计算机应用基础第一章-(下)

CompanyLogo教学内容人类的战争催生了计算机1计算机的数据表示形式2计算机的未来发展3信息化发展的新趋势42未来的计算机生物计算机量子计算机超导计算机3生物计算机生物计算机又称仿生计算机，是以生物芯片取代在半导体硅片上集成效以万计的晶体管制成的计算机。它的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。生物计算机芯片本身还具有并行处理的功能，其运算速度要比当今最新一代的计算机快10万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一，存储信息的空间仅占百亿亿分之一。DNA存储器人类可以利用遗传工程技术，仿制出这种蛋白质分子，用来作为元件制成计算机。生物计算机DNA储存信息：一克DNA相当千亿张DVD光盘CompanyLogoDNA是生物数据库DNA里的四种碱基，两两互补成对。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。碱基对排列顺序千变万化，从而能够存储大量的遗传信息。5量子计算机量子计算机是以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存，利用原子的量子特性进行信息处理。量子计算机与传统计算机在外形上有较大差异：它没有传统计算机的盒式外壳，看起来像是一个被其他物质包围的巨大磁场6超导计算机超导计算机是利用超导技术生产的计算机及其部件，其理论上开关动作所需时间为千亿分之一秒，电力消耗只是大规模集成电路的几千分之一。但是，现在这种组件计算机的电路还一定要在低温下工作。低温下失去电阻。CompanyLogo教学内容计算机的诞生1计算机的数据表示形式2计算机的未来发展3信息化发展的新趋势4计算机与信息化（三次工业革命）信息化：是指社会经济的发展，从以物质与能源为经济结构的重心，向以信息为经济结构的重心转变的过程。信息化是以计算机技术、网络技术、通讯技术为重要的技术基础和技术保障。第一次工业革命：机器代替工场手工业（蒸汽机作为动力机），始于十八世纪第二次工业革命：工业自动化（内燃机作为动力机，还有电力的使用），始于十九世纪第三次工业革命：信息化的出现，始于二十世纪信息化的出现和发展是社会进步的必然表现第三次科技革命是人类文明史上继蒸汽技术革命和电力技术革命之后科技领域里的又一次重大飞跃。它以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命。这次科技革命不仅极大地推动了人类社会经济、政治、文化领域的变革，而且也影响了人类生活方式和思维方式，使人类社会生活和人的现代化向更高境界发展。CompanyLogo信息化发展趋势广度发展表现在信息化与其余“四化”（工业化、市场化、城市化、国际化）的融合信息化发展趋势的两种表现深度发展特别是信息化与工业化的深度融合CompanyLogo电子计算机诞生计算机通用化计算机多媒体化深化趋势之一：万物数字化万物数字化深化趋势之一：万物数字化数字化的第三波：涌向万物数字化、标识化。将各种物体植入传感器、标识器而数字化。让物体本身发出越来越丰富的数据是物联网、智能城市最基础的工作，这形成了巨大的新产品空间，是当前各种创新的前沿。RFID（电子标签）:集装箱、航空行李的处理；牛、猪、瓜果等动物、水果的身份标识；门禁控制、电子门票的使用；汽车、零件等生产制造和装配；药、血液、超市商品等物流和供应管理；道路自动收费……物联网与二维码二维码是指在一维码的基础上扩展出另一维具有可读性的条码，使用黑白矩形图案表示二进制数据，被设备扫描后可获取其中所包含的信息。比起一维的条形码（需要联网），二维码有高密度编码，信息容量大：QR码可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节，或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。传感器网例如：GPS、手机……GPS导航GPS导航软件的基础原理就是定位。GPS即英文GlobalPositioningSystem全球定位系统的简称。全球定位系统简单的说，就是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统，能提供实时、全天候和全球性的导航服务。GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分–GPS卫星地面控制部分–地面监控系统用户设备部分–GPSCompanyLogo深化趋势之一：万物数字化例如：空气中水汽的浓度、总量、分布、走向、温度，对水资源的调度、旱、涝、地震、火灾、海啸、泥石流的防治、水循环规律的认识均有重大意义。另外，检测大气、海洋、沙漠、土壤、河流、森林等各种传感器网，都会对中国的科学发展发挥重要的作用。再如：只有将物资、设备、人员、知识、环境进行数字化，并聚成数据海，才能使我们掌握全局，知道长处和短处，明确差距与方向，才能预测未来，应付各种可能。智能城市深化趋势之一：万物数字化“数”可以解释万物，承载万物，掌控万物；现代的数码科技将能够在虚拟的世界里如同造物主一样去营造万物和勾画秩序。深化趋势之二：控制远程化远程控制并不陌生最日常的遥控：电视、汽车门等深化趋势之二：控制远程化最危险的遥控：汽车炸弹、土方爆破、核武器发射……携带核弹头的“三叉戟”导弹从水下发射升空深化趋势之二：控制远程化最遥远的遥控深空探测（卫星、空间工作站、登月车……)2011年11月，神舟八号飞船发射,与天宫一号目标飞行器实现无人对接。2012年6月18日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器实现首次载人的空间交会对接。2013年6月11日17时,神舟十号飞船升天，完成了自动和手动交会对接、组合体飞行、绕飞等任务。深化趋势之二：控制远程化2012年6月24日，具有自主知识产权的“蛟龙”号深海载人潜水器在马里亚纳海沟执行了深海探测的海试任务，并成功下潜到海平面以下7020米处坐底；成功完成系列科学考察。2013年7月份6日又成功下潜到海平面以下7062米处坐底，捕获深海生物若干用于研究。最遥远的遥控深海探测远程控制——向国防和军事发展无人攻击机杀人机器人远程控制——向民用中的发展车顶上的旋转感应器可以对各个方位进行超过60米距离的扫描，以获得精确的有关辐射环境的三维地图远程控制——向民用发展理想状态的达到要靠宏观规划调度控制的交通标识灯联网监控系统电子信息提示牌道路的电子导航提示远程调度随时待命的清障车交通疏导远程控制——向生物发展系统构成控制系统电极植入动物训练无线背包作用核团►控制会向生物发展深化趋势之三：开放互动的应用模式信息化的过程充满着封闭和开放之间的斗争►上世纪80年代MicroSoft：操作系统对应用开放Apple计算机在80年代初风靡一时，但IBM开放了PC机的机器指令，MS开放了操作系统的接口，使得PC机的使用软件很快地丰富起来，从而占领了市场。而Apple被压缩在了设计领域的一角。深化趋势之三：开放互动的应用模式信息化的过程充满着封闭和开放之间的斗争►上世纪90年代Linux：系统软件的自由创作2010年IT行业一大热点是Facebook成为Google的强大对手。Facebook占美国社交网60%的份额，广告收入达20亿美元，使IT行业的竞争方式从“硬件为王”转向了“软件为王”，又转向了“数据为王”，再转向了“用户互动为王”。马克·扎克伯格深化趋势之三：开放互动的应用模式►今天的趋势大众不仅使用平台工作，而且乐于彼此交流互动，直接表达思想和创造新的知识，这将引向一个新时代。在这个时代中，创造知识不再是少数精英的领地，而是广大群众的一种享受。因为感觉享受，所以发展迅猛。这种新变化首先出现在专业要求较少的领域，如文化、媒体等，而后一定会扩展到其他领域。2012年2月深化趋势之三：开放互动的应用模式►今天的趋势目前，这种“交流互动”的网络方式，已不仅现于商业，而且现于政治。“阿拉伯之春”就是例子。网络信息的传播意味着非官方的网络正在削弱传统官僚机构的垄断地位，所有政府掌控议程的能力正在减弱。政治领导人的自由程度大幅减少，他们必须对事件做出回应，不仅要与其他国家政府展开交流，而且还要与民间社会进行接触。中东地区当前最大的威胁是叙利亚内战传达出的国家解体概念，它不仅有可能传播到伊拉克，还有可能传播到黎巴嫩和约旦。深化趋势之四：计算嵌入化►SOC芯片上的系统嵌入式计算：计算机无处不在（一）移动计算手机：竞争的关键是操作系统（Android、Symbian、WP7、iPhoneIOS、Linux)和芯片。通讯录、音乐铃声、手写输入……都是计算机嵌入式多媒体和智能处理的结果。数码照相机、摄像机功能的极大丰富：色彩处理、面孔识别、感光度控制、防抖功能……已经变成可以照相的计算机。深化趋势之四：计算嵌入化►SOC芯片上的系统嵌入式计算：计算机无处不在人脸识别局部人体特征分析图形/神经识别算法2012年8月10日上午9点半，重庆沙坪坝一家储蓄所门前发生一起持枪抢劫杀人案——周克华曾在南京作案清华大学苏光大教授深化趋势之四：计算嵌入化（二）微型计算：从上世纪80年代的盒式录音机Walkman到今天的ipod深化趋势之四：计算嵌入化微型化的未来：戴在手腕上挂在胸前的徽章做成或内嵌入扣子做成或内嵌入戒指做成或内嵌入耳环做成或内嵌入眼镜内嵌入假牙？附在指甲上？浮在空气中？深化趋势之四：计算嵌入化多媒体智能的未来：学习方式的多元化、随机化、无限化，催化了人类认知世界、变革世界的能力……人们可以使用手机、iPod、iPad、移动式计算机等工具进行随时随地的学习大量优秀学校的教学视频可供各个国家的人们来自由的选择学习学习不再受空间、时间、年龄的限制……深化趋势之五：智能走向2.0♪社会在经历数字化、网络化之后的一个高级阶段是更加智能化♪智能问题的研究已有半个多世纪，科学家们至少开辟了三个战场：①信息科学：人工智能（AI），让计算机更聪明②心理学：认知科学（模仿人在感知、记忆、学习等行为中的过程）③脑科学：脑和神经系统的工作机理其中，AI取得了大批实用性成果，如专家系统、图像识别、机器学习、机器翻译、智能CAD、机器人……主要成果都在20世纪取得，可以称之为智能的第一层次，即智能1.0。深化趋势之五：智能走向2.0♪但AI的难点是知识表达。一是如何统一表达？二是谁来表达？在上世纪80年代，美国科学家曾决心筹集数十亿美元建立一个数千万条知识的知识库，但不久便证明这是黄粱一梦。日本也曾雄心勃勃的要造“智能计算机”，实践证明此路不通。♪出乎意料的是，在21世纪初，“搜索引擎”可在网上获得信息的行为大获全胜。本世纪的AI将在网络化和数据海量的基础上发展，这可称为智能2.0。♪从目前的趋势看，智能2.0的特点将是：①建立在海量数据基础之上②从事“搜索、挖掘、打通、创造”深化趋势之五：智能走向2.0例如超市里购物：面包、香肠、可口可乐、冰激凌、牛奶、红葡萄酒、黄油、蛋糕、苹果、尿布、牙膏、面巾纸、啤酒、爽身粉、胡椒粉……数据挖掘从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。海量数据数据挖掘数字技术的出现导致行业之间的相互交叉例如20世纪70年代的通讯技术革新(光缆、无线通讯、宇宙卫星的利用和普及)和信息处理技术的革新及迅速发展，推动了通讯、邮政、广播、报刊等传媒间的相互融合，产业融合发展的趋势初见端倪。“打通”也可以称作产业融合（跨界），是一种经济现象。打通创造数字技术的出现导致行业之间的相互交叉20世纪90年代以来，由于通讯技术的进一步革新(数字通讯网的发展)和个人电脑的普及所带来的互联网的广泛应用，又推进了出版、电视、音乐、广告、教育等产业的融合浪潮。2000年1月10日，世界上最大的互联网服务公司——美国在线公司和世界上最大的传媒公司——时代华纳公司宣布合并。合并后的美国在线——时代华纳公司成为融媒体、娱乐和通讯为一体的世界巨头，公司市值为3500亿美元，年销售额为300亿美元，交易额达1840亿美元它代表着传统媒体产业和网络产业的融合，成为了国际产业融合发展的标志性事件，也拉开了产业融合与产业革命的序曲。2001年6月，联想和西门子签