计算机与信息技术

第1章计算机与信息技术第1章下一页上一页停止放映第2页主要内容：了解：计算机发展历程及中国计算机发展概况。主要内容包括计算机系统的概念、硬件和软件的发展简史、计算机分类等。信息的基本概念、内容、特征、作用。计算机在信息社会中的应用。主要内容包括应用领域、案例、影响等。未来计算机的发展。主要内容包括计算技术的发展方向、未来计算机和信息技术的展望。下一页上一页停止放映第3页主要知识点信息表示计算机发展未来计算机计算机应用领域下一页上一页停止放映第4页一、计算机技术的发展和展望计算机的发展历程未来计算机可能的发展方向下一页上一页停止放映第5页什么是计算机？计算机:是一台能存储程序和数据，并能自动执行程序的机器；是一种能对各种数字化信息进行处理，协助人们获取信息、处理信息、存储信息和传递信息的工具。下一页上一页停止放映第6页1、计算机的发展历程计算机技术的发展算筹——算盘、计算尺——机械式计算机——电子计算机电子计算机的发展电子管——晶体管——集成电路——大规模集成电路下一页上一页停止放映第7页手工到机械自动史前时期，我们的祖先就采用石块和贝壳记数；唐代时期，开始使用算盘；17世纪，出现了计算尺；1642年，法国数学家Pascal创造了第一台能完成加、减运算的机械计算器，计算税收；1822年，英国数学家巴贝奇提出了自动计算机的基本概念，并设计出差分机和分析机；机械计算到电动计算1884年，美国工程师霍雷斯创造了第一台电动计算机,用于人口普查；1944年，美国哈佛大学数学教授霍华德·阿肯提出设计思想，由IBM承建，设计出“马克1号”计算机。机电全自动到电子数字1946年，第一台数字式计算机ENIAC诞生在美国，从此人类社会进入以计算机为主导的信息时代。下一页上一页停止放映第8页1642年Pascal加法器1822年巴贝奇差分机1833年巴贝奇分析机1944年阿肯MARKI1946年ENIAC唐朝下一页上一页停止放映第9页电子计算机现代计算机冯·诺依曼ENIAC晶体管计算机世界上第一台通用数字电子计算机ENIACIBM7090型晶体管计算机TRADIC晶体管计算机Cray-1巨型机银河-1向量机ＥＮＩＡＣ——１９４６宾州大学(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)（数字积分电子计算机）重达30吨，使用18000支电子管，70000个电阻，10000支电容，耗电150KW，占地170平方米，运算速度5000次/秒加、减法运算。(不具备在计算机内存储程序的特征.)下一页上一页停止放映第10页第一台个人计算机IBM5150下一页上一页停止放映第11页史上第一台笔记本电脑Osborne1下一页上一页停止放映第12页世界上第一个鼠标下一页上一页停止放映第13页第一款计算机游戏SpaceWar下一页上一页停止放映第14页现代微型计算机微机下一页上一页停止放映第15页现代的家用计算机iMac下一页上一页停止放映第16页现代的笔记本计算机iBook下一页上一页停止放映第17页微型计算机及微处理器从4004到Pentium4早期的微型计算机APPLE1计算机IBMPC计算机Intel4004微处理器芯片PentiumⅣ微处理器例例下一页上一页停止放映第18页返回Intel4004微处理器芯片包含2300个晶体管，支持45条指令，工作频率1MHz，尺寸规格为3mm×4mm。计算性能远远超过当年的ENIAC，最初售价为200美元。下一页上一页停止放映第19页“奔腾（Pentium）”微处理器在2000年11月发布，起步频率为1.5GHz，随后陆续推出了1.4GHz-3.2GHz的P4处理器，这也是目前最新型的微处理器。返回PentiumⅣ微处理器下一页上一页停止放映第20页计算机发展史计算机发展历程第一代（1946~1957）电子管计算机5千~4万（次/秒)第二代（1958~1964）晶体管计算机几十万~百万（次/秒）第三代（1964~1969）中小集成电路百万~几百万（次/秒）第四代（1970~90年代）大规模集成电路几百万~几亿（次/秒）下一页上一页停止放映第21页中国计算机的发展大型机及巨型机银河、曙光、神威微型机长城、联想、方正中央处理器“龙芯”芯片（2001）、曙光推出具有中国知识产权“龙腾”服务器（2002）。软件YHOS、CCDOS、WPS、LinuxOS、COSIX64、OpenBASE曙光3000超级计算机王安磁芯存储器下一页上一页停止放映第22页2、计算机的未来未来电子计算机的发展方向巨型化、微型化、网络化、智能化应用其他技术的计算机光计算机、生物计算机、分子计算机、量子计算机、DNA计算机下一页上一页停止放映第23页摩尔定律计算的能力每18个月翻一番性能价格比在过去20年里1,000,000倍增长在未来20年里1,000,000倍的增长摩尔定律在过去的35年里已被证实了他的准确性在未来至少35年中它还将发挥作用下一页上一页停止放映第24页微型化就是进一步提高集成度，利用高性能的超大规模集成电路研制质量更加可靠、性能更加优良、价格更加低廉、整机更加小巧的微型计算机。例如，腕式计算机。400410微米芯片奔腾40.18微米芯片晶体管数目2300420,000,000图片下一页上一页停止放映第25页智能化是指让计算机具有模拟人的感觉、行为、思维过程的机理，使计算机具备逻辑推理、学习等能力。目前，已研制出各种“机器人”，有的能代替人从事各种复杂、危险的劳动，有的能与人下棋等。例如，IBM公司研制的“深蓝”计算机，每秒能执行50～100亿次运算，每秒能计算出200～300万步棋。1996年2月10日，超一流国际象棋大师卡斯帕罗夫以三胜两和一负的成绩战胜了“深蓝”。但在1997年5月12日，这位历史上最伟大的人类旗手却败在“更深的蓝”计算机手下。智能机器人下一页上一页停止放映第26页二、计算机与信息处理信息及信息科学基于计算机的信息处理过程信息的表示和采集信息的存储和组织信息的传输和检索下一页上一页停止放映第27页1、信息科学与技术信息：区别于物质与能量的第三类资源信息科学：以信息为主要研究对象的科学信息技术：有效应用信息资源的技术体系信息产业下一页上一页停止放映第28页数据对现实世界中客观事物的符号表示可以是数值数据，也可以是非数值数据，如声音、图像等计算机中数据能输入计算机，并能为其处理的符号序列下一页上一页停止放映第29页例，一幅黑白图象数据——黑白点阵000011110000001100001100110000000010100110011001100110011001100000000001100000000001101100011001011011110110001111111100000000000000000000000000信息——脸谱下一页上一页停止放映第30页信息与数据的联系数据是信息的符号表示，或称载体信息是数据的内涵，是数据的语义解释数据是符号化的信息信息是语义化的数据下一页上一页停止放映第31页2、基于计算机的信息处理过程信息的表示方法信息的采集信息的存储信息的组织信息的传输和检索下一页上一页停止放映第32页计算机最主要的功能就是处理信息，而信息在计算机中如何表示、存放、传递？这是首先要解决的问题。基本要求是：信息的表示、存放和传递要方便、可靠、易处理。显然，在计算机内部，信息只有经过数字化编码后才能表示、存放和传递。所谓编码，就是用少量的基本符号，根据简单的组合规则，以表示大量复杂的信息。二进制是一种最简单的编码系统。下一页上一页停止放映第33页计算机中的信息采用二进制编码来表示。二进制表示数字容易实现（只有0、1）。二进制运算规则简单（逢二进一）。二进制编码在物理上最容易实现；自然界中具有两个固定状态的物理量很多，例如：电流的有无、电压的高低等。下一页上一页停止放映第34页信息的常用单位有“位”、“字节”、“字”三种：⒈位（Bit）表示一位二进制信息（最小单位）⒉字节（Byte）一个字节8位二进制数字组成（是信息的基本存储单位）⒊字（Word）是位的组合，在计算机中作为一个独立的信息单位处理。不同的机器类型，字长是不同的，常用的字长有8位、16位、32位等。如某个字由4个字节组成，则它的字长是32位，相应的计算机称为32位机。位（Bit）b7b6b5b4b3b2b1b0字节（Byte）字（Word）……………………下一页上一页停止放映第35页计算机是美国人发明的，因此计算机的字符集中自然包含了英文的26个字母。计算机要在全世界通用，必须采用公认的标准格式对字符、符号进行编码。常用的字符编码有ASCII码、BCD码、西文字符编码和EBCDIC码。下一页上一页停止放映第36页汉字要比英文字母多得多，如何解决汉字的编码问题，这是用计算机处理汉字首先要解决的一个最大难题。汉字处理又包括两方面：汉字输入和汉字识别。英文的26个字母在键盘上都有，但上万个汉字是无法放在一个键盘中。处理汉字就要解决汉字的输入、编码、在计算机中保存、汉字转换识别等一系列问题。下一页上一页停止放映第37页多媒体信息表示采集——量化——编码下一页上一页停止放映第38页信息的采集传统的信息采集方法多媒体信息的采集声音采样率／采样精度图形分辨率／像素位深度下一页上一页停止放映第39页未经压缩的信息容量信息源大致比特率电话（200～3400HZ）8000样本数/秒×12比特/样本=96kbps宽带语音(50～7000HZ)16000样本数/秒×14比特/样本=224kbps宽带音频(20～20000HZ)44100样本数/秒×2信道×16比特/样本=1.412Mbps图像512×512像素色彩图像×24比特/像素=6.3Mb／图像视频640×480像素色彩图像×24比特/像素×30图像/秒=221Mbps高清晰度电视1280×720像素色彩图像×24比特/像素×60图像/秒=1.3Gbps下一页上一页停止放映第40页信息的组织信息组织的层次结构位、字节、域、记录、文件和数据库文件的结构和特点数据库技术下一页上一页停止放映第41页信息的传输信息传输的主要途径——互联网络网络技术网络设备网络的层次结构网络协议局域网/城域网/广域网下一页上一页停止放映第42页信息的检索早期的检索方式网络化、智能化检索搜索引擎下一页上一页停止放映第43页计算科学体系构造性数学基础包括数理逻辑、代数系统、图论、集合论等；计算的数学理论包括计算理论、高等逻辑、形式语言与自动机、形式语义学等；计算机组成原理、器件与体系结构包括数字逻辑与数字集成电路、计算机原理与设计、计算机系统结构、微机原理与接口技术等；计算机应用平台包括操作系统、网络、编译系统原理、分布式系统等；计算机应用基础包括程序设计、软件工程、算法基础、数据结构、数据库等；计算机应用技术包括多媒体、计算机可视化与虚拟现实、人工智能、图形学与图像处理、辅助设计等。下一页上一页停止放映第44页三、计算机的应用了解计算机的主要应用领域计算机典型应用领域介绍–科学与工程计算–信息管理–电子商务–人工智能–计算机辅助设计下一页上一页停止放映第45页计算机到底能干什么？计算器？打字机？玩游戏？还有？…下一页上一页停止放映第46页例计算机和现代生活当代大学生的一天……（IC、ATM、201卡）多媒体教学（作业提交、答疑、考试）通讯娱乐家用电器信息管理（学籍、图书馆、OA）信息检索下一页上一页停止放映第47页一、计算机主要应用领域科学与工程计算信息处理过程控制计算机辅助系统多媒体技术应用计算机通信和网络应用人工智能下一页上一页停止放映第48页二、计算机典型应用领域介绍科学与工程计算信息管理电子商务人工智能计算机辅助设计与制造下一页上一页停止放映第49页π=？