀河Ⅱ1.1.5計算機發展展趨勢巨型化這是IBM公司制造造的一種并并行計算機機1.藍色基基因/L（（美）70.72萬億次次2.哥倫比比亞（美））51.87萬億次次3.地球模模擬器（日日）35.86萬億次1.1計計算機基礎礎知識1.1.5計算算機發展趨趨勢巨型機對巨型計算算機的指標標一些國家家這樣規定定：首先，，計算機的的運算速度度平均每秒秒1000萬次以上上；其次，，存貯容量量在1000萬位以以上。如我我國研制成成功的"銀銀河"計算算機，就屬屬于巨型計計算機。巨型計算機機實際上是是一個巨大大的計算機機系統，主主要用來承承擔重大的的科學研究究、國防尖尖端技術和和國民經濟濟領域的大大型計算課課題及數據據處理任務務。如大范范圍中長期期天氣預報報，整理衛衛星照片，，原子核物物的探索，，研究洲際際導彈、宇宇宙飛船等等，制定國國民經濟的的發展計劃劃，項目繁繁多，時間間性強，要要綜合考慮慮各種各樣樣的因素，，依靠巨型型計算機能能較順利地地完成。1.1計計算機基礎礎知識1.1.5計算機發展展趨勢2007年年中國高性性能計算機機性能Top100排行榜在在京發布。。IBMBladeCenterHS21Cluster應應用中石化化勝利油田田分公司地地球物理研研究所項目目以18.6萬億次次/秒(Tflop/s)的的浮點計算算性能排名名首位。曙光4000A/640x4Opteron2.2GHz/Myrinet應用上海海超級計算算中心8.061萬萬億次/秒秒(Tflop/s)名列第第三。1.1計計算機基礎礎知識1.1.5計算算機發展趨趨勢巨型機2008年年中國高性性能計算機機性能Top100排行榜于于08年11月發布布。落戶上海超超級計算中中心的曙光光5000A以174.9萬萬億次每秒秒的Linpack性能奪得得第一名，，這也是TOP100排行榜榜有史以來來的第一套套百萬億次次計算機。。在過去三三屆中，第第一名的位位置一直由由IBM公公司保持。。另一臺國國產的高高效能計計算機聯聯想深騰騰7000以83.1萬億次次每秒的的性能排排名第二二，該套套系統將將落戶中中科院網網絡信息息中心超超級計算算中心。。上海超超算和中中科院超超算中心心分別是是中國國國家網格格在南方方和北方方的主節節點。由IBM公司制制造的基基于BladeCenterHS21的的刀片集集群的運運算性能能為24.6萬萬億次每每秒，排排名第三三，部署署在中石石油四川川石油物物探公司司。1.1計計算機機基礎知知識1.1.5計計算機發發展趨勢巨型機1.1計算算機基礎知識識計算機發展趨趨勢——微型型化1981年IBMPC計算機不再是是單一的計算算機器，而而是一種個人人的信息機器器。1.1.5未來的計算機機微型化一臺微型計算算機居然比阿阿斯匹林藥片片還要小，而而它的價錢也不到1美元元。它可用來來你通過因特特網瀏覽器來來控制家中幾幾乎所有以交流流電為電源的的家用電器。。1.1計算算機基礎知識識1.1.5計計算機發發展趨勢微機個人計算機（（PC機），，主要用于學學習、辦公、、企業管理、、娛樂等。CPU主要采采用Intel公司的奔奔騰，賽揚系系列和AMD公司的速龍龍、閃龍、羿羿龍系列。臺式機、筆記記本電腦的形形式。世界上第一臺臺微機是由美美國Intel公司年輕輕的工程師馬馬西安·霍夫夫（M.E.Hoff））于1971年11月研研制成功的。。它把計算機機的全部電路路做在4個芯芯片上：4位位微處理器Intel4004、、320位（（40字節））的隨機存取取存儲器、256字節的的只讀存儲器器和10位的的寄存器，它它們通過總線線連接起來，，于是就組成成了世界上第第一臺4位微微型電子計算算機——MCS-4。其其4004微微處理器包含含2300個個晶體管，尺尺寸規格為3mm*4mm，計算性性能遠遠超過過ENIAC。從此揭開開了微機發展展的序幕。微機的發展(1975-1995)1975年第第一臺個人電電腦問世。1981年第第一臺IBM-PC問世世。1985年386；1989年486；1993年奔騰出出現。CPU進入32位位時代。1989年多多媒體聲卡問問世。1995年個個人電腦出現現CD-ROM光驅。1995年Win95問世，操作作系統進入Windows時代。。多媒體和圖圖形界面的出出現使電腦真真正進入家庭庭。1995年，，3D加速芯芯片使顯卡性性能有了很大大的發展。1998年年USB在在PC上上出出現現，，即即插插即即用用的的電電子子消消費費產產品品MP3/MP4等等大大量量涌涌現現。。Intel的的CPU頻頻率率（（2000年年P4，，2GHz；；2004年年P4，，3.8GHz））。。2001年年WindowsXP，，集集成成大大量量應應用用程程序序，，例例如如IE、、MediaPlayer、、圖圖像像瀏瀏覽覽等等。。2004年年Google進進入入桌桌面面，，搜搜索索大大戰戰。。微機機的的發發展展(1995-2005)電腦腦的的展展望望：：64位位與與雙雙核核2003年年9月月，，AMD公公司司生生產產了了進進入入個個人人電電腦腦最最早早64位位CPU。。2005年年4月月，，64位位WindowsXP操操作作系系統統問問世世。。。。2005年年4月月，，CPU進進入入雙雙核核和和多多核核時時代代。。2006年年，，WindowsVista32位位/64位位操操作作系系統統發發布布。。1.1計計算算機機基基礎礎知知識識1.1.5計計算算機機發發展展趨趨勢勢工作作站站主要要面面向向專專業業應應用用領領域域，，具具備備強強大大的的數數據據運運算算與與圖圖形形、、圖圖像像處處理理能能力力，，為為滿滿足足工工程程設設計計、、動動畫畫制制作作、、科科學學研研究究、、軟軟件件開開發發、、金金融融管管理理、、信信息息服服務務、、模模擬擬仿仿真真等等專專業業領領域域而而設設計計開開發發的的高高性性能能計計算算機機。。通通常常配配有有高高分分辨辨率率的的大大屏屏幕幕顯顯示示器器及及容容量量很很大大的的內內存存儲儲器器和和外外部部存存儲儲器器，，并并且且具具有有較較強強的的信信息息處處理理功功能能和和高高性性能能的的圖圖形形、、圖圖像像處處理理功功能能以以及及聯聯網網功功能能。。在這些專專業應用用領域，，對硬件件無論是是速度、、穩定性性還是軟軟件的兼兼容性都都有很高高要求。。在顯卡卡、CPU架構構、內存存、甚至至硬盤等等硬件配配置上都都有不同同工作站站配件類類型。1.1計計算機機基礎知知識1.1.5計算算機發展展趨勢嵌入式計計算機將軟件固固化到嵌嵌入式設設備中。。如掌上PDA、、移動計計算設備備、電視視機頂盒盒、手機機上網、、數字電電視、多多媒體、、汽車、、微波爐爐、數字字相機、、家庭自自動化系系統、電電梯、空空調、安安全系統統、自動動售貨機機、蜂窩窩式電話話、消費費電子設設備、工工業自動動化儀表表與醫療療儀器等等。1.1計計算機機基礎知知識1.1.5計算算機發展展趨勢關于計計算機機規模模分類類的說說明計算機機分類類是一一個相相對的的概念念，隨隨著發發展，，界限限越來來越模模糊。。在一定定時期期內速速度最最快、、性能能最高高、體體積最最大、、耗資資最多多的計計算機機系統統到下下一時時期可可能成成為一一般的的計算算機；；同理理，一一個時時期內內領先先的計計算機機技術術到下下一時時期可可能成成為一一般的的技術術。1.1計計算機機基礎礎知識識計算機機發展展趨勢勢———網絡絡化計算機機網絡絡：計算機機技術術＋通通信技技術網絡的的發展展動力力：共享遠遠程資資源，，通信和和合作作。1.1.5計算機機發展展趨勢勢網絡化化第五代代計算算機？？第五代代電子子計算算機是是智能能電子子計算算機智能計計算機機突破破了傳傳統的的諾伊伊曼式式機器器的概念念影片《《機械械公敵敵》1.1計計算機機基礎礎知識識計算機機發展展趨勢勢———智能能化DeepblueGarryKasparov

1996年2月10日，卡斯帕羅夫戰勝“深藍”1997年5月12日，卡斯帕羅夫負于“更深的藍”智能計計算機機將是是一種種具有有類似似于人人的思思維能能力，，能聽聽會說說，能能想會會做，，能代代替人人的體體力勞勞動以以及腦腦力勞勞動的的智能能機器器人。。1.1.5計算機發展展趨勢智能化卡斯帕羅夫夫與“深藍藍”人機大戰IBM負責責技術和制制造的高級級副總裁NicholasDonofrio在2004國際固固體電路大大會(ISSCC)上說到到--曾經擊敗了了國際象棋棋世界冠軍軍的著名的的“深藍””計算機，，但是事實實上其運算算性能如果果按照生物物腦的能力力來排序的的話，IBM稱“深深藍”也只只不過相當當于“蜥蜴蜴的大腦””。隨后IBM宣布了下下一個目標標是實現與與人腦不相相上下的浮浮點運算的的計算機。。1.1.5計算機發展展趨勢1．光計算機2．生物計算機機（分子計計算機）3．量子計算機機1.1計計算機基礎礎知識未來的計算算機——光光計算機利用光作為為信息的傳傳輸媒體用光子器件件替代電子子器件。將將電子脈沖沖轉換為極極細的激光光束，用不不同波長的的光表示不不同的數據據。通過反射鏡鏡和棱鏡網網絡投射到到需要數據據的位置。。1.1.5計算機發展展趨勢1.1計計算機基礎礎知識未來的計算算機——生生物計算機機（分子計算算機）用生物工程程技術生產產的蛋白質質分子作元元件制成集集成電路。。一個蛋白質質分子就可可作為一個個存儲體。。具有生物活性性。生物計算機在在20世紀80年代中期期開始研制，，其最大的特特點是采用了了生物芯片1.1.5計算機發展趨趨勢1.1計算算機基礎知識識未來的計算機機——量子計計算機是指利用處于于多現實態下下的原子進行行運算的計算算機，這種多多現實態是量量子力學的標標志。最小的信息單單元是一個量量子比特，量量子比特不只只是開、關兩兩種狀態，而而是以多種狀狀態同時出現現，這種性質質對于并行處處理信息是非非常有利的。。1.1.5計算機發展趨趨勢人工智能*機器會思考嗎嗎？不會！但通過軟件能能讓它——似似乎是個“人人”。人工智能感知推理神經網絡任重而道遠！！1.2計算機機系統的組成成p14硬件系統（設備）軟件系統（程序、文檔）計算機系統硬件系統:硬件系統是指指能夠收集、、加工、處理理數據以及輸輸出數據所需需要的各種設設備實體，是是看得見、摸摸得著的物理理部件總和。。1.2計算機系統構構成1.2.1計算機硬件系系統1.2計算機系統構構成馮?諾依曼計算機機結構（1）計算機機由運算器、、控制器、存存儲器、輸入入設備、輸出出設備五大部部分組成；（2）以二進進制的形式將將程序和數據據存儲在存儲儲器中；（3）計算機機能按事先存存入的程序自自動運算。控制信號流數據流1.2計算機系統構構成計算機系統硬件軟件中央處理器運算器控制器存儲器內存外存ROMRAM輸入輸出設備系統軟件應用軟件磁盤光盤軟盤硬盤鍵盤、鼠標、顯示器、打印機、投影儀、掃描儀、攝像頭、麥克風、音箱……1.2.1計算機硬件系系統1.2計算機系統構構成內存條

CPU

輸入輸出

設備接口1.2.1計算機硬件系系統軟件系統:軟件系統是指指為了充分發發揮硬件系統統性能和方便便人們使用硬硬件系統，以以及為解決各各類應用問題題而設計的程程序、數據、、文檔總和，，它們在計算算機中體現為為一些觸摸不不到的二進制制狀態，存儲儲在內存、、磁盤、磁帶帶、光盤等硬硬件設備上。。1.2計算機系統構構成課程導論1.2.2計計算機軟軟件系統1.2計算機系統構構成計算機軟件有有系統軟件和和應用軟件之之分類。系統軟件管理理、控制和維維護計算機系系統資源，提提供用戶與計計算機之間的的界面，提供供各種應用軟軟件的支持和和開發環境，，1.2計算算機系統構成成1.2計算機系統構構成1.2.1計算機軟件系系統用戶程序或文檔其它系統軟件操作系統硬件應用軟件是指指用戶利用計計算機及其提提供的系統軟軟件為解決各各種實際問題題而編寫的程程序系統軟件主要要包括：（1）操作系系統。（2）語言處處理程序。（3）監控管管理程序、調調試程序、故故障檢查和診診斷程序等。。1.2計算機系統構構成1.2.1計算機軟件系系統應用軟件：辦公軟件包包，統計軟件件，殺毒軟件件，IE,企企業管理信息息系統，電腦腦游戲等。硬件系統和軟軟件系統兩者者是有機結合合體，相輔相相成、缺一不不可。沒有軟軟件的計算機機幾乎是毫無無用處的，有有人說硬件是是計算機的軀軀體，軟件是是靈魂。另一一方面，計算算機系統的許許多功能可以以由硬件實現現、也可以由由軟件實現，，兩者的界限限不是固定和和一成不變的的。計算機軟、硬件系統統關系計算機是對人人處理事物的的工作過程的的模擬例計算8+62=?步驟：1.將題記錄錄在紙上，記記在大腦中；；2.經過腦神神經元思考，，先算62=3，記記在紙上；3.再計算8+3=11，最終結果果記錄在紙上上完成問題討論：計算機硬件中中的主機由哪哪幾部分構成成？IE、C++、office和windows屬于系統軟件件還是應用軟軟件？信息社會的到到來，給全球球帶來了信息息技術飛速發發展的鍥機。。以計算機、、網絡與通信信