信息技術(shù)市公開課金獎市賽課一等獎課件

信息技術(shù)溫正方第1頁第1頁

第一代以使用電子管為特點第一代電子計算機在20世紀40年末和50年代初取得重大發(fā)展第一代從1946年～1957年，計算機邏輯元件采用電子管，通常稱為電子管計算。它內(nèi)存容量僅有幾千個字節(jié)，不但運算速度低，且成本很高。在這個時期，沒有系統(tǒng)軟件，用機器語言和匯編語言編程。計算機只能在少數(shù)尖端領域中得到應用，普通用于科學、軍事和財務等方面計算。盡管存在這些不足，但它卻奠定了計算機發(fā)展基礎。（圖1）這是在第一代電子計算機中使用磁鼓。磁鼓被用來作為電子計算機中數(shù)據(jù)與指令存儲器，它使用是計算機發(fā)展史上重大技術(shù)進步。（圖2）英國劍橋大學1949年研制電子數(shù)據(jù)存儲計算機“埃迪薩克”（EDSAC）（左圖）美國于20世紀50年代生產(chǎn)IBM704型采用電子管第一代電子計算機。圖1圖2圖3當代信息技術(shù)

第2頁第2頁

第二代電子計算機于20世紀50年代中斯問世,以晶體管代替電子管,并增長浮點運算第二代從1958年～1964年，與第一代相比有很大改進，計算機邏輯元件采用晶體管，即晶體管計算機。存儲器采用磁芯和磁鼓，內(nèi)存容量擴大到幾十K字節(jié)。晶體管比電子管平均壽命提升100～1000倍，耗電卻只有電子管十分之一，體積比電子管小一個數(shù)量級,運算速度明顯地提升，每秒能夠執(zhí)行幾萬次到幾十萬次加法運算,機械強度較高。由于具備這些長處，因此不久地取代了電子管計算機,并開始成批生產(chǎn)。在這個時期，系統(tǒng)軟件出現(xiàn)了監(jiān)控程序，提出了操作系統(tǒng)概念，出現(xiàn)了高級語言，如FORTRAN、ALGOL60等。（圖1）美國IBM公司于1959年生產(chǎn)IBM7090型采用晶體管第二代電子計算機。它體積減小了，運算速度卻更快。圖4當代信息技術(shù)

第3頁第3頁1964年4月IBM360系統(tǒng)問世。成為使用集成電路第三代電子計算機著名代表

第三代從1965年～1970年，計算機邏輯元件采用集成電路。這種器件把幾十個或幾百個分立電子元件集中做在一塊幾平方毫米硅片上(稱為集成電路芯片)，使計算機體積和耗電大大減小，運算速度卻大大提升，每秒鐘能夠執(zhí)行幾十萬次到一百萬次加法運算，性能和穩(wěn)定性進一步提升。在這個時期，系統(tǒng)軟件有了很大發(fā)展，出現(xiàn)了分時操作系統(tǒng)和會話式語言，采用結(jié)構(gòu)化程序設計辦法，為研制復雜軟件提供了技術(shù)上確保。

（圖1）著名IBM360型電子計算機系統(tǒng)帶有一個中央存儲器和幾種外圍存儲器（圖2）IBM370計算機系統(tǒng)中終端設備(圖3）這是IBM360系統(tǒng)中央控制部分圖1圖2圖3當代信息技術(shù)

第4頁第4頁使用超大規(guī)模集成電路第四代計算機第四代從1970年以后，計算機邏輯元件采用大規(guī)模集成電路(LSI)。在一個4mm2硅片上，至少能夠容納相稱于個晶體管電子元件。金屬氧化物半導體電路(MOS：MetalOxideSilicon)也在這一時期出現(xiàn)。這兩種電路出現(xiàn)，進一步減少了計算機成本，體積也進一步縮小，存儲裝置進一步改進，功效和可靠性卻進一步得到提升。同時計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有很大改進，采用了“模塊化”設計思想，即按執(zhí)行功效劃分成比較小處理部件，愈加便于維護。

從70年代末期開始出現(xiàn)超大規(guī)模集成電路(VLSI)，在一個小硅片上容納相稱于幾萬個到幾十萬個晶體管電子元件。這些以超大規(guī)模集成電路構(gòu)成計算機日益小型化和微型化，應用和發(fā)展更新速度愈加迅猛，產(chǎn)品覆蓋巨型機、大/中型機、小型機、工作站和微型計算機等各種類型。

在這個時期，操作系統(tǒng)不斷完善，應用軟件已成為當代工業(yè)一部分，計算機發(fā)展進入了以計算機網(wǎng)絡為特性時代。

當前使用計算機都屬于第四代計算機。從80年代開始，發(fā)達國家開始研制第五代計算機，研究目的是能夠打破以往計算機固有體系結(jié)構(gòu)，使計算機能夠含有像人同樣思維、推理和判斷能力，向智能化發(fā)展，實現(xiàn)靠近人思考方式（圖）在英國國家航空管理局控制中心，空中交通管制用IBM計算機進行控制當代信息技術(shù)

第5頁第5頁第五代電子計算機被稱為“智能計算機”

第五代電子計算機是智能電子計算機，它是一個有知識，會學習，能推理計算機，含有能理解自然語言，聲音，文字和圖像能力，并且含有說話能力，使人機能夠用自然語言直接對話，它能夠利用已有和不斷學習到知識，進行思維，聯(lián)想，推理，并得出結(jié)論，能處理復雜問題，含有匯集，記憶，檢索相關(guān)知識能力。智能計算機突破了老式諾伊曼式機器概念，舍棄了二進制結(jié)構(gòu)，把許多處理機并聯(lián)起來，并行處理信息，速度大大提升。它智能化人機接口使人們不必編寫程序，只需發(fā)出命令或提出要求，電腦就會完畢推理和判斷，并且給出解釋。1988年，世界上召開了第五代電腦國際會議。1991年，美國加州理工學院推出了一個大容量并行處理系統(tǒng)，用528臺處理器并行進行工作，其運算速度可達到每秒320億次浮點運算。

（圖）這是IBM公司制造一個并行計算機試驗床，可模擬各種并行計算機結(jié)構(gòu)當代信息技術(shù)

第6頁第6頁第一次信息技術(shù)革命是語言使用，是從猿進化到人主要標志。第二次信息技術(shù)革命是文字創(chuàng)造，使信息存儲和傳遞初次超越了時間和地域局限。第三次信息技術(shù)革命是印刷術(shù)創(chuàng)造，為知識積累和傳播提供了更為可靠確保。第四次信息技術(shù)革命是電報、電話、廣播、電視創(chuàng)造和普及，進一步突破了時間和空間限制。第五次信息技術(shù)革命是計算機技術(shù)與當代通信技術(shù)普及及應用，將人類社會推到了數(shù)字化信息時代。信息技術(shù)五次革命：第7頁第7頁第8頁第8頁石黑浩專家制造“ReplieeR1”——模擬自己女兒機器人，當初技術(shù)不成熟，被他自己稱為是“會動僵尸”。兒童對于這個機器小姑娘反應有些緊張。第9頁第9頁從這張圖片中，很難分辨出“她”是真人還是假人。（右下角為機器美女制造者日本大阪大學專家石黑浩）第10頁第10頁機器美女“ReplieeQ2”在試驗室總情景，左側(cè)圖片顯示出“她”內(nèi)部結(jié)構(gòu)。第11頁第11頁即便近距離觀測這個機器美女，還是難以看出“她”與真人區(qū)別。第12頁第12頁日本可可洛公司和先進傳媒公司制造另一個機器美女———“Actroid”。第13頁第13頁世界首富比爾·蓋茨在西雅圖華盛頓湖附近豪宅造價7500萬美元,占地大約6.6萬平方英尺。是智能化典范，隨地可見高科技影子。整個建筑依據(jù)不同功效分為12個區(qū)，通道出口處都裝有機關(guān)：來訪者經(jīng)過出口，就會產(chǎn)生其個人信息，包含他指紋等，這些信息會被作為來訪資料儲存到電腦中。

每個賓客必須佩戴專門胸針，別小看它，假如沒了它，訪客就會被系統(tǒng)確認為入侵者，電腦就會經(jīng)過網(wǎng)絡報警。因此，聰明小偷絕不會光顧這個代表頂尖科技房屋。

如此強大功效，但你卻看不見屋內(nèi)有任何電纜，因為長達53公里長電纜全部被埋在地板下方。而地板也不但是起裝飾作用，它是一個巨大傳感器：當有些人走進房間時，地板會依據(jù)陽光強度，來調(diào)整房間內(nèi)燈光亮度以及空氣溫度、濕度。

蓋茨豪宅智能化程度最高部分首推會議室，這個房間可隨時高速接入互聯(lián)網(wǎng)，二十四小時為蓋茨提供一切他需要信息。蓋茨能夠隨時召開網(wǎng)絡視頻會議，與幕僚商議微軟大事。同時，這個房間內(nèi)計算機還能夠經(jīng)過遍布整個建筑物內(nèi)傳感器，自動統(tǒng)計整座住宅動靜。

進入會客大廳，最醒目標是墻壁上40平方英寸背股式電視，這里大到足夠舉行一場150人雞尾酒會。蓋茨商業(yè)級廚房可為100多人提供飲食服務。當然，也有一個可容納24人專用餐廳來享受壁爐晚餐。蓋茨在回家途中，就能夠經(jīng)過智能住宅系統(tǒng)遙探家中一切，包含讓浴池水自動調(diào)溫、叮囑廚房工作人員準備晚飯等等。智能豪宅里惟一帶有傳統(tǒng)意味事物是一棵百年老樹，