計算機(jī)與信息社會概述

計算機(jī)信息技術(shù)基礎(chǔ)李艷軍湖南科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院1第1章計算機(jī)與信息社會概述

本章內(nèi)容：1.計算機(jī)概述2.計算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域3.計算機(jī)的特點(diǎn)4.信息技術(shù)概述本章重點(diǎn)：1.存儲程序式計算機(jī)2.計算機(jī)發(fā)展簡史1.1.1電子計算機(jī)的概念1.電子計算機(jī)的分類從工作原理上可分為二大類：

電子模擬計算機(jī)：用電壓的高低來模擬計算數(shù)量的大小，即用連續(xù)變化的電壓來表示運(yùn)算量的計算機(jī)。

電子數(shù)字計算機(jī)：以數(shù)字形式的量值在機(jī)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算的計算機(jī)。通常所說的電子計算機(jī)都是指電子數(shù)字計算機(jī)，簡稱為計算機(jī)。§1.1

計算機(jī)概述

2.計算機(jī)的概念：計算機(jī)是一種可以接收輸入、處理數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、產(chǎn)生輸出的電子設(shè)備。計算機(jī)接收輸入：指將外部信息輸入計算機(jī)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)：中央處理單元根據(jù)指令對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計算機(jī)存儲數(shù)據(jù)：計算機(jī)必須利用存儲器保存程序和數(shù)據(jù)計算機(jī)產(chǎn)生輸出：將計算機(jī)生成的結(jié)果輸出到外部設(shè)備§1.1計算機(jī)概述1.1.2電子計算機(jī)發(fā)展簡史

1.第一臺電子計算機(jī)ENIAC

由賓西法尼亞大學(xué)莫克利和?？颂匮兄疲?946年2月開始投入使用，用于彈道計算。

2.第一臺存儲程序式電子計算機(jī)EDSAC

1946年6月，馮·諾依曼教授發(fā)表了"電子計算機(jī)裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探"的論文，并設(shè)計出了第一臺存儲程序式計算機(jī)EDVAC,該機(jī)直到1952年才正式投入運(yùn)行。英國劍橋大學(xué)威爾克斯教授根據(jù)馮·諾依曼機(jī)原理設(shè)計了EDSAC，于1949年5月研制成功率先投入運(yùn)行?！?.1計算機(jī)概述

3.電子計算機(jī)的發(fā)展的幾個階段

⑴第一代電子計算機(jī)（1946年－1958年）第一代電子計算機(jī)采用電子管作為基本元器件，其體積大、速度慢、耗電多、存儲容量小，并會產(chǎn)生大量的熱量，而且價格昂貴，需要專門的房間和經(jīng)過高級培訓(xùn)的操作人員。

⑵第二代電子計算機(jī)（1958年－1964年）第二代計算機(jī)用晶體管作為基本元器件。它具有速度快、壽命長、重量輕、體積小、省電等優(yōu)點(diǎn)。它們普遍使用磁芯存儲器為主存儲器，用磁盤或磁帶作輔助存儲器，顯著增加了存儲容量。產(chǎn)生了FORTRAN、COBOL等高級編程語言?！?.1

計算機(jī)概述

⑶第三代電子計算機(jī)（1964年－1970年）

1958年，基爾比和諾伊斯發(fā)明集成電路。集成電路與晶體管分立元件相比，體積更小，耗電更少，壽命更長，可靠性更高。在軟件方面，操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、編程語言和應(yīng)用程序都得到了較大發(fā)展。

⑷第四代電子計算機(jī)（1971年至今）第四代計算機(jī)使用大規(guī)模集成電路或超大規(guī)模集成電路作為基本元器件。1971年Intel公司推出了世界上第一個微處理器Intel4004。1980年IBM公司用Intel8088生產(chǎn)出16位微機(jī)IBM-PC，使計算機(jī)的應(yīng)用迅速深入到個人家庭。面向?qū)ο缶幊陶Z言廣泛被使用?！?.1

計算機(jī)概述

4.未來的計算機(jī)

(1)光子計算機(jī)：利用光子取代電子，以光互聯(lián)代替導(dǎo)線而制造的數(shù)字計算機(jī)。

(2)生物計算機(jī)：以生物元件構(gòu)建的計算機(jī)。

(3)量子計算機(jī):

利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)的原子進(jìn)行運(yùn)算的計算機(jī)。相比現(xiàn)有技術(shù)，以上幾種計算機(jī)在容量、計算速度方面都有較大優(yōu)勢，但是技術(shù)還未成熟。§1.1

計算機(jī)概述1.1.3計算機(jī)的分類

1.按信息處理方式可以分為模擬計算機(jī)和數(shù)字計算機(jī)。

2.按用途

(1)通用計算機(jī)通用性強(qiáng)，具有很強(qiáng)的綜合處理能力，能夠解決各類型的問題。

(2)專用計算機(jī)功能單一，配有解決特定問題的軟硬件，但能高速可靠地解決特定問題。

§1.1

計算機(jī)概述

3.按綜合性能指標(biāo)

(1)巨型機(jī)

(2)大型機(jī)

(3)中型機(jī)

(4)小型機(jī)

(5)微型計算機(jī)

§1.1

計算機(jī)概述1.科學(xué)計算科學(xué)計算也稱為數(shù)值計算，通常指用于完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問題的計算?？茖W(xué)計算是計算機(jī)最早的也是最基本的應(yīng)用領(lǐng)域。由于計算機(jī)具有高速度、高精度等優(yōu)點(diǎn)，故現(xiàn)代科學(xué)研究和工程設(shè)計中它是不可缺少的計算工具。應(yīng)用領(lǐng)域：人造衛(wèi)星、原子反應(yīng)堆和核武器等。

§1.2

計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用

2.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理也稱為非數(shù)值計算，是指對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理。數(shù)據(jù)處理的主要功能是將輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)及時地加以記錄、整理、計算，以加工出符合特定需要的新信息，并將結(jié)果輸出。應(yīng)用領(lǐng)域：辦公自動化、全國同類銀行聯(lián)機(jī)辦理存款支付和情報檢索系統(tǒng)等。§1.2計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用

3.過程控制過程控制是指用計算機(jī)實(shí)時采集、檢測數(shù)據(jù)，按最佳值迅速地控制對象進(jìn)行自動控制或自動調(diào)節(jié)。利用計算機(jī)進(jìn)行過程控制不僅可以大大提高控制的自動化水平，而且可以提高控制的及時性和準(zhǔn)確性。應(yīng)用領(lǐng)域：自控機(jī)床、宇宙飛行、核裂變、火星探測和洲際導(dǎo)彈等?！?.2計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用

4.計算機(jī)輔助系統(tǒng)

(1)計算機(jī)輔助設(shè)計CAD，就是利用計算機(jī)及其外圍設(shè)備和圖形輸入輸出設(shè)備幫助人們進(jìn)行工程和產(chǎn)品設(shè)計。目前，CAD廣泛用于機(jī)械、建筑、服裝、航空等行業(yè)中。

(2)計算機(jī)輔助制造CAM，就是用計算機(jī)對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行管理、控制和操作。

(3)計算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS,是集CAD、CAM及事務(wù)管理三大功能于一體的現(xiàn)代化、自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，它能夠真正實(shí)現(xiàn)無人車間或無人工廠。

(4)計算機(jī)輔助教學(xué)CAI，就是將計算機(jī)應(yīng)用于教學(xué)活動，它改變了粉筆加黑板的傳統(tǒng)教學(xué)方式?！?.2計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用

5.人工智能

人工智能，是指用計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)來模擬人類某些智能行為，如感知、判斷、學(xué)習(xí)、理解、解決問題等。人工智能研究領(lǐng)域主要包括：模式識別、自然語言理解、博弈、專家系統(tǒng)和機(jī)器人等。

6.電子商務(wù)

電子商務(wù)是商業(yè)的新模式，是指運(yùn)用現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行的一種商務(wù)活動。應(yīng)用：利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的商品交易與服務(wù)、金融匯兌、網(wǎng)絡(luò)廣告或提供娛樂節(jié)目等商業(yè)活動?！?.2計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用

7.多媒體應(yīng)用

多媒體，是文本、圖形、圖像、音頻、視頻等多種媒體信息的結(jié)合。多媒體技術(shù)是以計算機(jī)技術(shù)為核心，將聲像技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，提供更豐富的接口界面。應(yīng)用領(lǐng)域：如視頻會議系統(tǒng)、數(shù)字化圖書館等。

8.虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)是利用計算機(jī)生成一種模擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境，通過多種傳感設(shè)備使用戶投入到該環(huán)境中，用戶與環(huán)境直接進(jìn)行交互，給用戶以逼真體驗(yàn)的技術(shù)。應(yīng)用：如虛擬工廠、數(shù)字汽車及虛擬人體等?！?.2計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用

1.發(fā)展快摩爾定律：集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍，而價格下降一半。

2.性能高

主要體現(xiàn)在：運(yùn)算速度快，計算精度高，記憶能力強(qiáng)，邏輯判斷能力強(qiáng)，自動化程度高。

3.友善性，用戶易于操作

4.復(fù)雜性

現(xiàn)代計算機(jī)硬件和軟件的復(fù)雜程度超出一般人想像?！?.3

計算機(jī)的特點(diǎn)1.4.1信息的定義

1.信息信息即是對各種事物的變化和特征的反映，又是事物之間相互作用和聯(lián)系的表征。

2.數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)是對某種情況的記錄。信息和數(shù)據(jù)是有區(qū)別的，數(shù)據(jù)是攜帶信息的載體，而信息則是這個載體所攜帶的內(nèi)容，經(jīng)過加工處理后對管理決策和實(shí)現(xiàn)管理目標(biāo)或任務(wù)具有參考價值的數(shù)據(jù)，是一種資源?！?.4

信息技術(shù)概述1.4.2信息技術(shù)內(nèi)容

信息技術(shù)（Information

Technology，IT）是利用計算機(jī)處理、存儲和傳輸信息的技術(shù)。

1.信息基礎(chǔ)技術(shù)

信息基礎(chǔ)技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)，包括新材料、新能源、新器件的開發(fā)和制造技術(shù)。近幾十年來，影響最大的是微電子技術(shù)和光電子技術(shù)?！?.4信息技術(shù)概述

2.信息系統(tǒng)技術(shù)

信息系統(tǒng)技術(shù)是指有關(guān)信息的獲取、傳輸、處理、控制的設(shè)備和系統(tǒng)的技術(shù)。

(1)信息獲取技術(shù)獲取信息是利用信息的先決條件，例如傳感技術(shù)、遙測技術(shù)、遙感技術(shù)等。

(2)信息處理技術(shù)信息處理技術(shù)是指對獲取的信息進(jìn)行識別、轉(zhuǎn)換、加工，使信息安全地存儲、傳輸，并能方便地檢索、再生、利用，或便于人們從中提煉知識、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的工作手段?！?.4信息技術(shù)概述

(3)信息傳輸技術(shù)就是指通信技術(shù)，是現(xiàn)代信息技術(shù)的支持。如信息光纖通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等。

(4)信息控制技術(shù)指利用信息傳