第02講——第2章 計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用(2.1-2.3)

1、第第02講講 第第2章章 計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用（計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用（2.1-2.3）主講人：李淑芝主講人：李淑芝2.3 計(jì)算機(jī)的展望計(jì)算機(jī)的展望2.2 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用2.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展史計(jì)算機(jī)的發(fā)展史讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生、讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用的簡(jiǎn)要?dú)v史，目的在于激發(fā)展及應(yīng)用的簡(jiǎn)要?dú)v史，目的在于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性和主動(dòng)性。發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性和主動(dòng)性。 計(jì)算機(jī)的各類應(yīng)用計(jì)算機(jī)的各類應(yīng)用。本章無(wú)難點(diǎn)內(nèi)容。本章無(wú)難點(diǎn)內(nèi)容。l計(jì)算機(jī)五大組成部件是如何協(xié)調(diào)有序計(jì)算機(jī)五大組成部件是如何協(xié)調(diào)有序工作的？工作的？ l計(jì)算機(jī)能為人們做哪些工作，帶來(lái)哪計(jì)算機(jī)能為人們做哪些工作

2、，帶來(lái)哪些便利呢？些便利呢？ 2.1.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展1946年年 美國(guó)美國(guó) ENIAC1955年退役年退役十進(jìn)制運(yùn)算十進(jìn)制運(yùn)算18 0001 500150301 500多個(gè)電子管多個(gè)電子管多個(gè)繼電器多個(gè)繼電器千瓦千瓦噸噸平方英尺平方英尺5 000次加法秒次加法秒用手工搬動(dòng)開關(guān)和拔插電纜來(lái)編程用手工搬動(dòng)開關(guān)和拔插電纜來(lái)編程l世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī) ENIAC(1946)ENIAC(1946)l硬件技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的影響硬件技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的影響 100 000 000 1978現(xiàn)在現(xiàn)在 超大規(guī)模超大規(guī)模 集成電路集成電路 10 000 00

3、0 大規(guī)模大規(guī)模 集成電路集成電路 19721977 1 000 000 中小規(guī)模中小規(guī)模 集成電路集成電路 19651971 200 000 晶體管晶體管 19581964 40 000 電子管電子管 19461957 速度（次速度（次/秒）秒） 硬件技術(shù)硬件技術(shù) 時(shí)間時(shí)間 代代三三四四二二一一五五l第一臺(tái)第一臺(tái)von Neumann 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)l1964年的年的IBM System360 （第三代）（第三代）l進(jìn)入到進(jìn)入到20世紀(jì)世紀(jì)70年代后，計(jì)算機(jī)成為一門年代后，計(jì)算機(jī)成為一門獨(dú)立的學(xué)科而迅猛發(fā)展，影響、改變著人獨(dú)立的學(xué)科而迅猛發(fā)展，影響、改變著人類的生活方式，這

4、是由于微處理器的出現(xiàn)類的生活方式，這是由于微處理器的出現(xiàn)（采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路）、軟（采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路）、軟件技術(shù)的完善及應(yīng)用范圍的不斷拓寬所帶件技術(shù)的完善及應(yīng)用范圍的不斷拓寬所帶來(lái)的必然結(jié)果。來(lái)的必然結(jié)果。l史上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)之一史上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)之一 IBM: Seaborg6 080個(gè)個(gè) CPU 最大平均速度最大平均速度 7.304 TF (1012)l史上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)之二史上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)之二 IBM: ASCI White8 192個(gè)個(gè) CPU 最大平均速度最大平均速度 7.304 TF (1012)l史上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)之三史上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)之三 L

5、inux NetworX : MCR Linux Cluster 2 304個(gè)個(gè) CPU 最大平均速度最大平均速度 7.634 TF (1012)l史上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)之四史上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)之四 HP : ASCI Q4 096個(gè)個(gè) CPU 最大平均速度最大平均速度 13.88 TF (1012)l史上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)之五史上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)之五 NEC: Earth Simulator5 120個(gè)個(gè) CPU 最大平均速度最大平均速度 35.86 TF (1012)l截止到截止到2013年年8月的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，全球十大最快超月的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，全球十大最快超級(jí)計(jì)算機(jī)，中國(guó)位居第一級(jí)計(jì)算機(jī)，中國(guó)位居第一

6、 。l美聯(lián)儲(chǔ)科技雜志對(duì)全球超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行了排名，美聯(lián)儲(chǔ)科技雜志對(duì)全球超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行了排名，選出了其中最快的十臺(tái)，其中中國(guó)有兩臺(tái)超級(jí)計(jì)選出了其中最快的十臺(tái)，其中中國(guó)有兩臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)入榜，并且算機(jī)入榜，并且“天河二號(hào)天河二號(hào)”憑借著雙精度浮點(diǎn)憑借著雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算峰值速度達(dá)到每秒運(yùn)算峰值速度達(dá)到每秒5.49億億次問(wèn)鼎該寶座。億億次問(wèn)鼎該寶座。l這也是中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)時(shí)隔兩年半后運(yùn)算速度重這也是中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)時(shí)隔兩年半后運(yùn)算速度重返世界之巔。此前的返世界之巔。此前的2010年年11月，月，“天河一號(hào)天河一號(hào)”曾以每秒曾以每秒4.7千萬(wàn)億次的峰值速度，首次登上超級(jí)千萬(wàn)億次的峰值速度，首次登上超級(jí)計(jì)算領(lǐng)域頂

7、峰。計(jì)算領(lǐng)域頂峰。l全球超級(jí)計(jì)算機(jī)排行前十名分別是天河二號(hào)、泰全球超級(jí)計(jì)算機(jī)排行前十名分別是天河二號(hào)、泰坦、紅杉超級(jí)計(jì)算機(jī)、坦、紅杉超級(jí)計(jì)算機(jī)、K Computer、米拉、米拉、Stampede、Juqueen、vulcan、SuperMUC、天、天河一號(hào)。河一號(hào)。微處理器芯片微處理器芯片存儲(chǔ)器芯片存儲(chǔ)器芯片1971年年 8位位16位位32位位64位位4位（位（4004）1970年年256位位 1K位位16K位位64K位位256K位位1M位位16M位位64M位位4K位位4M位位Moore 定律定律Intel 公司的締造者之一公司的締造者之一 Gordon Moore 提出：提出：微芯片上集成的

8、微芯片上集成的晶體管晶體管數(shù)目每三年翻兩番。數(shù)目每三年翻兩番。問(wèn)題：摩爾定律問(wèn)題：摩爾定律是否永遠(yuǎn)生效？是否永遠(yuǎn)生效？為什么？為什么？lIntel 公司的典型微處理器產(chǎn)品公司的典型微處理器產(chǎn)品8080 8位位 1974年年8086 16位位 1979年年 2.9 萬(wàn)萬(wàn)80286 16位位 1982年年 13.4 萬(wàn)萬(wàn)80386 32位位 1985年年 27.5 萬(wàn)萬(wàn)80486 32位位 1989年年 120.0 萬(wàn)萬(wàn)Pentium 64位（準(zhǔn)）位（準(zhǔn)） 1993年年 310.0 萬(wàn)萬(wàn)Pentium pro 64位（準(zhǔn)）位（準(zhǔn)） 1995年年 550.0 萬(wàn)萬(wàn)Pentium 64位（準(zhǔn)）位（準(zhǔn)）

9、 1997年年 750.0 萬(wàn)以上萬(wàn)以上Pentium 64位（準(zhǔn)）位（準(zhǔn)） 1999年年 950.0 萬(wàn)以上萬(wàn)以上Pentium 64位位 2000年年 4 200.0 萬(wàn)萬(wàn)預(yù)計(jì)預(yù)計(jì) 2007 年年 芯片上可集成芯片上可集成 3 億億 5 千萬(wàn)千萬(wàn) 晶體管晶體管 2010 年年 芯片上可集成芯片上可集成 8 億億 晶體管晶體管機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言 面向機(jī)器面向機(jī)器匯編語(yǔ)言匯編語(yǔ)言 面向機(jī)器面向機(jī)器高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言 面向問(wèn)題面向問(wèn)題FORTRAN 科學(xué)和工程計(jì)算科學(xué)和工程計(jì)算 1954年年P(guān)ASCAL 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 1968年年C 面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο?1983年年 Java 適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)

10、環(huán)境適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 1995年年 （1）各種語(yǔ)言）各種語(yǔ)言BASIC 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 1964年年C 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 1972年年 （2）系統(tǒng)軟件）系統(tǒng)軟件語(yǔ)言處理程序語(yǔ)言處理程序 匯編程序匯編程序 編譯程序編譯程序 解釋程序解釋程序操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) DOS UNIX Windows 服務(wù)性程序服務(wù)性程序 裝配裝配 調(diào)試調(diào)試 診斷診斷 排錯(cuò)排錯(cuò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)軟件（3）應(yīng)用軟件）應(yīng)用軟件財(cái)務(wù)軟件財(cái)務(wù)軟件 辦公辦公OA 電子表格電子表格 CAD等等（4）軟件發(fā)展的特點(diǎn)）軟件發(fā)展的特點(diǎn)l開發(fā)周期長(zhǎng)開發(fā)周

11、期長(zhǎng)l制作成本高制作成本高l檢測(cè)軟件產(chǎn)品質(zhì)量的特殊性檢測(cè)軟件產(chǎn)品質(zhì)量的特殊性軟件是程序以及開發(fā)、使用和軟件是程序以及開發(fā)、使用和維護(hù)程序維護(hù)程序所需要的所有文檔。所需要的所有文檔。（1）科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理）科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理（2）工業(yè)控制和實(shí)時(shí)控制）工業(yè)控制和實(shí)時(shí)控制（3）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)l電子商務(wù)電子商務(wù)l網(wǎng)絡(luò)教育網(wǎng)絡(luò)教育l敏捷制造敏捷制造（4）虛擬現(xiàn)實(shí)）虛擬現(xiàn)實(shí)（5）辦公自動(dòng)化和管理信息系統(tǒng)）辦公自動(dòng)化和管理信息系統(tǒng)（6）CAD/CAM/CIMS（7）多媒體技術(shù)）多媒體技術(shù)（8）人工智能）人工智能l當(dāng)前計(jì)算機(jī)正朝著巨型化、微型化、智能化、當(dāng)前計(jì)算機(jī)正朝著巨型化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方

12、向發(fā)展，計(jì)算機(jī)本身的性能越來(lái)越優(yōu)網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展，計(jì)算機(jī)本身的性能越來(lái)越優(yōu)越，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。越，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。l21世紀(jì)除了人們繼續(xù)追求超級(jí)智能計(jì)算機(jī)的問(wèn)世紀(jì)除了人們繼續(xù)追求超級(jí)智能計(jì)算機(jī)的問(wèn)世外，更引人注目的是價(jià)格低廉、使用方便、體世外，更引人注目的是價(jià)格低廉、使用方便、體積更小、外形多變、具有人性化的計(jì)算機(jī)的研究積更小、外形多變、具有人性化的計(jì)算機(jī)的研究和應(yīng)用。和應(yīng)用。l在普及型的計(jì)算機(jī)發(fā)展同時(shí)，大型系統(tǒng)也將獲在普及型的計(jì)算機(jī)發(fā)展同時(shí)，大型系統(tǒng)也將獲得巨大發(fā)展，將來(lái)由低價(jià)、通用的多處理機(jī)組成得巨大發(fā)展，將來(lái)由低價(jià)、通用的多處理機(jī)組成的群機(jī)系統(tǒng)來(lái)代替單一的大型系統(tǒng)。的群機(jī)系統(tǒng)

13、來(lái)代替單一的大型系統(tǒng)。l未來(lái)計(jì)算機(jī)發(fā)展方向有量子計(jì)算機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)未來(lái)計(jì)算機(jī)發(fā)展方向有量子計(jì)算機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、化學(xué)、生物計(jì)算機(jī)和光計(jì)算機(jī)等。計(jì)算機(jī)、化學(xué)、生物計(jì)算機(jī)和光計(jì)算機(jī)等。1. Intel80486是是32位微處理器，位微處理器，Pentium是是_位微處理器。位微處理器。 A . 16B . 32 . 48. 64 答案：答案：D2. 下列下列_屬于應(yīng)用軟件。屬于應(yīng)用軟件。 A. 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) B. 編譯系統(tǒng)編譯系統(tǒng) C. 連接程序連接程序 D.文本處理文本處理 答案：答案：D3.數(shù)控機(jī)床是計(jì)算機(jī)在數(shù)控機(jī)床是計(jì)算機(jī)在A._方面的應(yīng)方面的應(yīng) 用，郵局把信件自動(dòng)分揀是在計(jì)算機(jī)在用，郵

14、局把信件自動(dòng)分揀是在計(jì)算機(jī)在B._方面的應(yīng)用。方面的應(yīng)用。 答案：答案： A.自動(dòng)控制自動(dòng)控制 B.人工智能人工智能4.將有關(guān)數(shù)據(jù)加以分類、統(tǒng)計(jì)、分析，以取將有關(guān)數(shù)據(jù)加以分類、統(tǒng)計(jì)、分析，以取得有利用價(jià)值的信息，我們稱其為得有利用價(jià)值的信息，我們稱其為_。 A. 數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算 B. 輔助設(shè)計(jì)輔助設(shè)計(jì) C. 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 D. 實(shí)時(shí)控制實(shí)時(shí)控制 答案：答案：C5. Pentium-3是一種是一種_。 A.64位處理器位處理器 B.16位處理器位處理器 C.準(zhǔn)準(zhǔn)16位處理器位處理器 D.32位處理器位處理器 答案：答案：A6. 至今為止，計(jì)算機(jī)中的所有信息仍以二進(jìn)至今為止，計(jì)算機(jī)中的所有信

15、息仍以二進(jìn)制方式表示的理由是制方式表示的理由是_。 A.節(jié)約元件節(jié)約元件 B.運(yùn)算速度快運(yùn)算速度快 C.物理器件性能所致物理器件性能所致 D.信息處理方便信息處理方便 答案：答案：C7.描述匯編語(yǔ)言特性概念中，錯(cuò)誤的是描述匯編語(yǔ)言特性概念中，錯(cuò)誤的是_。 A. 程序員需要硬件知識(shí)程序員需要硬件知識(shí) B. 匯編語(yǔ)言對(duì)機(jī)器的依賴性高匯編語(yǔ)言對(duì)機(jī)器的依賴性高 C. 用匯編語(yǔ)言編制程序難度比高級(jí)語(yǔ)言小用匯編語(yǔ)言編制程序難度比高級(jí)語(yǔ)言小 D. 匯編語(yǔ)言編寫程序執(zhí)行速度比高級(jí)語(yǔ)言快匯編語(yǔ)言編寫程序執(zhí)行速度比高級(jí)語(yǔ)言快 答案：答案：C8.多媒體多媒體CPU是帶有是帶有A._技術(shù)的處理器。技術(shù)的處理器。它是一種它是一種B._技術(shù)，特別適合于圖像技術(shù)，特別適合于圖像數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理。 答案：答案： A.MMX B.多媒體擴(kuò)