計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用第1頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四內(nèi)容提要1.4計(jì)算機(jī)應(yīng)用與社會(huì)信息化1.2計(jì)算機(jī)的類型1.1計(jì)算機(jī)發(fā)展史1.3計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)內(nèi)容提要內(nèi)容提要第2頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件硬件計(jì)算機(jī)發(fā)展史第3頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四人類追求的計(jì)算工具1642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分機(jī)1833分析機(jī)MARKIENIAC電子計(jì)算機(jī)時(shí)代計(jì)算機(jī)發(fā)展史第4頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）5000次加法/秒體重28噸占地170m218800只電子管1500個(gè)繼電器功率150KW計(jì)算機(jī)發(fā)展史第5頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四電子恐龍的縮骨法——晶體管ENIAC劃時(shí)代的實(shí)驗(yàn)裝置晶體管實(shí)質(zhì)上是按顯微比例的真空管建造的。電子管的缺點(diǎn)：體積大；耗能高、散熱量大。晶體管的優(yōu)點(diǎn)：體積小；耗能低；性能穩(wěn)定。計(jì)算機(jī)發(fā)展史第6頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四晶體管數(shù)目4004奔騰4420,000,0002,300將電腦濃縮在一顆芯片上0.18微米芯片10微米芯片計(jì)算機(jī)發(fā)展史第7頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四晶體管數(shù)單位時(shí)間執(zhí)行的指令數(shù)百萬條/每秒每18個(gè)月芯片能力增長(zhǎng)一倍。計(jì)算機(jī)第一定律——摩爾定律計(jì)算機(jī)發(fā)展史第8頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四第一代（1946~1956）電子管5千~4萬（次/秒）第二代（1957~1964）晶體管幾十萬~百萬（次/秒）第三代（1965~1970）集成電路百萬~幾百萬（次/秒）第四代（1971~90年代）集成電路幾百萬~幾億（次/秒）1964年911機(jī)1966年112機(jī)計(jì)算機(jī)發(fā)展的幾個(gè)階段計(jì)算機(jī)發(fā)展史第9頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四計(jì)算機(jī)的商用化計(jì)算機(jī)的第一個(gè)商業(yè)顧客——烤面包賣茶點(diǎn)的利昂（lyons）ENIACEDSAC改進(jìn)lyons參與部分投資進(jìn)入社會(huì)，開啟辦公自動(dòng)化理念Lyons復(fù)制EDSACLEO(LyonsElectronicOffice)LEO充當(dāng)會(huì)計(jì)師計(jì)算機(jī)發(fā)展史第10頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四香儂是現(xiàn)代信息論的著名創(chuàng)始人。1938年，香儂在發(fā)表的論文中，首次用布爾代數(shù)進(jìn)行開關(guān)電路分析，并證明布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算可以通過繼電器電路來實(shí)現(xiàn)。阿塔納索夫提出了計(jì)算機(jī)的三條原則：1）以二進(jìn)制的邏輯基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算，以保證精度；2）利用電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)控制、邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算，以保證計(jì)算速度；3）采用把計(jì)算功能和二進(jìn)制數(shù)更新存儲(chǔ)功能相分離的結(jié)構(gòu)。奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要人物和思想ClaudeShannon計(jì)算機(jī)發(fā)展史第11頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四圖靈與圖靈機(jī)為紀(jì)念圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)，美國(guó)計(jì)算機(jī)博物館于1966年設(shè)立了“圖靈獎(jiǎng)”計(jì)算機(jī)是使用相應(yīng)的程序來完成任何設(shè)定好的任務(wù)。圖靈機(jī)是一種思想模型，它由三部分組成：一個(gè)控制器，一條可以無限延伸的帶子和一個(gè)在帶子上左右移動(dòng)的讀寫頭。計(jì)算機(jī)發(fā)展史第12頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四Altair8800計(jì)算機(jī)發(fā)展——微型化計(jì)算機(jī)不再是單一的計(jì)算機(jī)器，而是一種信息機(jī)器，一種個(gè)人的信息機(jī)器。計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)第13頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四CRAY-Ⅱ計(jì)算機(jī)發(fā)展——巨型化運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百億次運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)1975年世界上第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)“Cray-I”超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用：天氣預(yù)報(bào)、地震機(jī)理研究、石油和地質(zhì)勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學(xué)計(jì)算的高科技領(lǐng)域。中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)：國(guó)防科技大學(xué)研制的“銀河1號(hào)”、“銀河2號(hào)”和“銀河3號(hào)”國(guó)家職能計(jì)算機(jī)中心推出的“曙光1000”和“曙光200I”銀河Ⅱ計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)第14頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四計(jì)算機(jī)發(fā)展——網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展動(dòng)力：使用遠(yuǎn)程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶的通訊和合作。計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)第15頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四計(jì)算機(jī)發(fā)展——智能化“總有一天，人類會(huì)造出一些舉止跟人一樣的‘沒有靈魂的機(jī)械’來”。

——笛卡爾（1637）人類第一個(gè)“工業(yè)機(jī)器人”：

一頭在紡織機(jī)上挑紗的“驢”（1742年）第一代機(jī)器人

機(jī)械手（1962年出現(xiàn)）第二代機(jī)器人

具有“感覺”的機(jī)器人第三代機(jī)器人

裝有啟發(fā)式計(jì)算機(jī)的“智能機(jī)器人”DeepblueGarryKasparov計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)第16頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)軟件一般可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

系統(tǒng)軟件通常是負(fù)責(zé)管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)的各種軟硬件資源，并為用戶提供一個(gè)友好的操作界面，以及服務(wù)于一般目的的上機(jī)環(huán)境。應(yīng)用軟件是專業(yè)人員為各種應(yīng)用目的而開發(fā)的程序，這些程序通常是利用高級(jí)語言編程或使用應(yīng)用程序的生成工具生成的。

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)第17頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四計(jì)算機(jī)語言的發(fā)展第一代語言——機(jī)器語言如：011011000000000000000001110101

其功能為：清除累加器，將內(nèi)存117單元內(nèi)容與累加器內(nèi)容相加。第二代語言——匯編語言上面的機(jī)器語言可以表示為：CLA00017第三代語言——高級(jí)語言、算法語言第四代語言——非過程化語言第五代語言——智能性語言計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)第18頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)計(jì)算（數(shù)值計(jì)算）信息（數(shù)據(jù)）處理過程控制（實(shí)時(shí)控制）計(jì)算機(jī)輔助工程人工智能計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算機(jī)應(yīng)用與社會(huì)化第19頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四計(jì)算機(jī)病毒計(jì)算機(jī)是一種“可以傳授給人知識(shí)的工具”，也是一種“無比有力的知識(shí)工具”。計(jì)算機(jī)犯罪保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)計(jì)算機(jī)病毒：是指編制或者在計(jì)算機(jī)程序中插入的破壞計(jì)算機(jī)功能或者毀壞數(shù)據(jù)，影響計(jì)算機(jī)使用，并能自我復(fù)制的一組計(jì)算機(jī)指令或程序代碼。計(jì)算機(jī)應(yīng)用與社會(huì)化第20頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四計(jì)算機(jī)病毒