1第一章計算機與信息社會

1.1

計算機的發展

1.2

信息技術概述1.3

計算機在信息社會中的應用2

1.1計算機的發展

算盤中國唐代第一種手動式計數器計算尺1622年，英國WilliamOughtred

手動式、減、乘、除、指數和三角函數運算加法器1942年，法國BlaisePascal

機械式，只能做加法計算器1673年，德國GottfriedLeibniz

機械式，加、減、乘、除和開方差分機1812年，英國CharlesBabbage

分析機1834年，英國CharlesBabbage

3

查爾斯.巴貝奇

1812年差分機1834年分析機

1.1.1

近代計算機1.差分機和分析機三部分組成：(1)由許多輪子組成的保存數據的存儲庫；(2)運算裝置；(3)能對操作順序進行控制，并選擇所需處理的數據以及輸出結果的裝置。史料：查爾斯.巴貝奇4

HowardAiken博士發現了查爾斯.巴貝奇的論文在IBM的支持下，用機電方式制造了MARKIMARKII和MARKIII是電子計算機2.MARKI1944年51尺長重5頓750,000部份合并而成有72個累加器，每一個有自己的算術部件，及23位數的寄存器。

3.ABC計算機1941年電子管數字計算機

JohnV.Atanasoff和CliffordE.Berry為數學物理研究研制的，54.阿蘭.圖靈和馮.諾依曼計算機科學奠基人英國科學家阿蘭.圖靈主要貢獻：建立圖靈機模型，奠定了可計算理論的基礎提出圖靈測試，闡述了機器智能的概念

美國計算機學會(ACM)1966年設立圖靈獎電子計算機之父：美籍匈牙利數學家馮.諾依曼主要貢獻：與同事研制人類第二臺計算機EDVAC“存儲程序”概念馮·諾依曼計算機奠定了現代計算機體系結構和工作原理61.1.2電子計算機的問世1946年2月由賓州大學研制的ENIAC電子計算機時代的到來

ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator電子數字積分計算機重達30噸占地250m2啟動工耗150000瓦18000個電子管每秒5千次加減運算沒有存儲器采用十進制莫奇萊和埃克特71.1.3計算機的分代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年后大規模集成電路數據庫、網絡等社會的各個領域電子管晶體管集成電路大規模集成電路81.1.4計算機的分類按綜合性能指標分類高性能計算機（巨型機或大型機）：

速度最快、處理能力最強、最快：NECEarthSimulator

每秒35萬億次浮點運算，峰值40萬億次中國：曙光4000A2560顆64位AMDOpteron處理器

每秒8萬億次浮點運算，全球排名第10工作站：介于PC與小型機之間高檔微機系統

高分辨率、大容量內外存，圖形功能較強微型計算機：

臺式機、筆記本和個人數字助量(PDA)服務器：網絡環境中為多個用戶提供服務的計算機系統按用途分類通用機專用機91.1.5計算機的新技術1．嵌入式技術將計算機作為一個信息處理部件，嵌入到應用系統之中的一種技術。 系統和功能軟件固化起來，類似BIOS的工作方式。應用：各種家電、數碼相機等2．網格計算利用互聯網把分散在不同地理位置的電腦組織成一個“虛擬的超級計算機”，其中每一臺的計算機就是一個“節點”，而整個計算是由成千上萬個“節點”組成的“一張網格”。優點：數據處理能力超強；充分利用網上的閑置處理能力。示例：圖1.1.6D2OL網格計算103．中間件技術

中間件是介于應用軟件和操作系統之間的系統軟件111.1.6未來新型計算機1．光計算機利用光子取代電子進行數據運算、傳輸和存儲。不同波長的表示不同的數據優點：超高速缺點：體積龐大2．生物計算機（分子計算機）

20世紀80年代中期開始研制

采用了生物芯片3．量子計算機利用處于多現實態下的原子進行運算的計算機，這種多現實態是量子力學的標志。

121.2信息技術概述

1.2.1信息技術基礎知識

1.信息與數據病歷卡上記載病人的體溫39oC是數據。數據39oC本身是沒有意義的。當數據以某種形式經過處理、描述或與其它數據比較時，才能成為信息。某個病人的體溫是39oC，這才是信息，信息是有意義的。信息各種事物的變化和特征的反映數據信息的載體。例如：數值、文字、語言、圖形、圖像等。132.信息技術(InformationTechnology，IT)聯合國教科文組織的定義應用在信息加工和處理中的科學、技術與工程的訓練方法和管理技巧；上述方面和技巧和應用；計算機及其與人、機的相互作用；與之相應的社會、經濟和文化等諸種事物。

141.2.2現代信息技術的內容1.

信息基礎技術

微電子技術

當今世界新技術革命的基石

光電子技術

采用光子作為信息的載體

2.

信息系統技術

信息獲取技術

傳感技術、遙測技術和遙感技術信息處理技術

計算機技術成為現代信息技術的核心信息傳輸技術

光纖通信技術、衛星通信技術等

信息控制技術利用信息傳遞和反饋來實現信息存貯技術縮微品、磁盤、光盤 通信技術(Communication)、計算機技術(Computer)和控制技術(Control)合稱為3C。3.

信息應用技術如信息管理、信息控制、信息決策

151.2.3現代信息技術的特點數字化大量信息可以被壓縮，并以光速進行傳輸。多媒體化文字、聲音、圖形、圖像、視頻等信息媒體與計算機集成在一起，以接近于人類的工作方式和思考方式來設計與操作。高速度、網絡化、寬頻帶下一代的Internet技術。

智能化在超媒體的世界里，軟件代理收集任何可能想要在網絡上取得的信息。161.3計算機在信息社會中的應用

計算機的應用類型

1.科學計算

2.數據處理

3.電子商務

4.過程控制

5.CAD/CAM/CIMS

6.多媒體技術

7.虛擬現實

8.人工智能

計算機的主要應用領域

1.工商：電子商務、CAD/CAM

2.教育：多媒體教育、遠程教育

3.醫藥：CAT、MRI、遠程醫療

4.政府：電子政府

5.娛樂：虛擬現實、電影特技

6.科研：數據采集、計算分析

7.家庭：