第1章 计算机与信息社会

讲授：计算机公共基础教学部单位:计算机与通信学院时间：2010年9月大学计算机基础2一、课程安排及进度本课程共分12章：共计56学时，讲授36学时，实验20学时。第1章：计算机与信息社会2课时第2章：计算机系统4课时第3章：信息表示与数据编码4课时第4章：操作系统3课时第5章：Office办公软件4课时3第6章：多媒体技术及其应用3课时第7章：数据库系统4课时第8章：网络技术基础5课时第9章：信息安全基础2课时第10章：信息检索与应用基础2课时第11章：电子商务1课时第12章：计算机技术的高级应用1课时机动与复习1课时4二、课程说明了解计算机在信息社会的作用掌握计算机系统有关的基本知识掌握办公软件、学会Internet上网初步掌握数据库技术、多媒体技术初步掌握计算机安全技术初步掌握信息检索、电子商务的应用5三、教材与参考书•教材：《大学计算机基础》朱文球等编高等教育出版社《大学计算机基础实践教程》朱文球等编高等教育出版社参考书：《大学计算机基础简明教程》杨振山龚沛曾主编高等教育出版社6目录第1章：计算机与信息社会第2章：计算机系统第3章：信息表示与数据编码第4章：操作系统基础第5章：Office办公软件第6章：多媒体技术及其应用第7章：数据库基础第8章：网络技术基础第9章：信息安全基础第10章：信息检索与应用基础第11章：电子商务第12章：计算机技术的高级应用7第1章计算机与信息社会本章要点:主要介绍计算机的发展历程、发展趋向、分类和主要应用领域，以及信息技术的基本知识。8【重点难点】（1）重点①计算机发展史；②计算机在信息社会中的应用；③信息技术基本概念。（2）难点信息技术基础知识。9【课堂习题】①计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？②计算机的未来将涉及什么技术?③计算机分为哪些类型？④什么是3C技术？10第1章计算机与信息社会•1.1计算机的发展•1.2计算机的特点和用途•1.3信息技术基础•1.4信息化社会111.1计算机的发展1.1.1计算机的定义计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。12算筹算盘差分机加法器计算尺计算器1.1.2计算机的发展历程13HowardAiken博士在IBM的支持下，用机电方式制造了MARKI,是电子计算机MARKI1944年51尺长重5顿750,000部份合并而成有72个累加器，每一个有自己的算术部件，及23位数的寄存器。ABC计算机1941年电子管数字计算机JohnV.Atanasoff和CliffordE.Berry为数学物理研究研制的1.1.3第一台电子计算机14世界第一台电子计算机的问世自从1946年2月诞生第一台全自动电子数字计算机以来，计算机科学已成为本世纪发展最快的一门学科。这是第一台全自动电子计算机---ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）即“电子数字积分计算机”。它占地170平方米，耗电150千瓦，用了18800支电子管，1500个继电器，6000多个开关，重30吨，采用十进制，速度为每秒5000次加、减运算。15四十年代的编程是这样的…ENIAC是第一台正式投入运行的电子计算机，但它还不具备现代计算机“程序存储控制”的主要特征。16美籍匈牙利科学家冯·诺依曼1946年6月，设计第一台存储程序式计算机埃德瓦克(EDVAC)：采用二进制；把指令存入计算机内。1951年，EDVAC完成设计。1949年，世界第一台程序存储式电子计算机——EDSAC在英国剑桥大学投入运行。17基于冯•诺依曼思想设计的计算机硬件核心由五部分组成（控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备）采用二进制程序存储18计算机的四个发展阶段•根据电子计算机采用的物理器件的发展，一般将电子计算机的发展分成几个阶段集成电路：IC（IntegratedCircuit）小、中、大、超大规模集成电路SSI、MSI、LSI、VLSI（Small、Middle、Large、VeryLargeScaleIntegration）19晶体管数目奔腾48.2亿2,3000.18微米芯片10微米芯片将电脑浓缩在一颗芯片上45纳米芯片4.2亿酷睿4核8.2亿2,3004.2亿酷睿4核8.2亿2,3004.2亿4004奔腾4酷睿4核8.2亿2,3004.2亿20计算机发展方向计算机发展——微型化个人数字助理PDA台式计算机笔记本式计算机21计算机发展方向计算机发展——网络化计算机网络：计算机技术与通信技术结合的产物。计算机网络的发展动力：使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。22计算机发展方向计算机发展——智能化“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的、‘‘没有灵魂的机械来”。——笛卡尔（1637）DeepblueGarryKasparov23按用途及使用范围分类（１）专用计算机（２）通用计算机1.1.4现代计算机的分类按运算速度和性能分类超级计算机、大中型计算机、小型计算机、工作站、微型计算机、移动计算机、嵌入式计算机24超级计算机又称为巨型计算机目前最高速度：美国CrayXT5系列的美洲虎（Jaguar），每秒1759万亿次，全球第一名目前中国最高速度：曙光“星云”TC3600每秒1271万亿次，全球第二名天河一号每秒563.1万亿次，全球第七名银河Ⅱ“天河一号”巨型计算机25大、中型计算机通常使用多处理器结构，主要用于大公司、大银行、航空、国家级的科研机构等。美国的IBM、DEC，日本的富士通、日立等公司是生产大型机的主要厂商。26小型计算机规模小、可靠性高、成本较低，易于操作又便于维护。如DEC公司推出的PDP–11和VAX系列小型机。广泛用于企业管理、工业自动控制、数据通信、计算机辅助设计等，也用作大型、巨型计算机系统的端口。27工作站具有很强功能和性能的单用户计算机，通常配备高分辨率的大屏幕显示器和大容量的内外存储器，具有较强数据处理能力与高性能的图形处理能力。专门处理某类特殊事务的一种独立的计算机类型。28PC机（PersonalComputer）1971年美国Intel公司的工程师马西安·霍夫(M.E.Hoff)，把计算机的全部电路做在四个芯片上。第一片4位微处理器Intel4004．1971年诞生世界上第一台4位微型电子计算机——MCS-4。微型计算机29•微处理器先后推出4位、8位、16位、32位、64位。将微型计算机分为四代。•目前主要的CPU有：Intel的Pentium4、Celeron及AMD的Athlon64。双核处理器：双核指处理器有两个或两个以上的处理部件。它的好处是，买一个处理器，可以得到接近两倍的执行能力，性能可以比单核处理器提高70%-80%。就好比一辆汽车装上了两副引擎。因此双核处理器在处理图形、多任务等运算时，均有出色的表现。30移动计算机便携式微机或笔记本电脑。31嵌入式计算机将计算机作为一个信息处理部件，嵌入到应用系统之中的一种技术。系统和功能软件固化起来，类似BIOS的工作方式。应用：各种家电、数码相机等321.1.5计算机的新技术1．计算机智能的研究发展方向（1）计算机应能从事“非意识”性的工作；（2）计算机应提高形象思维和综合处理能力；（3）计算机应增加直观处理问题的能力；（4）计算机应进一步提高并行处理能力。332.未来型计算机的展望1.神经网络计算机2.生物计算机3.光电子计算机用简单的数据处理单元模拟人脑的神经元，从而模拟人脑活动的一种巨型信息处理系统使用生物芯片，蛋白分子为主要原材料，数据处理速度比当今最快的巨型机的速度还要快百万倍以上，而能量的消耗仅为其十亿分之一。利用光子代替现代半导体芯片中的电子，以光互连代替导线互连制成全光数字计算机。34（1）具有记忆装置，因而具有强大的存储能力1.2计算机的特点和用途（3）准确的逻辑判断能力（2）高速精确的运算能力（4）自动处理能力（5）网络与通信功能1.2.1计算机的特点（6）网络与通信功能（5）高可靠性351.2.2计算机的应用领域也称数值计算，用于科学研究和工程技术中的复杂数学问题的计算1.科学计算2.数据处理3.过程控制4.计算机辅助系统5.人工智能AI(ArtificialIntelligence)6.数据库应用7.多媒体技术应用8.网络与通信对大量的数据进行加工处理，但计算方法较简单又称实时控制，用计算机及时采集、检测数据，按最佳值进行控制CAD：计算机辅助设计CAM：计算机辅助制造CBE：计算机辅助教育361.信息1.3.1信息与数据1.3信息技术基础信息：是现实世界各种事物的特征、形态以及不同事物间的联系等在人脑里的抽象反映。2.数据数据：信息的载体，是信息的具体表现形式。3.两者的关系信息有意义，数据没有。371.信息处理1.3.2信息处理信息处理：是用计算机对信息进行转换、传输、存贮、分析等加工的科学。信息技术所要解决的主要问题是对信息的处理。计算机正是人们进行信息处理的工具，是信息社会的信息处理机。2.计算机信息处理的过程计算机处理信息的过程也类似于人脑处理信息的过程。计算机的信息处理过程可以用“输入、处理、输出”6个字来概括。381.信息技术（IT）：是以电子计算机和现代通信为主要手段实现信息的获取、加工、传递和利用等功能的技术总和。按扩展人的信息器官功能分类，信息技术可分为以下几方面技术：（2）通信技术1.3.3信息技术的基本概念2.3C技术：通信技术、计算机技术和控制技术。3C技术是信息技术的主体。（4）控制技术（3）计算机技术（1）传感技术391.从工业化到信息化：信息高速公路NII（国家信息基础设施）1991年，美国首先提出，在政府、研究机构、大学、企业以及家庭之间，建立可以交流各种信息的大容量、高速率的通信网络。2.信息社会的特征：（1）信息成为重要的战略资源。（2）信息业上升为最重要的产业。（3）信息网络成为社会的基础设施。3.我国社会的信息化：1.3.4信息社会的内容和特点401.4.1计算机文化与社会信息化1.计算机文化2.普及计算机文化3.从计算机文化到信息素养受教育者的计算机知识水平，也是文化水平的反映。不懂计算机知识的人被称为“机盲”。随着信息网络进入政府、企业、学校、医院和家庭，计算机文化已经并且将继续渗透到工作、学习、医疗、购物、娱乐、新闻等一切领域。近几年来，Internet在全球广泛普及与高速发展，以“超媒体文化”与“计算机网络文化”为特征、以信息技术为核心的新一代计算机文化观已逐渐形成。1.4信息化社会414.计算机在信息社会中的应用（1）计算机技术的应用（2）计算机教育的普及计算机技术目前已渗透到了人类社会的绝大多数工作领域，如工程与计算领域、信息管理领域、电子商务领域、航空领域、教育领域等。计算机教育已列入基础教育的范围，作为中小学生重要的文化教育内容；各大专院校把计算机技术作为各专业学生的必修课程；掌握计算机的应用，成为国家公务员晋升晋级、企业招聘职员的必要条件之一。421.4.2知识产权1.知识产权的概念和特点（1）知识产权（IntellectualProperty）是指由个人或组织创造的无形资产，指“权利人对其所创作的智力劳动成果所享有的专有权利”，与有形资产一样，它也应该享有专有权利。知识产权即知识财产权，知识所有权，又被称为精神产权，智力成果权。（2）知识产权分类：可分为工业产权和著作权。（3）知识产权特点：知识产权的特点主要有无形性、双重性、确认性、独占性、地域性、时间性。431.4.2知识产权2.计算机中的知识产权在计算机界，知识产权除了设计上的专利外主要就是软件的版权问题，与之对应的是自由软件运动。计算机软件是脑力劳动的创造性产物，是一种商品，一种财产，和其他的著作一样，受《著作权法》的保护。3.计算机软件作品的著作权4.计算机软件受著作权法保护的条件：（1）独立创作（2）可被感知（3）逻辑合理5.自由软件和共享软件：（1）自由软件（2）共享软件441.