計(jì)算機(jī)導(dǎo)論第一章課件

計(jì)算機(jī)導(dǎo)論曹玲

sdcaoling@126.com2014.9

《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的第一門(mén)與所學(xué)專(zhuān)業(yè)有關(guān)的基礎(chǔ)課之一，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，力求使學(xué)生了解掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，拓展知識(shí)面，把握IT發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)有比較深入的了解，樹(shù)立專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的責(zé)任感和自豪感。為后繼課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。2教材:

計(jì)算機(jī)導(dǎo)論黃國(guó)興等編著清華大學(xué)出版社參考書(shū):

計(jì)算機(jī)導(dǎo)論主編楊克昌王岳斌中國(guó)水利水電出版社大學(xué)計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)主編馮小霞浙江大學(xué)出版社3課程主要內(nèi)容第1章緒論第2章計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)第3章計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)第4章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件與工具軟件第5章計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件第6章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及其應(yīng)用第7章多媒體技術(shù)及其應(yīng)用第8章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用第9章軟件工程計(jì)算機(jī)導(dǎo)論4計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與分類(lèi)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的研究范疇第1章緒論5什么是計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)（Computer）是一種能夠按照事先存儲(chǔ)的程序，自動(dòng)、高速地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、處理、輸出和存儲(chǔ)的系統(tǒng)。什么是6計(jì)算機(jī)能夠完成的基本操作及其主要功能：輸入：接受由輸入設(shè)備（如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、掃描儀等）提供的數(shù)據(jù)。處理：對(duì)數(shù)值、邏輯、字符等各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，按指定的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。輸出：將處理所產(chǎn)生的結(jié)果等數(shù)據(jù)送到相關(guān)輸出設(shè)備。存儲(chǔ)：存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。7計(jì)算機(jī)革命幾乎沖擊了所有的領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)作為20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的卓越成就之一，它正在改變并將繼續(xù)影響和改變?nèi)祟?lèi)的學(xué)習(xí)、工作和生活方式，計(jì)算機(jī)誕生以后，信息的交流和傳播起了質(zhì)的變化，計(jì)算機(jī)科學(xué)這門(mén)年輕的學(xué)科，正愈來(lái)愈被人們所重視。1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展8

世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC,(ElectonicNumericalIntegratorAndCalculator)于1946年誕生于美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)，它的全稱(chēng)為“電子數(shù)值積分和計(jì)算機(jī)”。它是為計(jì)算彈道和射擊而設(shè)計(jì)的。占地170m2,重達(dá)30噸，耗電150千瓦，耗資40萬(wàn)美元，可謂“龐然大物”。它的問(wèn)世標(biāo)志著計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)，它的出現(xiàn)具有劃時(shí)代的偉大意義。使用了18000個(gè)電子管，1500個(gè)繼電器以及其他器件,只能存放20個(gè)10位的十進(jìn)制數(shù)。運(yùn)算速度為5000次/s加法，1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生9第一代（1946~1956）電子管5千~4萬(wàn)（次/秒）第二代（1957~1964）晶體管幾十萬(wàn)~百萬(wàn)（次/秒）第三代（1965~1970）集成電路百萬(wàn)~幾百萬(wàn)（次/秒）第四代（1971~90年代）集成電路幾百萬(wàn)~幾億（次/秒）1.1.2計(jì)算機(jī)發(fā)展的幾個(gè)階段10第一代：電子管

基本特征采用電子管作為計(jì)算機(jī)的邏輯元器件，每秒運(yùn)算速度僅為幾千次，內(nèi)存容量?jī)H數(shù)KB。其數(shù)據(jù)表示主要是定點(diǎn)數(shù)，使用機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序。第一代電子計(jì)算機(jī)體積龐大，造價(jià)昂貴，用于軍事和科學(xué)研究工作。其代表機(jī)型有IBM650（小型機(jī)）、IBM709（大型機(jī)）。電子管11第二代：晶體管基本特征是采用晶體管作為計(jì)算機(jī)的邏輯元器件，由于電子技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)算速度達(dá)每秒幾十萬(wàn)次，內(nèi)存容量增至幾十KB。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)也有了較大發(fā)展，出現(xiàn)了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高級(jí)語(yǔ)言。與第一代計(jì)算機(jī)相比，晶體管電子計(jì)算機(jī)體積小、成本低、功能強(qiáng)、可靠性大大提高。除了科學(xué)計(jì)算外，還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理。其代表機(jī)型有IBM7094、CDC7600。晶體管12第三代：集成電路基本特征是采用小規(guī)模集成電路作為計(jì)算機(jī)的邏輯元器件，隨著固體物理技術(shù)的發(fā)展，集成電路工藝己可以在幾平方毫米的單晶硅集成電路片上集成由十幾個(gè)甚至上百個(gè)電子元器件組成的邏輯電路。它的運(yùn)算速度每秒可達(dá)幾十萬(wàn)次到幾百萬(wàn)次，體積越來(lái)越小，價(jià)格越來(lái)越低，軟件越來(lái)越完善，在監(jiān)控程序的基礎(chǔ)上發(fā)展形成了操作系統(tǒng)。其代表機(jī)型有IBM360。集成電路13第四代：大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路

基本特征是采用大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路作為計(jì)算機(jī)的邏輯元器件，20世紀(jì)70年代以來(lái)，集成電路制作工藝取得了迅猛的發(fā)展，在硅半導(dǎo)體上可集成更多的電子元器件，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替了磁芯存儲(chǔ)器，目前，計(jì)算機(jī)的速度最高可以達(dá)到每秒幾百萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算。操作系統(tǒng)不斷完善，高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言功能更加完善，人們的生活與計(jì)算機(jī)應(yīng)用息息相關(guān)。超大規(guī)模集成電路14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(kāi)關(guān)電路分析，并證明布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算可以通過(guò)繼電器電路來(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算以保證精度；2）利用電子技術(shù)來(lái)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ClaudeShannon15

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(lái)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(wú)限延伸的帶子和一個(gè)在帶子上左右移動(dòng)的讀寫(xiě)頭。16JohnvonNeumann馮諾依曼1949EDSAC

馮·諾依曼計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序工作原理計(jì)算機(jī)的兩個(gè)基本能力：一是能夠存儲(chǔ)程序，二是能夠自動(dòng)地執(zhí)行程序。計(jì)算機(jī)是利用“存儲(chǔ)器”（內(nèi)存）來(lái)存放所要執(zhí)行的程序的，而稱(chēng)之為CPU的部件可以依次從存儲(chǔ)器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成全部指令任務(wù)為止。17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18兩大計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)組織IEEE-CS(InstituteofElectricalandElectronicEngineers-ComputerSociety)

電氣和電子工程師學(xué)會(huì)-----計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)ACM(AssociationforComputerMachinery)

美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)19

1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與分類(lèi)1．運(yùn)算速度快2.精確度高,可靠性好3.具有記憶和邏輯判斷功能計(jì)算機(jī)的特點(diǎn):201.2.1計(jì)算機(jī)的分類(lèi)按照計(jì)算機(jī)的綜合性能高低，分為微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）大/中型計(jì)算機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）巨型計(jì)算機(jī)（Supercomputer）嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）21計(jì)算機(jī)的分類(lèi)22計(jì)算機(jī)的分類(lèi)微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）是通用計(jì)算機(jī)。通常是由一個(gè)用戶(hù)來(lái)使用（單用戶(hù)，Single-user）。配有文字、聲音、圖象等輸入輸出設(shè)備?？赏ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)與其他計(jì)算機(jī)相聯(lián)。高檔臺(tái)式機(jī)可充當(dāng)服務(wù)器。23計(jì)算機(jī)的分類(lèi)微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）功能與臺(tái)式機(jī)類(lèi)似。一體化結(jié)構(gòu)。耗電更少，并配有電池，可在沒(méi)有交流電源的場(chǎng)合使用?？裳b在文件包中。24計(jì)算機(jī)的分類(lèi)微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）計(jì)算能力比臺(tái)式機(jī)更強(qiáng)，特別是在圖形處理方面。價(jià)格比臺(tái)式機(jī)高得多。隨著臺(tái)式機(jī)能力的不斷提高，有可能被臺(tái)式機(jī)所替代。25計(jì)算機(jī)的分類(lèi)微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）向用戶(hù)提供專(zhuān)門(mén)的功能。靠電池供電?？裳b在衣袋中。有些已具有無(wú)線(xiàn)通信能力。是嵌入式計(jì)算機(jī)的一類(lèi)。26計(jì)算機(jī)的分類(lèi)微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專(zhuān)用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）具有比微機(jī)更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。多個(gè)用戶(hù)可以同時(shí)使用（多用戶(hù)，Multi-user）。目前主要用作服務(wù)器。27計(jì)算機(jī)的分類(lèi)微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專(zhuān)用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）具有比小型機(jī)更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。價(jià)格比小型機(jī)高。在銀行等最早使用計(jì)算機(jī)的行業(yè)中廣泛使用。28計(jì)算機(jī)的分類(lèi)微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專(zhuān)用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）擁有最強(qiáng)的并行計(jì)算能力，主要用于科學(xué)計(jì)算。在氣象、軍事、能源等領(lǐng)域承擔(dān)大規(guī)模、高速度的計(jì)算任務(wù)。趨勢(shì)是用許多臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)。29計(jì)算機(jī)的分類(lèi)微型計(jì)算機(jī)（微機(jī)，Microcomputer）臺(tái)式計(jì)算機(jī)（Desktop）膝上型電腦（Laptop）/筆記本計(jì)算機(jī)（Notebook）工作站（Workstation）掌上型電腦（Palmtop）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA,PersonalDigitalAssistant）小型計(jì)算機(jī)（小型機(jī)，Minicomputer）主機(jī)（大型機(jī)，Mainframecomputer）超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）專(zhuān)用計(jì)算機(jī)（Special-purposecomputer）/嵌入式計(jì)算機(jī)（Embeddedcomputer）具有面向特定電子設(shè)備的專(zhuān)門(mén)計(jì)算能力。一般被嵌入在特定的電子設(shè)備中，直接控制電子設(shè)備。具有廣泛的發(fā)展前途。服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)；處理信號(hào)；用途30計(jì)算機(jī)的分類(lèi)歸納數(shù)字計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算機(jī)數(shù)模混合計(jì)算機(jī)按處理對(duì)象按使用范圍通用計(jì)算機(jī)專(zhuān)用計(jì)算機(jī)按規(guī)?！扌陀?jì)算機(jī)大/中型計(jì)算機(jī)小型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)工作站或服務(wù)器31Altair8800

⑴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1.2.2計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)32CRAY-Ⅱ

⑵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”、“曙光200I”和“曙光3000”銀河Ⅱ33

⑶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(hù)的通訊和合作。34

⑷智能化“總有一天，人類(lèi)會(huì)造出一些舉止跟人一樣的‘沒(méi)有靈魂的機(jī)械’來(lái)”。 ——笛卡爾（1637）人類(lèi)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(jué)”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”351958年組裝調(diào)試成第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)（103機(jī)）1959年研制成大型通用電子管計(jì)算機(jī)（104機(jī)），1960年研制成通用電子管計(jì)算機(jī)（107機(jī)）1964年推出第一批晶體管計(jì)算機(jī)1971年研制成第三代集成電路計(jì)算機(jī)1974年后DJS-130晶體管計(jì)算機(jī)形成了小批量生產(chǎn)1982年采用大、中規(guī)模集成電路研制成16位的DJS-150機(jī)1983年推出運(yùn)算速度達(dá)一億次的“銀河-I”巨型計(jì)算機(jī)。1992年向量運(yùn)算達(dá)到十億次的“銀河-Ⅱ”投入運(yùn)行。1997年“銀河-Ⅲ”投入運(yùn)行2001年2月17日，研制出“曙光3000”超級(jí)計(jì)算機(jī)，成為我國(guó)迄今性能最高的國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)，其最高運(yùn)算速度達(dá)每秒4032億次、內(nèi)存容量達(dá)168GB。計(jì)算機(jī)世界中的中國(guó)36

計(jì)算機(jī)世界中的日本輝煌：打敗Intel的芯片巨人，迫使Intel于1985年另辟戰(zhàn)場(chǎng)（微處理器）筆記本電腦的領(lǐng)軍人物失誤：第五代計(jì)算機(jī)（智能計(jì)算機(jī)）的開(kāi)發(fā)者高清晰度模擬電視37

計(jì)算機(jī)世界中的印度硅谷慧谷世界軟件產(chǎn)業(yè)王國(guó)1985年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為1000萬(wàn)美元1994年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為10億美元2000年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為50億美元在軟件出口規(guī)模和質(zhì)量與總產(chǎn)值的比例上，印度居世界第一。38

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍，按其應(yīng)用特點(diǎn)可分為科學(xué)計(jì)算、信息處理、過(guò)程控制、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信、人工智能。

1．科學(xué)計(jì)算：指計(jì)算機(jī)應(yīng)用于完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的數(shù)學(xué)問(wèn)題（數(shù)值計(jì)算）。一般要求計(jì)算機(jī)速度快、精度高，存儲(chǔ)容量相對(duì)大?？茖W(xué)計(jì)算是計(jì)算機(jī)最早的應(yīng)用方面。1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用39

2．信息處理：信息處理主要是指非數(shù)值形式的數(shù)據(jù)處理,包括對(duì)數(shù)據(jù)資料的收集、存儲(chǔ)、加工、分類(lèi)、排序、檢索和發(fā)布等一系列工作。信息處理包括辦公自動(dòng)化（OA）、企業(yè)管理、情報(bào)檢索、報(bào)刊編排處理等。特點(diǎn)是要處理的原始數(shù)據(jù)量大,而算術(shù)運(yùn)算較簡(jiǎn)單,有大量的邏輯運(yùn)算與判斷,結(jié)果要求以表格或文件形式存儲(chǔ)、輸出。信息處理目前應(yīng)用最廣,占所有應(yīng)用的80%左右。403．過(guò)程控制：把計(jì)算機(jī)用于科學(xué)技術(shù)、軍事領(lǐng)域、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域的過(guò)程控制。且計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，需有專(zhuān)門(mén)的數(shù)字—模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備和模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備（稱(chēng)為D/A轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換）。由于過(guò)程控制一般都是實(shí)時(shí)控制,有時(shí)對(duì)計(jì)算速度要求不高，但要求可靠性高，相應(yīng)及時(shí)。41

4．計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)：有計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)、計(jì)算機(jī)集成制造（CIMS）等系統(tǒng)。

425．多媒體技術(shù)：把數(shù)字、文字、聲音、圖形、圖像和動(dòng)畫(huà)等多種媒體有機(jī)組合起來(lái)，利用計(jì)算機(jī)、通信和廣播電視技術(shù)，使它們建立起邏輯聯(lián)系，并能進(jìn)行加工處理（包括對(duì)這些媒體的錄入、壓縮和解壓縮、存儲(chǔ)、顯示和傳輸?shù)龋┑募夹g(shù)。目前多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷拓寬，除了知識(shí)學(xué)習(xí)、電子圖書(shū)、商業(yè)及家庭應(yīng)用外，在遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會(huì)議中都得到了極大的推廣43

6．計(jì)算機(jī)通信：是計(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)技術(shù)的發(fā)展將處在不同地域的計(jì)算機(jī)用通訊線(xiàn)路連接起來(lái)，配以相應(yīng)的軟件，達(dá)到資源共享的目的。44

7．人工智能：研究解釋和模擬人類(lèi)智能、智能行為及其規(guī)律的一門(mén)學(xué)科。其主要任務(wù)是建立智能信息處理理論，進(jìn)而設(shè)計(jì)可以展現(xiàn)某些近似于人類(lèi)智能行為的計(jì)算系統(tǒng)。人工智能學(xué)科包括：知識(shí)工程、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、虛擬現(xiàn)實(shí)、自然語(yǔ)言處理、智能機(jī)器人和神經(jīng)計(jì)算等多方面的研究。45計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)是研究計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與制造和利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息獲取、表示、存儲(chǔ)、處理、控制等的理論、原則、方法和技術(shù)的學(xué)科。它包括科學(xué)與技術(shù)兩方面。

1.4計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科46科學(xué)側(cè)重于研究現(xiàn)象、揭示規(guī)律；技術(shù)則側(cè)重于研制計(jì)算機(jī)和研究使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理的方法與技術(shù)手段?？茖W(xué)是技術(shù)的依據(jù),技術(shù)是科學(xué)的體現(xiàn)；技術(shù)得益于科學(xué),它又向科學(xué)提出新的課題?？茖W(xué)與技術(shù)相輔相成、互為作用,二者高度融合是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)科的突出特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)除了具有較強(qiáng)的科學(xué)性外,還具有較強(qiáng)的工程性，是一門(mén)科學(xué)性與工程性并重的學(xué)科。表現(xiàn)為理論性和實(shí)踐性緊密結(jié)合的特征。

47對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)學(xué)科而言，“有限的在校時(shí)間與不斷增長(zhǎng)的知識(shí)的矛盾”更為突出。48我們面對(duì)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)1958年，擁有計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)14所1983年，擁有計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)63所1986年，擁有計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)88所1993年，擁有計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)137所1994年，擁有計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)187所49我們面對(duì)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專(zhuān)業(yè)點(diǎn)數(shù)2002年，全國(guó)有484個(gè)本科計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)2003年，有505個(gè)本科計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)，增加4%2004年，有652個(gè)本科計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)，增加29%2005年，有771個(gè)本科計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)，增加18%（許多是隨“專(zhuān)升本”過(guò)來(lái)的）569450我們面對(duì)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)去年計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)生情況本科：畢業(yè)90094，招生91908，在校生440318（675人/點(diǎn)）

2003年在校生27萬(wàn)，占理工生14.6%)近幾年新增加的專(zhuān)業(yè)點(diǎn)對(duì)這個(gè)招生量貢獻(xiàn)很大學(xué)生專(zhuān)業(yè)自豪感下降招生：不再是最高分學(xué)生的集中首選就業(yè)：不再是“皇帝的女兒”51我們面對(duì)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育部認(rèn)定的計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)軟件工程計(jì)算機(jī)軟件網(wǎng)絡(luò)工程信息安全電子商務(wù)信息與計(jì)算科學(xué)智能科學(xué)與技術(shù)…52來(lái)自人才市場(chǎng)的聲音——企業(yè)畢業(yè)生三大主要缺點(diǎn)：獨(dú)立解決問(wèn)題的能力；責(zé)任心；基本的抽象分析問(wèn)題的能力頭三位的專(zhuān)業(yè)技能：編程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法應(yīng)該具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，特別是理論結(jié)合實(shí)際的能力數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、建模能力等將決定一個(gè)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的發(fā)展前景。這些能力應(yīng)該在基礎(chǔ)課中得到訓(xùn)練，在實(shí)踐教學(xué)中得到升華53來(lái)自人才市場(chǎng)的聲音——畢業(yè)生計(jì)算機(jī)核心技術(shù)沒(méi)有明顯突破，這與計(jì)算機(jī)人才的理論基礎(chǔ)薄弱、特別是理論與實(shí)際相結(jié)合的能力不強(qiáng)有直接關(guān)系學(xué)好離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、C程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理和軟件工程這8門(mén)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的主干課，對(duì)自己的可持續(xù)發(fā)展是至關(guān)重要的，可惜這樣的體會(huì)在工作中才得出54來(lái)自人才市場(chǎng)的聲音——教育專(zhuān)家學(xué)生思想活躍、接受能力強(qiáng)、見(jiàn)識(shí)較廣企業(yè)和高校在“素質(zhì)”教育內(nèi)涵上有較大的差異：以學(xué)習(xí)能力為代表的發(fā)展?jié)摿ψ畋黄髽I(yè)看中企業(yè)要求人才能夠?qū)W習(xí)他人的長(zhǎng)處，但是相當(dāng)一部分學(xué)生“以我為中心、盲目自以為是”“考研比例”作為辦學(xué)效果的突出指標(biāo)、學(xué)風(fēng)問(wèn)題使得應(yīng)試教育正在侵蝕大學(xué)教育不應(yīng)事事求第一，要追求辦學(xué)的特色踏踏實(shí)實(shí)、摒棄浮躁55計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科——主要分支學(xué)科計(jì)算機(jī)工程計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)CST網(wǎng)絡(luò)工程軟件工程信息系統(tǒng)IS信息技術(shù)IT其他應(yīng)用學(xué)科基礎(chǔ)應(yīng)用用戶(hù)應(yīng)用信息安全多媒體技術(shù)信息與計(jì)算科學(xué)生物信息技術(shù)56社會(huì)發(fā)展將需要大量的應(yīng)用開(kāi)發(fā)人才理論、基本計(jì)算系統(tǒng)的構(gòu)建人才是少數(shù)社會(huì)真的需要這么多“計(jì)算機(jī)人才”基本應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)人才的培養(yǎng)屬于計(jì)算學(xué)科信息技術(shù)(IT)多媒體技術(shù)網(wǎng)絡(luò)工程

信息系統(tǒng)(IS)更外層應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建與開(kāi)發(fā)利用需要在未來(lái)找準(zhǔn)自己的位置57知識(shí)能力基礎(chǔ)理論與專(zhuān)門(mén)知識(shí)科學(xué)研究與技術(shù)工作學(xué)士較好掌握基礎(chǔ)理論、專(zhuān)門(mén)知識(shí)和基本技能從事科學(xué)研究工作或?qū)ｉT(mén)技術(shù)工作的初步能力碩士堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論系統(tǒng)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)從事科學(xué)研究工作或獨(dú)立擔(dān)負(fù)專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作博士堅(jiān)實(shí)寬廣的基礎(chǔ)理論系統(tǒng)深入的專(zhuān)門(mén)知識(shí)獨(dú)立從事科學(xué)研究工作的能力；在科學(xué)和專(zhuān)門(mén)技術(shù)上做出創(chuàng)造性成果強(qiáng)調(diào)知識(shí)與能力、增強(qiáng)素質(zhì)意識(shí)58能力培養(yǎng)計(jì)算思維能力算法的設(shè)計(jì)與分析能力程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的認(rèn)知、分析、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用能力工程型研究型59我校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)一.專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)：

培養(yǎng)具有良好的科學(xué)素養(yǎng)，系統(tǒng)地、較好地掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件與應(yīng)用的基本理論、基本知識(shí)和基本技能與方法，能在科研、教育、企業(yè)、事業(yè)、技術(shù)和行政管理部門(mén)等單位從事計(jì)算機(jī)科學(xué)研究、應(yīng)用和教學(xué)的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才。

60我校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)二.畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力：

1、系統(tǒng)掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本理論和基本知識(shí)；2、掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)的基本方法；3、具有研究開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)軟、硬件的基本能力；4、了解與計(jì)算機(jī)相關(guān)的法規(guī)；了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)；5、掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢(xún)的基本方法，具有獲取信息的能力；6、具有很強(qiáng)的外語(yǔ)聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)能力，達(dá)到國(guó)家教育部規(guī)定的要求。61能力的培養(yǎng)自學(xué)能力（快速學(xué)習(xí)與終身學(xué)習(xí)）自控能力創(chuàng)新能力表達(dá)能力組織能力62我校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)三、主要課程高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電路基礎(chǔ)、模擬電子與數(shù)字電子、計(jì)算機(jī)組成原理、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、編譯原理、軟件工程、計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能、算法分析與設(shè)計(jì)等。63利用蛋白質(zhì)的開(kāi)關(guān)特性開(kāi)發(fā)出生物計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)主要是以生物電子元件構(gòu)建的計(jì)算機(jī)。蛋白質(zhì)有開(kāi)關(guān)特性，用蛋白質(zhì)分子作元件制成集成電路，稱(chēng)為生物芯片。使用生物芯片的計(jì)算機(jī)稱(chēng)為蛋白質(zhì)電腦，或稱(chēng)為生物電腦。用蛋白質(zhì)制造的電腦芯片，在1平方毫米的面積上即可容納數(shù)億個(gè)電路。因?yàn)樗囊粋€(gè)存儲(chǔ)點(diǎn)只有一個(gè)分子大小，所以它的存儲(chǔ)量可以達(dá)到普通電腦的10億倍。由蛋白質(zhì)構(gòu)成的集成電路，其大小只相當(dāng)于硅片集成電路的十萬(wàn)分之一，而且運(yùn)轉(zhuǎn)速度更快，只有10-11秒，大大超過(guò)人腦的思維速度。生物電腦元件的密度比大腦神經(jīng)元的密度高100萬(wàn)倍，傳遞信息的速度也比人腦思維的速度快100萬(wàn)倍。未來(lái)計(jì)算機(jī)64

超導(dǎo)計(jì)算機(jī)是使用超導(dǎo)體元器件的高速計(jì)算機(jī)。所謂超導(dǎo)，是指有些物質(zhì)在接近絕對(duì)零度（相當(dāng)于-269攝氏度）時(shí)，電流流動(dòng)是無(wú)阻力的。1962年，英國(guó)物理學(xué)家約瑟夫遜提出了超導(dǎo)隧道效應(yīng)原理，即由超導(dǎo)體一絕緣體一超導(dǎo)體組成器件，當(dāng)兩端加電壓時(shí)，電子便會(huì)像通過(guò)隧道一樣無(wú)阻擋地從絕緣介質(zhì)中穿過(guò)去，形成微小電流，而這一器件的兩端是無(wú)電壓的。約琴夫遜因此獲得諾貝爾獎(jiǎng)。用約瑟夫遜器件制成電子計(jì)算機(jī)，稱(chēng)為約瑟夫遜計(jì)算機(jī)，也就是超導(dǎo)計(jì)算機(jī)，又稱(chēng)超導(dǎo)電腦。這種電腦的耗電僅為用半導(dǎo)體器件制造的電腦所耗電的幾千分之一，它執(zhí)行一個(gè)指令只需十億分之一秒，比半導(dǎo)體元件快10倍。日本電氣技術(shù)研究所研制成世界上第一臺(tái)完善的超導(dǎo)電腦，它采用了4個(gè)約瑟夫遜大規(guī)模集成電路，每個(gè)集成電路芯片只有3~5立方毫米大小，每個(gè)芯片上有上千個(gè)約瑟夫遜元件。高速超導(dǎo)計(jì)算機(jī)65

光計(jì)算機(jī)是利用光作為載體進(jìn)行信息處理的計(jì)算機(jī)。1990年，美國(guó)的貝爾實(shí)驗(yàn)室推出了一臺(tái)由激光器，透鏡，反射鏡等組成的計(jì)算機(jī)。這就是光計(jì)算機(jī)的雛形。隨后，英，法，比，德，意等國(guó)的70多名科學(xué)家研制成功了一臺(tái)光計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算速度比普通的電子計(jì)算機(jī)快1000倍。光計(jì)算機(jī)又叫光腦。電腦是靠電荷在線(xiàn)路中的流動(dòng)來(lái)處理信息的，而光腦則是靠激光束進(jìn)入由反射鏡和透鏡組成的陣列中來(lái)對(duì)信息進(jìn)行處理的。與電腦相似之處是，光腦也靠產(chǎn)生一系列邏輯操作來(lái)處理和解決問(wèn)題。激光束對(duì)信息的處理速度可達(dá)現(xiàn)有半導(dǎo)體硅器件的1000倍。光子不像電子那樣需要在導(dǎo)線(xiàn)中傳播，即使在光線(xiàn)相交時(shí)，它們之間也不會(huì)相互影響，光束的這種互不干擾的特性，使得光腦能夠在極小的空間內(nèi)開(kāi)辟很多平行的信息通道，密度大得驚人。一塊截面為5分硬幣大小的棱鏡，其通過(guò)能力超過(guò)全球現(xiàn)有全部電話(huà)電纜的許多倍。貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功的光學(xué)轉(zhuǎn)換器，在字母O中可以裝入2000個(gè)信息通道。因此科學(xué)家們?cè)缇驮O(shè)想使用光子了。光計(jì)算機(jī)66

人腦有140億神經(jīng)元及10億多神經(jīng)鍵，每個(gè)神經(jīng)元都與數(shù)千個(gè)神經(jīng)元交叉相聯(lián)，它的作用都相當(dāng)于一臺(tái)微型電腦。人腦總體運(yùn)行速度相當(dāng)于每秒1000萬(wàn)億次的電腦功能。用許多微處理機(jī)模仿人腦的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，采用大量的并行分布式網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了神經(jīng)電腦。神經(jīng)電腦除有許多處理器外，還有類(lèi)似神經(jīng)的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)與許多點(diǎn)相連。若把每一步運(yùn)算分配給每臺(tái)微處理器，它們同時(shí)運(yùn)算，其信息處理速度和智能會(huì)大大提高。富士通研究所開(kāi)發(fā)的神經(jīng)電子計(jì)算機(jī)，每秒更新數(shù)據(jù)速度近千億次。日本電氣公司推出一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聲音識(shí)別系統(tǒng)，能夠識(shí)別出任何人的聲音，正確率達(dá)99.8％。美國(guó)研究出左腦和右腦兩個(gè)神經(jīng)塊連接而成的神經(jīng)電子計(jì)算機(jī)。右腦為經(jīng)驗(yàn)功能部分，有1萬(wàn)多個(gè)神經(jīng)元，適于圖像識(shí)別：左腦為識(shí)別功能部分，含有100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元，用于存儲(chǔ)單詞和語(yǔ)法規(guī)則。現(xiàn)在，紐約，邁阿密和倫敦的飛機(jī)場(chǎng)已經(jīng)用神經(jīng)電腦來(lái)檢查爆炸物，每小時(shí)可查600—700件行李，檢出率為95％，誤差率為2％。神經(jīng)計(jì)算機(jī)67未來(lái)計(jì)算機(jī)發(fā)展構(gòu)想68

出現(xiàn)大大小小帶有高分辨率顯示器的個(gè)人計(jì)算機(jī)，有的小到可以嵌入衣服和首飾中，有的如一本薄書(shū)。

售價(jià)：1000美元的計(jì)算機(jī)每秒鐘大約能夠執(zhí)行1萬(wàn)億次計(jì)算。

線(xiàn)纜正在消失。部件之間的通信采用短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)。高速無(wú)線(xiàn)通信為人們提供訪(fǎng)問(wèn)萬(wàn)維網(wǎng)的通道。

嵌在眼鏡中的計(jì)算機(jī)顯示器也開(kāi)始使用。這種裝置利用嵌在眼鏡中的激光器產(chǎn)生虛擬圖像的同時(shí),也讓用戶(hù)能像平常一樣看周?chē)沫h(huán)境2009年的計(jì)算機(jī)69

為盲人和視力受損的人設(shè)計(jì)的袖珍閱讀機(jī)，為耳聾者設(shè)計(jì)的可把口語(yǔ)轉(zhuǎn)換成文字的“聽(tīng)話(huà)機(jī)”和為截癱患者設(shè)計(jì)的由計(jì)算機(jī)控制的矯正裝置——“步行機(jī)”，使人們?nèi)找嬲J(rèn)識(shí)到，重大的殘疾未必會(huì)造成生活障礙。

翻譯電話(huà)廣為使用。你說(shuō)的是英語(yǔ)而你的日本朋友聽(tīng)到的則是日語(yǔ)，反之也是這樣。

在戰(zhàn)爭(zhēng)中，人類(lèi)一般遠(yuǎn)離戰(zhàn)場(chǎng)，戰(zhàn)場(chǎng)上充斥著無(wú)人控制、智能化的航空裝置。在這些會(huì)飛的武器中，有很多只有小鳥(niǎo)般大小，或者更小一