第一讲信息及计算机技术_1ppt-PowerPoint

://www.xjtu.edu.cn西安交通大学2/64第1单元——知识点计算机技术的发展及展望计算机诞生、发展、分类、特点、应用信息检索、检索意愿表达搜索引擎、“与”运算、“或”运算信息编码信息、信息在计算机中表示（字符、汉字、声音、图像）二进制及转换二进制、八进制、十进制、十六进制://www.xjtu.edu.cn西安交通大学4/641.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，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；2.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。3.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。://www.xjtu.edu.cn西安交通大学7/64第一台电子计算机（ENIAC）5000次加法/秒体重28吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KW://www.xjtu.edu.cn西安交通大学9/64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、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”服务器曙光3000超级计算机王安磁芯存储器。计算机第一定律——摩尔定律（1946~1956）电子管5千~4万（次/秒）第二代（1957~1964）晶体管几十万~百万（次/秒）第三代（1965~1970）集成电路百万~几百万（次/秒）第四代（1971~90年代）集成电路几百万~几亿（次/秒）计算机发展的几个阶段、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计算机个性化计算机示例–按用途、处理能力分类计算机特点–可控制、速度高、记忆强、精度高、逻辑判断、通用性计算机应用–科学计算、数据处理、自动控制、人工智能、辅助系统、网络、多媒体：通用性强，综合能力强，解决各种问题。例如，IBMPC机、DJS130机等。专用机：特殊配置，功能单一，解决特定问题。例如，巡航导弹上用于自动导航的计算机，飞机上用于自动控制驾驶的计算机等。：速度最快、处理能力最强、已达几万亿次浮点运算、“银河Ⅶ”达每秒800亿次大型机：大型、通用、较快、较强、作“客户机/服务器”的服务器、作“群体计算机”的主机小型机：规模小，结构简单，设计、试制周期短、工艺先进、使用维护简单工作站：介于PC与小型机之间、高分辨率、大容量内外存，图形功能较强微型计算机：小、巧、轻、便、价格便宜、功能强网络计算机：基于Java技术的客户机系统运算速度快计算精度高存储容量大具有超强的记忆功能具有可靠的判断功能能进行自动控制通用性强：电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路，运算部件的速度还在大幅度地提高。目前世界上速度最高的计算机可达千万亿次/秒。目前，巨型机（千万亿次/每秒）一秒钟所作的计算量相当于一个人用袖珍计算器连续不停地工作31709年（每秒作一次运算、一天24小时、每年365天）。。存储器的容量用字节数来度量。由于一般存储器的容量都非常大，因此，常用“Ｋ字节”、“M字节”和“G字节”来度量：1K字节=1024个字节=210个字节（千）1M字节=1024K字节=220个字节（兆）1G字节=1024M字节=230个字节（吉）1T字节=1024G字节=240个字节（太），从而决定随后的执行方法和步骤。例如，用计算机识别犯罪嫌疑人的“指纹”等。能够对文字、符号、数字的大小、异同等进行判断和比较，从而决定怎样处理这些信息。计算机被称为“电脑”，便是源于这一特点的。“程序”自动控制执行的。只要把处理程序输入计算机，计算机便会依次取出指令，逐条执行，完成各种规定的操作，直到得出结果为止。计算机还具有运算精度高、工作可靠等优点。://www.xjtu.edu.cn西安交通大学23/64在科学研究和工程设计中，存在着大量繁杂且人力难以完成的数值计算问题。由于计算机具有很高的速度和精度，使得过去用手工无法完成的计算成为可能，如卫星轨道的计算、气象资料分析、勘探地质数据处理、人类基因密码的破译等。时至今日，科学计算仍然是计算机应用的一个重要领域。示例，指用计算机对大量数据进行加工处理。例如，从大量采集到的数据中，经过分析、合并、分类、汇总，找出有规律性的结果来。随着计算机技术的提高、应用领域的拓宽，数据的含义也在变化；数据可以是数字、文字、符号，也可以是图形、声音、甚至动画。在数字化、网络化社会中，数据处理已广泛应用于各行各业。，在岩石中传播的弹性遇着岩层的分界面产生反射波或折射波；记录返回地面的反射波或折射波；分析地震波在地层中传播的运动学和动力学信息，根据波的传播路线和时间，确定发生反射波或折射波的岩层界面的埋藏深度和形状，反推出地下的岩层和岩性构造。地震资料处理计算量大，处理周期长。“过程控制”，就是用计算机对连续工作的对象实行自动控制。过程控制应用中，计算机处理过程总是实时进行的。例如，在“导弹的发射和制导”过程中，实时控制导弹飞行的方向、速度、位置等。实时控制在工业生产自动化、军事等方面应用十分广泛。。CAD技术已广泛地应用于机械、船舶、飞机、大规模集成电路版图等方面的设计。利用CAD技术可以提高设计质量，缩短设计周期，提高设计自动化水平。CAD技术迅速发展，其应用范围日益扩大，又派生出许多新的技术分支，如计算机辅助制造CAM，计算机辅助教学CAI等。图片、贸易等商务活动，是商务活动的电子化。狭义的电子商务是指人们利用电子手段进行的以商品交换为中心的各种商务活动，即公司、厂家、商业企业、工业企业与消费者个人双方或多方通过计算机网络进行的商务活动。广义的电子商务是指各行各业（包括政府机构和企业、事业单位）中各种业务的电子化，包括电子商务、电子政务、电子军务、电子医务、电子教务、电子公务、电子事务、电子家务等。，使计算机具有“学习”、“联想”等功能。人工智能主要应用在机器人、专家系统、模式识别、自然语言理解、机器翻译、定理证明等方面。://www.xjtu.edu.cn西安交通大学31/64逻辑推理与自动定理证明对数学中臆测的定理寻找一个证明或反证，不仅需要有根据假设进行演绎的能力，而且需要某些直觉技巧。借助计算机来证明数学猜想或定理，这是一项难度极大的人工智能应用，也已取得一些成果。四色猜想的证明。四色猜想是图论中的一个世界级的难题，它的内容是：用四种颜色就可绘制任何地图，三种颜色不够，而五种颜色多余。这个猜想经过无数次的验证，结论都是千真万确的，但却一直无法在理论上给出证明，所以有人认为，证明这个猜想的难度丝毫不亚于哥德巴赫猜想。1976年7月，美国数学家哈根和阿贝尔用计算机成功地证明了四色猜想。这个猜想的证明需要进行一百亿次（1010次）逻辑判断，这个天文数字的工作量如果用人工来完成，则需两万年时间，这就是计算机问世以前，任何人都无法证明或推翻这个猜想的原因。⑺信息管理数据处理系统办公自动化（OA）系统管理信息系统企业信息管理系统（MIS）–概念–发展电子数据处理系统（EDPS）工资计算管理信息系统（MIS）酒店管理决策支持系统（DSS）市场预测–分类：管理+IT（企业资源规划）集组织模型、企业规范和信息技术、实施方法为一体的综合管理应用体系。企业的管理核心从“在正确的时间制造和销售正确的产品”转移到了：“在最佳的时间和地点，获得企业的最大利润”具有智能化的管理控制系统。能够适应互联网，可以支持跨平台、多组织的应用，并和电子商务的应用具有广泛的数据、业务逻辑接口。（Ⅰ）60年代（Ⅱ）70年代（Ⅲ）80年代（Ⅳ）90年代