计算机基础知识ppt

项目一计算机基础知识莫川5/5/20201项目一计算机基础知识电子计算机是一种高度自动化的电子设备，它以信息交换为主要手段应用存储在其内部的程序对输入的信息进行加工、处理、输出处理结果。半个世纪以来，计算机在生产、生活各个领域的应用极大地推动了社会发展。5/5/20202任务一认识计算机知识点一计算机及其发展趋势计算机是一种能自动、高速地进行数据信息处理的机器,是２０世纪人类最伟大、最卓越的科学技术发明之一。随着计算机技术的发展,计算机已广泛应用于现代科学技术、国防、工业、农业、企业管理、办公自动化以及日常生活中的各个领域,并产生了巨大的效益。5/5/20203知识点一计算机及其发展趋势(一)计算机基础知识及应用当代计算机的基本设计思想继承了２０世纪４０年代冯.诺依曼提出的计算机结构原理,即存储程序、顺序处理、按地址访问存储器,其软件和硬件完全分离。计算机现已成为当今社会各行各业不可缺少的工具,它有许多特点,其中最重要的是:高速度、能“记忆”、善判断、可交互。5/5/20204１、具有自动控制能力计算机是由程序控制其操作过程的。只要根据应用的需要,事先编制好程序并输入计算机,计算机就能自动、连续地工作,完成预定的处理任务。计算机中可以存储大量的程序和数据。存储程序是计算机工作的一个重要原则,这是计算机能自动处理的基础。5/5/20205知识点一计算机及其发展趋势２、处理速度快计算机由电子器件构成,具有很高的处理速度。目前世界上最快的计算机每秒可运算万亿次,普通ＰＣ每秒也可处理上百万条指令。这不仅极大地提高了工作效率,而且使时限性强的复杂处理可在限定的时间内完成。5/5/20206３、具有强大的“记忆”能力计算机的存储器类似于人的大脑,可以记忆大量的数据和计算机程序,随时提供信息查询、处理等服务。早期的计算机,由于存储容量小,存储器常常成为制约计算机应用的“瓶颈”。今天,一台普通的ＰＣ内存可达数ＧＢ,能支持运行大多数窗口应用程序。当然,有些数据量特别大的应用,如大型情报检索、卫星图像处理等,仍需要使用具有更大存储容量的计算机,如巨型机。5/5/20207知识点一计算机及其发展趋势４、具有逻辑判断能力逻辑判断是计算机的又一重要特点,是计算机能实现信息处理自动化的重要原因。冯.诺依曼型计算机的基本思想,就是将程序预先存储在计算机中。在程序的执行过程中,计算机根据上一步的处理结果,能运用逻辑判断能力自动决定下一步应该执行哪一条指令。这样,计算机的计算能力、逻辑判断能力和记忆能力三者相结合,使得计算机的能力远远超过了任何一种工具而成为人类脑力延伸的有力助手。5/5/20208５、计算精度高由于计算机采用二进制数字进行计算,因此可以用增加表示数字的设备和运用计算技巧等手段,使数值计算的精度越来越高。６、支持多种人机交互形式计算机具有多种输入/输出设备,配上适当的软件后,可支持用户进行方便的人机交互。以广泛使用的鼠标为例,用户手握鼠标,只需将手指轻轻一点,计算机便随之完成某种操作功能,真可谓“得心应手,心想事成”。5/5/20209知识点一计算机及其发展趋势７、通用性强计算机能够在各行各业得到广泛的应用,其原因之一就是具有很强的通用性。计算机可以将任何复杂的信息处理任务分解成一系列的基本算术运算和逻辑运算,反映在计算机的指令操作中。按照各种规律要求的先后次序把它们组织成各种不同的程序,存入存储器中。5/5/202010知识点一计算机及其发展趋势计算机的应用领域十分广泛,主要应用于以下方面:１、科学计算利用计算机进行科学计算,不仅可以节省大量的时间、人力和物力,而且可以提高计探寻生命奥秘华为GPU超算剑指生物科技算精度,是发展现代尖端技术必不可少的重要工具。２、多媒体信息处理多媒体计算机系统融合多媒体采集、传输、存储、处理和显示控制技术于一体。这自然会与传统的电视广播网和电信网的功能逐步融合,即向“三网合一”的方向发展。5/5/202011知识点一计算机及其发展趋势３、人工智能人工智能是计算机应用的一个重要领域和前沿学科。它的目的是使计算机具有“推理”和“学习”的功能。“自然语言理解”是人工智能的一个分支。现代计算机技术已发展到通过语言方式命令计算机完成特定的操作。“专家系统”是人工智能的又一个重要分支。它是使计算机具有某一方面的专门知识,利用这些知识来处理所遇到的问题,如人机对弈、模拟医生开处方等。“机器人”是人工智能的前沿领域,可以代替人进行危险作业、流水线生产安装等工作。5/5/202012４、信息管理信息管理是目前计算机应用最广泛的领域。所谓信息管理,就是利用计算机来加工、管理和操作任何形式的数据资料。例如,生产管理、企业管理、办公自动化、信息情报检索等。5/5/202013５、计算机网络计算机网络是指利用现代通信技术和计算机技术,把分布在不同地点的计算机互连起来,按照网络协议互相通信,以便共享软、硬件资源。目前,计算机网络技术已成为计算机系统集成的支柱技术。网络的发展将改变人类传统的生活方式,在交通、金融、企业管理、教育、邮电、商业等各行各业中将得到更广泛的应用。5/5/202014知识点一计算机及其发展趋势６、计算机辅助系统计算机用于辅助设计(ＣＡＤ)、辅助制造(ＣＡＭ)、辅助测试(ＣＡＴ)和辅助教学(ＣＡＩ)等方面,统称为计算机辅助系统。ＣＡＤ是指利用计算机来帮助设计人员进行工程设计,提高设计工作的自动化程度,节省人力和物力。ＣＡＭ是指利用计算机来进行生产设备的管理、控制和操作,提高产品质量,降低生产成本。ＣＡＴ是指利用计算机进行复杂而大量的测试工作。ＣＡＩ是指利用计算机辅助教学的自动系统。5/5/202015知识点一计算机及其发展趋势(二)计算机的发展历程1946年由美国宾夕法尼亚大学研制出世界上第一台电子数字计算机，取名ENIAC。由此诞生了“第一个电子的大脑”ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator电子数字积分计算机重30吨，占地167m2，耗电150千瓦主要元件为电子管、继电器，可保存80个字节，每秒钟做5000次加减法或400次乘法运算。致命缺陷：没有存储程序。5/5/2020165/5/2020175/5/202018知识点一计算机及其发展趋势我国从２０世纪５０年代开始研制计算机。１９５８年,我国研制出第一台电子管计算机,逐步形成了计算机工业。１９８３年,我国研制成功了每秒运算１亿次的“银河－Ｉ”巨型计算机。１９９２年,我国又研制成功了每秒运算１０亿次的“银河－ＩＩ”巨型计算机。１９９７年,每秒运算１３０亿次的“银河－ＩＩＩ”巨型计算机的研制成功,标志着我国计算机研制达到了一个新的水平。图１－２天河一号千万亿次超级计算机系统5/5/202019知识点一计算机及其发展趋势２００９年１０月２９日,随着第一台国产千万亿次超级计算机在湖南长沙亮相,作为算盘这一古老计算器的发明国,中国拥有了历史上计算速度最快的工具。每秒钟１２０６万亿次的峰值速度,和每秒５６３.１万亿次的Ｌｉｎｐａｃｋ实测性能,使这台名为“天河一号”的计算机位居同日公布的中国超级计算机前１００强之首,5/5/202020也使中国成为继美国之后世界上第二个能够自主研制千万亿次超级计算机的国家。这个速度意味着,如果用“天河一号”计算一秒,则相当于全国１３亿人连续计算８８年。如果用“天河一号”计算一天,一台当前主流微机得算１６０年。“天河一号”的存储量,则相当于４个国家图书馆藏书量之和。5/5/202021知识点一计算机及其发展趋势２０１０年,国防科学技术大学在“天河一号”的基础上,对加速节点进行了扩充与升级,新的“天河一号Ａ”系统已经完成了安装部署,其实测运算能力从上一代的每秒５６３.１万亿次倍增至２５０７万亿次,成为目前世界上最快的超级计算机!在全球超级计算机５００强名单中,中国的“天河二号”以“六连冠”成就了一个传奇。这一纪录,在２０１６年６月被终结,而终结者,是同样来自中国的“神威.太湖之光”。5/5/202022“神威.太湖之光”的峰值计算速度达每秒１２.５４亿亿次,持续计算速度每秒９.３亿亿次,性能功耗比为每瓦６０.５１亿次,这三项指标均位列世界第一。这一次,新超算冠军更首度采用中国自主知识产品芯片,完成中国超算界的一大突破5/5/202023知识点一计算机及其发展趋势(三)计算机的发展趋势计算机技术是世界上发展最快的科学技术之一,产品不断升级换代。当前计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、网络化等方向发展,计算机本身的性能越来越优越,应用范围也越来越广泛,从而使计算机成为工作、学习和生活中必不可少的工具计算机技术是世界上发展最快的科学技术之一,产品不断升级换代。当前计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、网络化等方向发展,计算机本身的性能越来越优越,应用范围也越来越广泛,从而使计算机成为工作、学习和生活中必不可少的工具。5/5/202024１、计算机技术的发展的特点(１)多极化如今,个人计算机已席卷全球,但由于计算机应用的不断深入,对巨型机、大型机的需求也稳步增长,巨型、大型、小型、微型机各有自己的应用领域,形成了一种多极化的形势。如巨型计算机主要应用于天文、气象、地质、核反应、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学技术领域和国防事业领域,它标志一个国家计算机技术的发展水平。目前运算速度为每秒几百亿次到上万亿次的巨型计算机已经投入运行,并正在研制更高速的巨型机。5/5/202025知识点一计算机及其发展趋势(三)计算机的发展趋势计算机技术是世界上发展最快的科学技术之一,产品不断升级换代。当前计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、网络化等方向发展,计算机本身的性能越来越优越,应用范围也越来越广泛,从而使计算机成为工作、学习和生活中必不可少的工具(２)智能化智能化使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力,使计算机成为智能计算机。这也是目前正在研制的新一代计算机要实现的目标。智能化的研究包括模式识别、图像识别、自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、专家系统、学习系统和智能机器人等。目前,已研制出多种具有人的部分智能的机器人。5/5/202026(３)网络化网络化是计算机发展的又一个重要趋势。从单机走向联网是计算机应用发展的必然结果。所谓计算机网络化,是指用现代通信技术和计算机技术把分布在不同地点的计算机互联起来,组成一个规模大、功能强、可以互相通信的网络结构。网络化的目的是使网络中的软件、硬件和数据等资源能被网络上的用户共享。5/5/202027目前,大到世界范围的通信网,小到实验室内部的局域网已经很普及,因特网(Ｉｎｔｅｒｎｅｔ)已经连接包括我国在内的１５０多个国家和地区。由于计算机网络实现了多种资源的共享和处理,提高了资源的使用效率,因而深受广大用户的欢迎,得到了越来越广泛的应用。5/5/202028知识点一计算机及其发展趋势(三)计算机的发展趋势计算机技术是世界上发展最快的科学技术之一,产品不断升级换代。当前计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、网络化等方向发展,计算机本身的性能越来越优越,应用范围也越来越广泛,从而使计算机成为工作、学习和生活中必不可少的工具(４)多媒体化多媒体计算机是当前计算机领域中最引人注目的高新技术之一。多媒体计算机就是利用计算机技术、通信技术和大众传播技术,来综合处理多种媒体信息的计算机。5/5/202029这些信息包括文本、视频图像、图形、声音、文字等。多媒体技术使多种信息建立了有机联系,并集成为一个具有人机交互性的系统。多媒体计算机将真正改善人机界面,使计算人类接受和处理信息的最自然的方式发展。5/5/202030２、未来的计算机许多科学家认为以半导体材料为基础的集成技术日益走向它的物理极限,要解决这个矛盾,必须开发新的材料,采用新的技术。于是人们努力探索新的计算材料和计算技术,致力于研制新一代的计算机,如生物计算机、量子计算机等。现在许多国家正在研制新代计算机,称之为第五代计算机。第五代计算机将从根本上突破传统的冯.诺依曼结构,采用崭新