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1、计算机的历史和发展,信息社会计算机技术的发展借助于计算机寻找信息、获取信息、信息加工归纳、变换成人所需要的形式计算机的广泛应用 改变了人类处理信息的工作方式和范围 带来了整个社会翻天覆地的变化。一 计算机的发展史1946 ENIAC（Electronic Numerical Integrator andComputer)美国宾夕法尼亚大学 第一台计算机EDSAC（Electronic Delay Storage Automatic Calculator)EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)史前时代 蹒跚学步 稳步发展 突飞
2、猛进,1、史前时代计算工具的需求和早期开发：早期为了解决计算问题 石子、木棒、算筹、算盘解决简单问题 问题复杂化 研究计算工具 1642帕斯卡发明机械式加减法器，1673莱布尼兹乘除器 能完成四则运算的机械式计算器 1830巴贝齐的差分机、分析机，虽然已有今天计算机的基本框架，由于技术限制，用机械方式实现复杂的过程几乎不可能。,关于算法和程序性过程的研究及其理论的发展：计算过程的自动化：用自动进行的过程代替人工实施复杂计算。算法过程：按照一定的步骤，通过一系列小的简单操作完成复杂的计算过程。20世纪40年代英数学家阿兰图灵提出一种自动计算机器的模型“图灵机”它是一种自动计算机的模型，指出一切可
3、能的机械式计算过程都可以用图灵机实现，并存在一种通用的图灵机。,电与电子技术的发展随着20世纪电学与电子学的发展，人们看到了另一条计算过程的途径，1944二战期间机电方式计算机Z-1，Z-2，MARK I1946 ENICK诞生2、起步阶段1946 美数学家冯诺依曼提出了现代计算机的基本原理：存储程序原理。50年代的EDSAC，EDVAC，IBM 701问世，标志信息产业的开始1954 IBM 开发出Fortran语言，至今仍在应用，同时使IBM704走向成功。随后新的程序设计语言COBOL，LISP等出现。应用领域：主要用于军事、科学。商务数据处理，人工智能、计算机图形图象处于萌芽阶段。,3
4、、稳步发展1965 IBM推出360系列大型计算机。70年代美、日、其他公司开始生产与IBM大型机兼容的计算机，打破垄断，推动价格竞争和技术进步。DEC 公司开发的小型机用于教育、科研部门得到广泛应用。工作站用于个人使用，用于图形图象处理、CAD、软件开发等。随着半导体技术的发展，1971年Intel 公司第一个微处理芯片4004诞生，这是第一个做在一个芯片上的计算机。（新的发展阶段）1977 APPLE公司推出APPLEII微型机价格便宜，性能好。计算机的角色发生了根本变化，走近普通百姓。图形技术和图形用户界面技术得到发展。1984Apple公司Macintosh完全采用了图形用户界面，取得
5、巨大成功。这和1983IBM推出的PC/XT一起，启动了微机蓬勃发展的大潮流。开始研究计算机网络技术,4、突飞猛进80年代后期开始1)性能价格比飞速提高。摩尔定律2)易用的图形图象界面，大量解决实际问题的应用系统3)计算机网络的发展4)各个领域的电子化。数据处理、各种用户服务系统等5、计算机的今天1）使用方式的改变 科学、工程、日常生活2）计算机使用人群的改变 使用者遍布各种阶层，各个年龄层3）应用领域的扩大 工业、农业、国防、科学、服务领域如信用卡、电话、定票4）计算机出现形式的变化 功能强大价格便宜的单片机用于各种仪器、设备、日常生活用具。,计算机的发展简史,计算机的过去,大体积的专用设备
6、,1946年 世界上第一台电脑ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)在美国宾夕法尼亚大学诞生 发明人：莫奇来和爱克特 5000次加法/秒体重28吨占地170m218,000多只电子管1500个继电器功率150KW,电子管,第二代（1958年1964年）：晶体管阶段基本特征是采用晶体管作为计算机的逻辑元器件，运算速度达每秒几十万次，内存容量增至几十KB。与此同时，计算机软件技术也有了较大发展，出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高级语言。与第一代计算机相比，晶体管电子计算机体积小、成本低、功能强、可靠性大大提高。除了科
7、学计算外，还用于数据处理和事务处理。其代表机型有IBM 7094。,晶体管,第三代（1965年1969年）：集成电路阶段 随着固体物理技术的发展，集成电路工艺己可以在几平方毫米的单晶硅集成电路片上集成由十几个甚至上百个电子元器件组成的逻辑电路。它的运算速度每秒可达几十万次到几百万次，体积越来越小，价格越来越低，软件越来越完善，在监控程序的基础上发展形成了操作系统。,第四代（1970年现在）：大规模/超大规模集成电路阶段基本特征是采用大规模集成电路和超大规模集成电路作为计算机的逻辑元器件，20世纪70年代以来，集成电路制作工艺取得了迅猛的发展，在硅半导体上可集成更多的电子元器件，计算机的速度最高
8、可以达到每秒几百万亿次浮点运算。操作系统不断完善，高级程序设计语言功能更加完善，人们的生活与计算机应用息息相关。,计算机的发展速度-摩尔定律,芯片密度每 18 个月增加1倍；体积越来越小CPU性能价格比 大约18个月翻一番速度越来越快价格越来越便宜,社会关系网和信息交互网,数字文化,数字通信(Digital Communication)数字音频广播(Digital Audio Broadcasting)数字地球、全球定位系统(Global Position System)、数字地图、数字城市、.数字图书馆、数字博物馆、.数字出版(eBook)数字电视(Digital TV),数字文化,数字电影
9、(Digital Movie,Digital Video)数字音乐(Digital Audio,Digital Music)数码相机(Digital Camera)数字家庭(智能家电)数字娱乐远程教育(Distance Education)、远程医疗电子钱包、电子银行、电子商务、.,网络文化,以计算机、网络基础设施及其附属设备为物质载体以内容提供商、运营商、消费者等为主体以虚拟的计算空间为主要传播领域以数字化为基本技术手段为人类创造出了一种新的生存方式、活动方式和思维方式BBS,QQ，淘宝网网络游戏盛大、巨人网络网络社区和网络政治网络艺术网络音乐、网络文学、网络影视计算机艺术校园文化,热门话题
10、,生物识别技术虚拟现实蓝牙技术电子商务远程教育,生物识别技术,虚拟现实,虚拟现实作为一项综合技术，集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、多传感器、网络、并行处理等技术的最新发展成果，为我们创建和体验虚拟世界提供了有力的支持。由于实时的三维空间表现能力、人机交互式的操作环境以及给人带来的身临其境感受，虚拟现实必将成为建筑与规划辅助设计及展示的理想工具。,科学视算,东亚爆发性气旋结构,云水等值面按照水平风速着色，叠加了10km高度层的流线，观察视角：西南到东北,科学视算,台风内部空气的螺旋运动,线、球代表台风内空气块的运动轨迹，轨迹按照垂直运动着色，红色：上升，蓝色：下沉,科学视算,锋面暖湿空气,
11、梅雨期锋面两侧冷、暖空气运动的轨迹 蓝色：冷空气；红色：暖湿空气；白色：空中的雨水；观察视角：从西往东,科学视算,交互运行界面,图像产品为一次气旋过程的三维风场，包括用风羽和等值线表示的低空水平剖面上的风矢量和风速、高空水平剖面上的流线、垂直剖面上的风速等值线及风速为35 m/s的三维等值面,蓝牙技术,蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。其程序写在一个9 x 9 mm的微芯片中。如果把蓝牙技术引入到移动电话和膝上型电脑中，就可以去掉移动电话与膝上型电脑之间的令人讨厌的连接电缆而而通过无线使其建立通信。打印
12、机、PDA、桌上型电脑、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。除此之外，蓝牙无线技术还为已存在的数字网络和外设提供通用接口以组建一个远离固定网络的个人特别连接设备群。,电子商务,国际组织与奖项,1.美国计算机协会(Association for Computer Machinery)：1947年成立2.图灵奖ACM（Association for Computing Machinery)于1966年设立的第一个奖项，是计算机界的诺贝尔奖，主要奖励在计算机科学理论和软件方面作出重要贡献的科学家。2.IEEE（电气和电子工程师协会，Institute of El
13、ectrical&Electronic Engineers）计算机协会(IEEE Computer Society)：1946年成立,总结：计算机的发展史：从其器件的构成来看，经历了电子管、晶体管、集成电路，大规模集与超大规摸集几个阶段。在计算机的发展是上，还有一些更重要的事件：计算机的小型化和个人计算机的出现，网络的出现及使用形式的变化。,二 计算机的工作原理和若干基本术语 1、通用电子数字计算机：信息处理完全采用数字方式，文字、语音、图象、动画 半导体集成电路构成，如CPU，MEM，I/O。采用“存储程序控制”原理，计算机能够解决一切具有“可解算法”的问题。2、计算机的组成及基本工作原理
14、组成图 输入设备 存储器 输出设备 运算器 控制器,工作原理中央处理器（CPU）功能：执行“程序”，亿百亿条指令/秒 假如人1秒1条指令，1年有0.31亿秒，相当于10数百人年，天气预报 指标：速度、精度CPU由运算器+控制器组成：对每次运算都发出运算指令并解释指令 完成算术运算与逻辑运算、对存储器存、取数据 使运算具有通用性 即进行有条件的运算+、-、*、/数据来源 加工结果保存“存储程序控制”原理：由基本指令组成的序列；以数字形式存储在MEM；程序 优点？由控制器负责解释每一条指令，使CPU完成某种运算或操作,(Central Processing Unit),有利于各部件的配合 数据有通
15、用的含义指令流与数据流的配合 指令也可以当作“数据”存储器 软件重用 发数据 发指令 指令放在存储器 运算器 控制器 中的好处！使计算机变为能自动执行的机器 字节byte为单位 按地址访问，每个存储单元有一个唯一地址 与CPU交换数据，指令流与数据流,自然界的信息形式多种多样，在计算机中都是以二值形式来表达。相关术语：位（bit)计算机中存储信息的最小单位。0，1 字节（B,byte)1字节(byte)=8位（bit)1K(kilo)B=1024B 千字节1M(mega)B=兆字节1G(giga)B=吉字节1TB=,取指令,执行指令,计算机CPU的基本工作循环,程序和计算机的基本工作循环 控制
16、器由“程序计数器”取出指令地址 取指令 执行指令 读内存，将指令送入“指令寄存器”解释指令、可能的内存读取 加1，更新程序计数器内容，变为下一条指令地址 返回 指令通过数据总线进入CPU 美国数学家冯诺依曼 由操作系统将第一条指令地址放入程序计数器,控制器是实现此基本循环的主体,计算机的通用性：种类不多，可大工业生产 专用性：运行不同程序，可表现为不同专用处理机CPU的复杂化原因：1、人们对CPU性能要求越来越高 2、需处理数据的情况越来越多,计算机的发展阶段,从构成器件上看,计算机的发展经历了:电子管,晶体管,集成电路,大规模集成电路超大规模集成电路五代的发展.(约20年)重要事件:计算机的
17、小型化,计算机网络的出现和发展,计算机使用形式和出现形式的变化,三 信息处理过程,信息：人与人、人与机器、机器与机器之间传输的任何数据。复杂的信息可以分割成简单的成分，到最小信息单位 即二值数码。信息系统所要经历的发展过程：可行性研究，系统分析，系统设计，系统开发，系统运行，系统维护，告老退休重新开发。四 让计算机成为你的好助手,作业及说明,上机作业:在上机时完成,需将指定的上机作业按规定时间内提交到网上。计算中心帐户：待定 口令：待定 网络教学的户名和口令均为学号，口令可改 临时 户：11000书面作业:准备两个作业本,每周四课间收发本周一和上周四的书面作业(或周三上机后提前交),等助教到位
18、后交书面作业。上机练习:上机课上练习的内容,不提交。,作业及说明,一、本次书面作业：(第三周交)1、计算机经历了哪几代的发展？2、概念解释：CPU,BYTE,KB,MB,GB,Internet二、第一次上机作业：（10月21日前，含21日，网络教学上提交，计入平时成绩）每位同学用word或PowerPoint制作电子文档。内容：选自参考书问答题中任意5题，请抄题;或针对某章或某问题写读书报告，题目自拟。要求文档格式清晰，内容完整。复习思考题:计算机在哪些领域的应用有待发展 计算机的工作原理 阅读书籍或电子教案,有课外上机条件的同学可下载电子教案.请同学们踊跃讨论或回答网上同学的提问。欢迎把自己
19、上机时发现的错误或经验总结发贴。,基础了解（简述）1、从器件构成上看，计算机经历了哪几个阶段的发展？2、请列举出计算机发展过程中你所知道的一些重要事件。3、你是否会使用一些常用的应用软件，如Word、Powerpoint？4、你是否上网浏览、发邮件？你上机经常作什么方面的工作？5、试将补码（11111111）2 转换为十进制数。6、你曾学过什么程序设计语言?试写出以下程序的运行结果#include doublepower(double x,int n);void main(void)printf(5 to the power 2 is%f n”,power(5,2);doublepower(double x,int n)double val=1.0;while(n-)val=val*x;return(val);,
