第一章信息技术

第一章信息与信息技术第三节信息技术(13-17页)一、信息技术及其应用一般认为信息技术是应用信息科学的原理和方法，对信息进行采集、处理、传输、表达和使用的技术。包括微电子技术、通信技术、计算机技术和传感技术等方面。二、信息技术的发展历程1．古代的信息技术语言的形成、文字的创造，造纸术和印刷术的发明应用是人类信息技术发展史上的一次飞跃。资料1：纸在文房四宝中，较之笔、墨、砚晚出。古今中外，公认为东汉初期的宦官蔡伦是造纸术的发明人。2．近代的信息技术电报、电话的发明，摄影技术、电影技术、广播和电视技术的应用。资料2：人称“无线电之父”的马可尼曾完成了第一次横跨大西洋的无线电波传送、第一次SOS紧急信号的使用和第一次公共无线电广播。3．现代信息技术①微电子技术的发展微电子技术是指以大规模集成电路为核心的电子电路微小型化技术的总称。②光电子技术的发展光电子技术是以光电子学的原理和光器件为基础的面向信息、通信、材料加工和能量传输等的应用技术。③电子计算机的发展④现代通信技术的发展⑤计算机网络的发展任务1任务2三、信息技术展望1．量子计算机2．生物计算机3．网格计算4．机器人技术5．数字地球和智能化社区6．因特网2和下一代因特网7．虚拟现实的实用化⑴利用计算机技术、网络技术、传感技术生成的一种虚拟的逼真实体，使人们对该实体具有逼真的三维视觉、立体听觉、有质感的触觉和嗅觉效果。⑵使用者可以通过自身的形体动作与虚拟场景进行交互，即使用者的感觉器官在虚拟现实场景中的反应具有真实感。⑶虚拟现实技术借助于各种三维传感设备，如头盔式显示器、数据手套、数据衣服、三维操纵器等来完成交互资料3：第一台电子计算机ENIAC是在第二次世界大战后不久制成的，那时，随着火炮的发展，弹道计算日益复杂，原有的一些计算机已不能满足使用要求，迫切需要有一种新的快速的计算工具。这样，在一些科学家、工程师的努力下，在当时电子技术已显示出具有记数、计算、传输、存储控制等功能的基础上，电子计算机就应运而生了。世界上第一台电子计算机命名为ENIAC，是1946年美国宾夕法尼亚大学埃克特等人研制成功的。它装有18000多只电子管和大量的电阻、电容，重达３０吨、占地１７０平方米，第一次用电子线路实现运算。ENIAC每秒能做5000次加法，或者400次乘法。如果用当时最快的机电式计算机做40点弹道计算，需要两小时，而埃尼阿克只要3秒钟，这在当时，的确已是很了不起的成绩。（目前普通台式机大概在每秒3亿次）我国祖冲之曾花8年时间把π计算到小数点后第7位；英国威廉·香克斯几乎用其毕生精力计算到小数点后第707位，而ENIAC只用了40秒就达到了707位。1949年，有人用ENIAC计算了70小时，把π值计算到了小数点后第2037位。任务1：用super-pi程序计算π，看看自己计算机的运算能力。1983年，我国“银河Ⅰ”型巨型计算机研制成功，运算速度达每秒一亿次以上。1993年，中国第一台10亿次巨型计算机“银河Ⅱ”型通过鉴定，2004年6月29日我国运行最快的超级计算机――每秒峰值运算速度11万亿次的曙光4000Ａ由国家科技部在人民大会堂宣布通过鉴定验收。进入世界前10名的TC4000A并不是人们通常见到的台式电脑或者笔记本电脑，它是一个占地约1／4足球场大小的计算机集群。TC4000A采用了2560颗AMDOpteron800系列处理器，包含640个节点，每个节点有四颗处理器。NEC公司2004年10月20日宣布开发出世界运算速度最快的超级计算机“SX-8”，其每秒运算次数可达58万亿次。（之前“地球模拟者”为35.86万亿次，2004年9月IBM公司的一台超级计算机超过了日本的“地球模拟者”超级计算机，重新夺回了世界最快的超级计算机的宝座，速度为36.01万亿次。“深蓝”大概在每秒3万亿次）而后IBM制造的“蓝色基因(BlueGene)”，它每秒能完成136.8万亿次运算，2005年的“蓝色基因/L”超级计算机创造了每秒钟280.6万亿次运算的性能纪录。TOP500.org今天(2008-06-18)公布了第31次全球超级计算机统计报告，正式宣告该产业从TFlops时代跨入PFlops(每秒千万亿次运算)。最新排行榜上高居第一的就是本月初刚刚完工的IBMRoadrunner，安放在美国能源部LosAlamos国家实验室，由IBMPowerXCell3.2GHz和AMDOpteronDC1.8GHz两种处理器组成，拥有122400个计算核心，最高性能1.026PFlops，峰值性能1.37578PFlops，功耗2345.5千瓦特。超级计算机排名机构Top500.org日前评出了最新一期的全球超级500强，中国新近推出的超级计算机“星云”(Nebulae)高居亚军宝座。该排行榜每年更新两次，在日前于德国汉堡召开的2010年国际超级计算大会上，Top500.org公布了最新一期排名，美国橡树岭国家实验室的“美洲虎”(Jaguar)排名首位，而中国深圳国家超级计算机中心的“星云”排名第二。“星云”由曙光公司的TC3600刀片系统集群组成，内部采用英特尔至强X56502.66GHz六核处理器、NVIDIATeslaC2050图形处理器，总计120640个计算核心，运行Linux操作系统，计算速度为每秒钟1.27千万亿次(PFlops)浮点运算。而排名第一的“美洲虎”的计算速度为每秒钟1.76千万亿次(PFlops)浮点运算，中国另外一款超级计算机“天河一号”排名第七。上海外环线隧道主体全长约2882.828米，双向八车道，其中沉管段长度为736m，共分为7节，管段长为100m～108m，断面为43m×9.55m，是目前国内采用沉管法进行施工的工程规模最大的水底隧道,亚洲第一，世界第三。利用超级计算机对4种地震波、4个输入角度进行了模拟，结果表明上海外环隧道可以满足7度抗震烈度设防要求利用超级计算机进行新药筛选。资料4：计算机发展史巴贝奇最早提出，人类可以制造出通用的计算机，来代替大脑计算复杂的数学问题。将他设想的通用计算机命名为“分析机”，并希望它能自动解算有100个变量的复杂算题，每个数达25位，速度达到每秒钟运算一次。分析机包括齿轮式“存贮仓库”(Store)和“运算室”即“作坊”(Mill)，而且还有他未给出名称的“控制器”装置，以及在“存贮仓库”和“作坊”之间运输数据的输入输出部件。英国政府1842年停止对巴贝奇的资助，科学界也讥笑他是“愚笨的傻瓜”“毫无任何价值”。英国著名诗人拜伦的女儿爱达·拉夫拉斯伯爵夫人，世界上第一位软件工程师，也是世界计算机先驱中的第一位女性。她帮助巴贝奇研究分析机，建议用二进制数代替原来的十进制数。她还指出分析机可能像雅各织布机一样编程，并发现了编程的要素。她还为某些计算开发了一些指令，并预言计算机总有一天会演奏音乐。巴贝奇分析机部件后人完成的巴贝奇分析机任务2：试试AppleII的模拟器。资料5：我国计算机的发展历程１９５６年，夏培肃完成了第一台电子计算机运算器和控制器的设计工作，同时编写了中国第一本电子计算机原理讲义。１９５７年，哈尔滨工业大学研制成功中国第一台模拟式电子计算机。１９５８年，中国第一台计算机——１０３型通用数字电子计算机研制成功，运行速度每秒１５００次。１９５９年，中国研制成功１０４型电子计算机，运算速度每秒１万次。１９６０年，中国第一台大型通用电子计算机——１０７型通用电子数字计算机研制成功。１９６３年，中国第一台大型晶体管电子计算机——１０９机研制成功。１９６４年，４４１Ｂ全晶体管计算机研制成功。１９６５年，中国第一台百万次集成电路计算机“ＤＪＳ－Ⅱ”型操作系统编制完成。１９６７年，新型晶体管大型通用数字计算机诞生。１９６９年，北京大学承接研制百万次集成电路数字电子计算机——１５０机。１９７０年，中国第一台具有多道程序分时操作系统和标准汇编语言的计算机——４４１Ｂ－Ⅲ型全晶体管计算机研制成功。１９７２年，每秒运算１１万次的大型集成电路通用数字电子计算机研制成功。１９７３年，中国第一台百万次集成电路电子计算机研制成功。１９７４年，ＤＪＳ－１３０、１３１、１３２、１３５、１４０、１５２、１５３等１３个机型先后研制成功。１９７６年，ＤＪＳ－１８３、１８４、１８５、１８６、１８０４机研制成功。１９７７年，中国第一台微型计算机ＤＪＳ－０５０机研制成功。１９７９年，中国研制成功每秒运算５００万次的集成电路计算机——ＨＤＳ－９，王选用中国第一台激光照排机排出样书。１９８１年，中国研制成功的２６０机平均运算速度达到每秒１００万次。１９８３年，“银河Ⅰ号”巨型计算机研制成功，运算速度达每秒１亿次。１９８４年，联想集团的前身——新技术发展公司成立，中国出现第一次微机热。１９８５年，华光Ⅱ型汉字激光照排系统投入生产性使用。１９８６年，中华学习机投入生产。１９８７年，第一台国产的２８６微机——长城２８６正式推出。１９８８年，第一台国产３８６微机——长城３８６推出，中国发现首例计算机病毒。１９９０年，中国首台高智能计算机——ＥＳＴ／ＩＳ４２６０智能工作站诞生，长城４８６计算机问世。１９９１年，新华社、科技日报、经济日报正式启用汉字激光照排系统。１９９２年，中国最大的汉字字符集——６万电脑汉字字库正式建立。１９９３年，中国第一台１０亿次巨型银河计算机Ⅱ型通过鉴定。１９９４年，银河计算机Ⅱ型在国家气象局投入正式运行，用于天气中期预报。１９９５年，曙光１０００大型机通过鉴定，其峰值可达每秒２５亿次。１９９６年，国产联想电脑在国内微机市场销售量第一。１９９７年，银河－Ⅲ并行巨型计算机研制成功。１９９８年，中国微机销量达４０８万台，国产占有率高达７１．９％。１９９９年，银河四代巨型机研制成功。２０００年，我国自行研制成功高性能计算机“神威Ｉ”，其主要技术指标和性能达到国际先进水平。我国成为继美国、日本之后，世界上第三个具备研制高性能计算机能力的国家。中国在１９８６年，中华学习机投入生产。是由天津无线电二厂模仿了APPLEII称为中华学习机，顺便还模仿了不少的软件。中华学习机买900多块钱，当时虽然也不是小数目，但比起动辄上万的APPLEII不知道强了多少倍。一些家庭也能拥有的起。当时软盘应用还不算多，不过磁带用的倒是不少。当然，不是现在这种数据流带，只是普通的家用录音带，然后用录音机慢慢调节音量，把模拟信号慢慢转换为数字传输回计算机。调节音量是个很需要技巧的活。还记得当时很多人跑上10多公里去copy几张360k的磁盘。资料6：中国象棋人机大战2006年8月9日，北京奥体中心训练馆三层，经过三小时的激烈鏖战，在十局比赛中，柳大华等五位象棋大师（徐天红、柳大华、卜凤波、张强、汪洋）2胜5平3负，浪潮天梭（身高两米、重达300公斤的超级电脑）以11:9的总比分击败了五位中国象棋大师。