计算机基础知识-课件.ppt

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1、大学计算机信息技术大学计算机信息技术12课程简介课程简介MS Office，是，是Microsoft公司推出的办公套装软件，主要公司推出的办公套装软件，主要版本有版本有MS Office 97/2000/2003/XP/2007/2010等，它包等，它包括括Word、Excel、Access、PowerPoint等应用软件。等应用软件。Windows，是，是Microsoft公司推出的基于图形用户界面的操公司推出的基于图形用户界面的操作系统，最近的新版本包括作系统，最近的新版本包括Windows 7/Windows 8。MS Office套装系列应用软件的运行平台是套装系列应用软件的运行平台是

2、 Windows3课程学习内容课程学习内容计算机的发展、类型及其应用领域计算机的发展、类型及其应用领域计算机中数据的表示、存储与处理计算机中数据的表示、存储与处理 多媒体技术的概念与应用多媒体技术的概念与应用 计算机病毒的概念、特征、分类与防治计算机病毒的概念、特征、分类与防治4第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识 1.1 1.1 计算机的发展计算机的发展1.2 1.2 信息的表示与存储信息的表示与存储 1.3 1.3 多媒体技术简介多媒体技术简介 1.4 1.4 计算机病毒及其防治计算机病毒及其防治 1.5 1.5 本章小结本章小结51.1 计算机计算机的发展的发展 过去的计算工具过去的

3、计算工具1.1.1 电子计算机电子计算机 简介简介 随着生产的发展和社会的进步随着生产的发展和社会的进步，计算工具的计算工具的发展过程从简单到复杂发展过程从简单到复杂、从低级到从低级到高级。高级。计算计算工具相继出现工具相继出现了如了如：算盘算盘计算计算尺尺手摇计算器手摇计算器电动计算器电动计算器我国我国研制研制第第1 1颗颗原子弹时使原子弹时使用的飞鱼牌手用的飞鱼牌手摇计算机摇计算机（新（新华网图片）华网图片）61.1 计算机计算机的发展的发展 帕斯卡的加法机帕斯卡的加法机l1642年，法国数学家年，法国数学家B.Pascal用钟表元件用钟表元件制造了一种能够做两个十进制数加减法的制造了一种

4、能够做两个十进制数加减法的机器机器71.1 计算机计算机的发展的发展 上世纪上世纪30年代年代的的机械机械式式计算器计算器电动式计算器（电动式计算器（1930）手摇式计算器手摇式计算器81.1 计算机计算机的发展的发展 第第1 1台数字电子计算机台数字电子计算机诞生诞生19461946年年美国宾夕法尼亚大学美国宾夕法尼亚大学研制成功第研制成功第1 1台台数字电子数字电子计算机计算机-ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）18 800 电子管电子管,6000 开关开关占地面积占地面积:170 m2重量重量:30 多吨多吨功耗功耗

5、:150 KW运算速度运算速度:5000 次次/s平均无故障时间平均无故障时间 7 min外部程序控制外部程序控制Photo:van Pelt Library,U Penn.使科学家从使科学家从繁重繁重的计算中解放出来。的计算中解放出来。ENIAC的问世标志的问世标志着着计算机时代的到来计算机时代的到来。91.1 计算机的发展计算机的发展 计算机硬件的逻辑结构计算机硬件的逻辑结构经典计算机的逻辑结构（经典计算机的逻辑结构（冯冯.诺依曼计算机诺依曼计算机）运算器和控制器运算器和控制器输入设备输入设备输出设备输出设备存储器存储器（注：逻辑结构意指概念上（即功能上）的结构）（注：逻辑结构意指概念上（

6、即功能上）的结构）中央处理器中央处理器CPU(Central Processing Unit)101.1 计算机的发展计算机的发展 冯冯诺依曼型计算机原理诺依曼型计算机原理 二进制：二进制：计算机的程序和程序运行所需要的数据以计算机的程序和程序运行所需要的数据以二进制形式表示和存储。二进制形式表示和存储。程序存储，自动执行：程序存储，自动执行：程序和数据存放在存储器中，程序和数据存放在存储器中，计算机执行程序时，无需人工干预，能自动、连续地执计算机执行程序时，无需人工干预，能自动、连续地执行程序，并得到预期的结果。行程序，并得到预期的结果。111.1 计算机的发展计算机的发展 计算机发展的四个

7、阶段计算机发展的四个阶段 (因采用的物理器件不同因采用的物理器件不同)第一代第一代(19461959)电子管电子管几千（次几千（次/秒）秒）第二代第二代(19591964)晶体管晶体管几万几万几十万几十万（次（次/秒）秒）第三代第三代(19641972)中、小集成电路中、小集成电路几十万几十万几百万几百万（次（次/秒）秒）第四代第四代(1972至今至今)大、超大规模集成电路大、超大规模集成电路上千万上千万万亿万亿（次（次/秒）秒）121.1 计算机的发展计算机的发展 第第1代数字电子计算机代数字电子计算机uu时间：约时间：约时间：约时间：约1946-19571946-19571946-1957

8、1946-1957uu使用的元器件：电子管使用的元器件：电子管使用的元器件：电子管使用的元器件：电子管 速度：几十几万次速度：几十几万次速度：几十几万次速度：几十几万次/秒秒秒秒 内存：磁鼓，千字内存：磁鼓，千字内存：磁鼓，千字内存：磁鼓，千字 外设：磁带外设：磁带外设：磁带外设：磁带 机器语言或汇编语言编程机器语言或汇编语言编程机器语言或汇编语言编程机器语言或汇编语言编程美国于美国于2020世纪世纪5050年代生产年代生产的的IBM704IBM704型电子管计算机型电子管计算机磁鼓存储器磁鼓存储器131.1 计算机的发展计算机的发展 旋风旋风1号号(Whirlwind I)数字计算机数字计算

9、机Whirlwind I数字计算机，当时的售价是数字计算机，当时的售价是1750万美元，万美元，美国国防部使用美国国防部使用 141.1 计算机的发展计算机的发展 我国第我国第1台数字电子计算机台数字电子计算机1956年，华罗庚受命筹建中国年，华罗庚受命筹建中国科学院计算技术研究所。科学院计算技术研究所。1958年中国第一台计算机年中国第一台计算机103型机研制成功，中国科学院计型机研制成功，中国科学院计算所与北京有线电厂共同研制。算所与北京有线电厂共同研制。字长字长31位，位，内存内存容量为容量为1024字，字，运算速度每秒运算速度每秒450次。次。1958年年8月月1日该机可以表演短程序运

10、行，日该机可以表演短程序运行，标志着我国第一台电子计算机标志着我国第一台电子计算机诞生。该机在诞生。该机在738厂开始小量生厂开始小量生产，改名为产，改名为103型计算机，共生型计算机，共生产产38台台 151.1 计算机的发展计算机的发展 我国第我国第1台大型电子计算机台大型电子计算机1959年年4月月104机完成调试机完成调试,第一道题目是第一道题目是“五一五一”节天气预报，节天气预报，9月交付月交付用户使用。无故障稳定运行时间达到用户使用。无故障稳定运行时间达到2小时小时 该机有该机有22个机柜，占地个机柜，占地200平方米。全机共用平方米。全机共用4200个电子管，个电子管，4000个

11、晶个晶体二极管。字长体二极管。字长39位，容量位，容量4K，每秒运算，每秒运算1万次万次161.1 计算机的发展计算机的发展 第第2代数字电子计算机代数字电子计算机uu时间：约时间：约时间：约时间：约1957-19641957-19641957-19641957-1964uu使用的元器件：晶体管使用的元器件：晶体管使用的元器件：晶体管使用的元器件：晶体管 速度：几十万次速度：几十万次速度：几十万次速度：几十万次/秒，秒，秒，秒，内存：磁芯，十万字内存：磁芯，十万字内存：磁芯，十万字内存：磁芯，十万字 外设：磁盘外设：磁盘外设：磁盘外设：磁盘 高级语言编程高级语言编程高级语言编程高级语言编程电子

12、管电子管晶体管晶体管171.1 计算机的发展计算机的发展 第第2代计算机的内存：磁芯存储器代计算机的内存：磁芯存储器右图是容量为右图是容量为32x32(1024)bit的的一块磁芯存储板一块磁芯存储板放大放大50倍的照片倍的照片 181.1 计算机的发展计算机的发展 上世纪上世纪上世纪上世纪5050年代末年代末年代末年代末 安装在美国宇航局的安装在美国宇航局的IBM 7090计算机计算机价格：价格：290万美元；内存容量：万美元；内存容量：128KB；存取周期：；存取周期：2微妙微妙191.1 计算机的发展计算机的发展 我国的第我国的第2代电子计算机代电子计算机1964年我国华北计算所先后研制

13、成功年我国华北计算所先后研制成功108乙机乙机(DJS-6)、121机机(DJS-21)和和320机机(DJS-6)，并在，并在738厂等五家工厂生产；厂等五家工厂生产；哈军工（国防科大前身）研制成功哈军工（国防科大前身）研制成功441B全晶体管计算机，小全晶体管计算机，小批量生产了批量生产了40多台。多台。当时我国研发出的计当时我国研发出的计算机，仅有小批量算机，仅有小批量生生产产，由国家，由国家分配到各分配到各个科研院所使用。研个科研院所使用。研发和生产计算机的单发和生产计算机的单位，全部是军工企业。位，全部是军工企业。具备极高的保密措施，具备极高的保密措施，每一个元件，每一张每一个元件，

14、每一张设计图纸都被严格设计图纸都被严格看看管管 201.1 计算机的发展计算机的发展 我国第一颗原子弹我国第一颗原子弹1964年年10月月16日下午日下午3时，新疆罗布泊上空，我国时，新疆罗布泊上空，我国第一颗原子弹爆炸成功，成为继美苏英法后第五个第一颗原子弹爆炸成功，成为继美苏英法后第五个拥有核武器的国家。拥有核武器的国家。n电子计算机是核计划的关电子计算机是核计划的关键工具。高等物理的公式键工具。高等物理的公式计算主要依靠人工使用计计算主要依靠人工使用计算尺和手摇计算机，只有算尺和手摇计算机，只有非常复杂的计算才能用到非常复杂的计算才能用到昂贵的电子计算机昂贵的电子计算机 n前苏联派出大批

15、科学家，在核前苏联派出大批科学家，在核武器及电子计算机方面提供了技武器及电子计算机方面提供了技术支持。术支持。211.1 计算机的发展计算机的发展 第第3代数字电子计算机代数字电子计算机时间：约时间：约1965-1973使用的元器件：中小规模集成电路使用的元器件：中小规模集成电路 速度：几十万次几百万次速度：几十万次几百万次/秒秒内存：半导体存储器内存：半导体存储器软件：高级编程语言软件：高级编程语言 操作系统操作系统,数据库数据库221.1 计算机的发展计算机的发展 第第3代计算机代计算机 1965年年IBM推出的推出的System 360大型主机，大型主机，被美国航天局用于首次载人登月任务

16、被美国航天局用于首次载人登月任务 231.1 计算机的发展计算机的发展 上世纪上世纪上世纪上世纪6060年代的年代的年代的年代的 存储容量为存储容量为5MB的硬盘的硬盘（27Kg重）重）241.1 计算机的发展计算机的发展 上世纪上世纪上世纪上世纪7070年代年代年代年代 我国的集成电路计算机我国的集成电路计算机DJS-180系列超级小型系列超级小型 计算机计算机天津天津DJS130DJS130小型机参展小型机参展“19751975年广交会年广交会”251.1 计算机的发展计算机的发展 第第4代数字电子计算机代数字电子计算机时间：从时间：从1974年起年起使用的元器件：大规模和超大规模集成电路

17、（使用的元器件：大规模和超大规模集成电路（VLSI）u速度：几百万次亿次速度：几百万次亿次/秒秒u内存：半导体存储器内存：半导体存储器u软件工程，分布式处理等软件工程，分布式处理等261.1 计算机的发展计算机的发展 近期中国电子计算机的发展近期中国电子计算机的发展 1977年，研制出第一台微型机年，研制出第一台微型机DJS050。1983年，研制出年，研制出1万次万次/秒的秒的“深腾深腾1800”计算机。计算机。2003年年12月，自主研发出月，自主研发出10万亿次万亿次/秒的秒的“曙光曙光4000A”高性能计算机。高性能计算机。2010年，研制出千万亿次年，研制出千万亿次/秒的秒的“天河一

18、号天河一号”计算机计算机271.1 计算机的发展计算机的发展 计算机中最重要的核心部件是芯片，芯片制造技术的不断进步是推动计算机技计算机中最重要的核心部件是芯片，芯片制造技术的不断进步是推动计算机技术发展的动力。术发展的动力。微电子技术是信息技术领域中的关键技术，是发展电子信息产业和各项高技微电子技术是信息技术领域中的关键技术，是发展电子信息产业和各项高技术的基础。微电子技术的核心是集成电路技术术的基础。微电子技术的核心是集成电路技术 过去，电路由单个元器件（分立元件）和电线连接而成，现在则大多制作成过去，电路由单个元器件（分立元件）和电线连接而成，现在则大多制作成集成电路形式。集成电路形式。

19、微电子技术是以微电子技术是以集成电路集成电路为核心的电子技术，它是在电子元器件小型化、微为核心的电子技术，它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发展起来的。型化的过程中发展起来的。281.1 计算机的发展计算机的发展 什么是集成电路？什么是集成电路？集成电路集成电路(Integrated Circuit，简称，简称IC)：以半导体单晶片作为基片以半导体单晶片作为基片,采用平面采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构成其连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个微型化的电路或系统的一个微型化的电路或系统集成电路的优点：集成电

20、路的优点：体积小、重量轻体积小、重量轻功耗小、成本低功耗小、成本低速度快、可靠性高速度快、可靠性高超大规模集成电路超大规模集成电路小规模集成电小规模集成电路路291.1 计算机的发展计算机的发展 IC是所有电子产品的核心是所有电子产品的核心301.1 计算机的发展计算机的发展 集成电路的分类集成电路的分类按用途分：按用途分：通用集成电路通用集成电路专用集成电路专用集成电路（ASIC）按电路的功能分：按电路的功能分：数字集成电路数字集成电路模拟集成电路模拟集成电路按按晶晶体体管管结结构构、电电路路和和工工艺艺分：分：双极型（双极型（Bipolar）电路）电路金属氧化物半导体金属氧化物半导体(MO

21、S)电路电路按集成度按集成度(芯片中包含的元器件芯片中包含的元器件数目数目)分：分：集成电路规模集成电路规模元器件数目元器件数目小规模集成电小规模集成电路（路（SSI）100中规模集成电中规模集成电路（路（MSI）1003000大规模集成电大规模集成电路（路（LSI）300010万万超大规模集成超大规模集成电路（电路（VLSI）10万万几十亿几十亿极大规模集成极大规模集成电路（电路（ULSI）100万万311.1 计算机的发展计算机的发展 第第14代计算机的对比代计算机的对比 代代 别别年年 代代使用的元器件使用的元器件使用的软件类型使用的软件类型主要应用领域主要应用领域第第1代代20世纪世纪

22、40年代年代中期中期50年代年代末期末期CPU：电子管：电子管内存：内存：磁鼓磁鼓使用机器语言和汇使用机器语言和汇编语言编写程序编语言编写程序科学和工程计科学和工程计算算第第2代代20世纪世纪50年代年代中、后期中、后期60年代中期年代中期CPU：晶体管：晶体管内存：内存：磁芯磁芯使用使用FORTRAN等等高级程序设计语言高级程序设计语言开始广泛应用开始广泛应用于数据处理领于数据处理领域域第第3代代20世纪世纪60年代年代中期中期70年代年代初期初期CPU：SSI，MSI内存：内存：SSI，MSI的半导体存储器的半导体存储器操作系统、数据库操作系统、数据库管理系统等开始使管理系统等开始使用用在

23、科学计算、在科学计算、数据处理、工数据处理、工业控制等领域业控制等领域得到广泛应用得到广泛应用第第4代代20世纪世纪70年代年代中期以来中期以来CPU：LSI、VLSI内存：内存：LSI、VLSI的半导体存的半导体存储器储器软件开发工具和平软件开发工具和平台、分布式计算、台、分布式计算、网络软件等开始广网络软件等开始广泛使用泛使用深入到各行各深入到各行各业，家庭和个业，家庭和个人开始使用计人开始使用计算机算机321.1 计算机的发展计算机的发展 1.计算机的特点计算机的特点 1)高速、精确的运算能力高速、精确的运算能力 2012年年6月公布的世界超级计算机排名显示，排名月公布的世界超级计算机排

24、名显示，排名第一的第一的IBM公司公司“红杉红杉”(Sequoia)运算速度达到每秒运算速度达到每秒16324万亿次浮点运算。万亿次浮点运算。我国我国“天河一号天河一号”实测运算速度可达每秒实测运算速度可达每秒2570万亿万亿次浮点运算，排名世界第五。次浮点运算，排名世界第五。1.1.21.1.2 计算机的特点应用和分类计算机的特点应用和分类计算机的特点应用和分类计算机的特点应用和分类计算机能够按照程序确定的步骤，对输入的数据进行加工处理、存储或计算机能够按照程序确定的步骤，对输入的数据进行加工处理、存储或传送，以获得期望的输出信息，从而利用这些信息来提高工作效率和社会传送，以获得期望的输出信

25、息，从而利用这些信息来提高工作效率和社会生产率以及改善人们的生活质量。计算机之所以具有如此强大的功能，能生产率以及改善人们的生活质量。计算机之所以具有如此强大的功能，能够应用于各个领域，这是有它的特点决定的。够应用于各个领域，这是有它的特点决定的。331.1 计算机的发展计算机的发展 2)准确的逻辑判断能力准确的逻辑判断能力 在信息检索方面，能够根据要求进行匹配检索。在信息检索方面，能够根据要求进行匹配检索。3)强大的存储能力强大的存储能力 计算机能够长期保存大量数字、文字、图像、视频、声计算机能够长期保存大量数字、文字、图像、视频、声音等信息。如：能够音等信息。如：能够“记住记住”一个大型图

26、书馆的所有资料。一个大型图书馆的所有资料。4)自动功能自动功能 计算机能够自动执行预先编写好的一组指令计算机能够自动执行预先编写好的一组指令(称为程序称为程序)。工作过程完全自动化，无需人工干预，而且可以反复进行。工作过程完全自动化，无需人工干预，而且可以反复进行。5)网络与通信功能网络与通信功能 目前广泛应用的目前广泛应用的“国际互联网国际互联网”(Internet)连接了全世连接了全世界界200多个国家和地区的数亿台各种计算机。多个国家和地区的数亿台各种计算机。网上的计算机用户可以共享网上资料、交流信息。网上的计算机用户可以共享网上资料、交流信息。341.1 计算机的发展计算机的发展 2.

27、计算机的应用计算机的应用 1)科学计算科学计算 科学计算主要是使用计算机进行数学方法的实现和科学计算主要是使用计算机进行数学方法的实现和应用。许多科研研究仍然需要大量的运算需求，如：应用。许多科研研究仍然需要大量的运算需求，如：著名的人类基因序列分析计划著名的人类基因序列分析计划 气象预报前，对气象卫星云图数据进行处理。气象预报前，对气象卫星云图数据进行处理。2)数据数据/信息处理信息处理 数据数据/信息处理也称为非数值运算。信息处理也称为非数值运算。随着计算机科学随着计算机科学技术的发展，计算机的数据不仅包括技术的发展，计算机的数据不仅包括“数数”，而且包括，而且包括更多的其它数据形式，如文

28、字、图像、声音等。更多的其它数据形式，如文字、图像、声音等。351.1 计算机的发展计算机的发展 3)过程控制过程控制 过程控制计算是指利用计算机对生产过程、制造过程或过程控制计算是指利用计算机对生产过程、制造过程或运行过程进行检测与控制，即通过实时监控目标对象的状态，运行过程进行检测与控制，即通过实时监控目标对象的状态，及时调整被控对象，使被控对象能够正确地完成生产、制造及时调整被控对象，使被控对象能够正确地完成生产、制造或运行。过程控制广泛应用于各种工业环境中。或运行。过程控制广泛应用于各种工业环境中。4)计算机辅助计算机辅助 计算机辅助（或称为计算机辅助工程）包括：计算机辅计算机辅助（或

29、称为计算机辅助工程）包括：计算机辅助设计助设计(CAD)、计算机辅助制造、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教育、计算机辅助教育(CAI)、计算机辅助技术、计算机辅助技术(CAT)、计算机仿真模拟等。、计算机仿真模拟等。361.1 计算机的发展计算机的发展 5)网络通信网络通信 计算机技术和数字通信技术的融合产生了计算机网络。计算机技术和数字通信技术的融合产生了计算机网络。计算机网络极大地改变人们的生活和工作方式。计算机网络极大地改变人们的生活和工作方式。6)人工智能人工智能 人工智能（人工智能（Artificial Intellibence,AI）是用计算机模拟）是用计算机模拟人类的某些智

30、力活动。人类的某些智力活动。利用计算机可以进行图像和物体的识利用计算机可以进行图像和物体的识别，模拟人类的学习过程和探索过程。人工智能研究期望赋别，模拟人类的学习过程和探索过程。人工智能研究期望赋予计算机以更多人的智能，如机器翻译、智能机器人等，都予计算机以更多人的智能，如机器翻译、智能机器人等，都是计算机模拟人类的智力活动。是计算机模拟人类的智力活动。其主要研究内容包括：自然其主要研究内容包括：自然语言理解、专家系统、机器人以及自动定理证明等等。语言理解、专家系统、机器人以及自动定理证明等等。371.1 计算机的发展计算机的发展 7)多媒体应用多媒体应用 多媒体是包括文本、图形、图像、音频、

31、视频、动画等多媒体是包括文本、图形、图像、音频、视频、动画等多种信息类型的综合。多种信息类型的综合。多媒体技术是指人和计算机交互地进行上述多种媒介信多媒体技术是指人和计算机交互地进行上述多种媒介信息的捕捉、传输、转换、编辑、存储、管理，并由计算机综息的捕捉、传输、转换、编辑、存储、管理，并由计算机综合处理为表格、文字、图形、动画、音频、视频等视听信息合处理为表格、文字、图形、动画、音频、视频等视听信息有机结合的表现形式。有机结合的表现形式。8)嵌入式系统嵌入式系统 嵌入式系统（嵌入式系统（Embedded system），是一种），是一种“完全嵌完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算

32、机系统入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”。嵌入式系统嵌入式系统是把处理器芯片嵌入其中，完成特定的处理任务。是把处理器芯片嵌入其中，完成特定的处理任务。这些系统称为嵌入式系统。如数码相机、数码摄像机以及高这些系统称为嵌入式系统。如数码相机、数码摄像机以及高档电动玩具等都使用了不同功能的处理器。档电动玩具等都使用了不同功能的处理器。381.1 计算机的发展计算机的发展 3.计算机的分类计算机的分类 按计算机的用途可分为通用计算机和专用计算机。按计算机的用途可分为通用计算机和专用计算机。通用计算机能解决多种类型的问题，通用性强，如通用计算机能解决多种类型的问题，通用性强，如PC(Pe

33、rsonal Computer，个人计算机，个人计算机)；专专用用计算机则配备有解决特定问题的软件和硬件，计算机则配备有解决特定问题的软件和硬件，能够高速、可靠地解决特定问题，如在导弹和火箭上使能够高速、可靠地解决特定问题，如在导弹和火箭上使用的计算机大部分都是专业计算机。用的计算机大部分都是专业计算机。391.1 计算机的发展计算机的发展 按计算机的性能、规模和处理能力，如体积、字长、运算按计算机的性能、规模和处理能力，如体积、字长、运算速度、存储容量、外部设备和软件配置等，可将计算机分为速度、存储容量、外部设备和软件配置等，可将计算机分为巨型机、大型通用机、微型计算机、工作站、服务器等。巨

34、型机、大型通用机、微型计算机、工作站、服务器等。1)巨型机巨型机：型机是指速度最快、处理能力最强的计算机，现：型机是指速度最快、处理能力最强的计算机，现在又称其为高性能计算机。在又称其为高性能计算机。在军事上，可用于战略防御系统、在军事上，可用于战略防御系统、大型预警系统、航天测控系统。在民用方面，可用于大区域中大型预警系统、航天测控系统。在民用方面，可用于大区域中长期天气预报、大面积物探信息处理系统、大型科学计算和模长期天气预报、大面积物探信息处理系统、大型科学计算和模拟系统等。拟系统等。2)大型通用机大型通用机：大型通用计算机的特点是通用性强，具有较：大型通用计算机的特点是通用性强，具有较

35、高的运算速度、极强的综合处理能力和极大的性能覆盖高的运算速度、极强的综合处理能力和极大的性能覆盖，主要，主要应用在科研、商业和管理部门。应用在科研、商业和管理部门。401.1 计算机的发展计算机的发展 3)微型机微型机：微型机具有小、巧、轻、使用方便的特点，是目：微型机具有小、巧、轻、使用方便的特点，是目前计算机应用的主流。前计算机应用的主流。一种可随身携带的一种可随身携带的“便携机便携机”应运而生，笔记本电脑就应运而生，笔记本电脑就是其中的典型产品之一，它适用于移动和外出时用的特长深是其中的典型产品之一，它适用于移动和外出时用的特长深受人们的欢迎。受人们的欢迎。4)工作站工作站 工作站是一种

36、高档微型计算机，它比微型机有更大的存工作站是一种高档微型计算机，它比微型机有更大的存储容量和更快的运算速度，通常配有高分辨率的大屏幕显示储容量和更快的运算速度，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内部和外部存储器，并具有较强的信息处理器及容量很大的内部和外部存储器，并具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能和联网功能。功能和高性能的图形、图像处理功能和联网功能。411.1 计算机的发展计算机的发展 根据微型机是否由最终用户使用，微型机又可分为独立式根据微型机是否由最终用户使用，微型机又可分为独立式微机（即人们日常使用的微机）和嵌入式微机（或称嵌入式微机（即人们日常使用的微机）和

37、嵌入式微机（或称嵌入式系统）。系统）。嵌入式微机作为一个信息处理部件安装在应用设备里，最嵌入式微机作为一个信息处理部件安装在应用设备里，最终用户不直接使用计算机，使用的是该应用设备，例如包含终用户不直接使用计算机，使用的是该应用设备，例如包含有微机的医疗设备及电冰箱、洗衣机、微波炉等家用电器等。有微机的医疗设备及电冰箱、洗衣机、微波炉等家用电器等。嵌入式微机一般是单片机或单板机。嵌入式微机一般是单片机或单板机。单片机是将中央处理器、存储器和输入输出接口采用超大单片机是将中央处理器、存储器和输入输出接口采用超大规模集成电路技术集成到一块硅芯片上。规模集成电路技术集成到一块硅芯片上。微型计算机的结

38、构有微型计算机的结构有:单片机、单板机、多芯片机和多板单片机、单板机、多芯片机和多板机。机。421.1 计算机的发展计算机的发展 4)工作站工作站 工作站是一种高档微型计算机，它比微型机有更大的存工作站是一种高档微型计算机，它比微型机有更大的存储容量和更快的运算速度，通常配有高分辨率的大屏幕显示储容量和更快的运算速度，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内部和外部存储器，并具有较强的信息处理器及容量很大的内部和外部存储器，并具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能和联网功能。功能和高性能的图形、图像处理功能和联网功能。5)服务器服务器 服务器通常以各种应用的服务提供者角色出现。

39、服务器通常以各种应用的服务提供者角色出现。例如，服务器可以作为网络的节点，存储、处理网上例如，服务器可以作为网络的节点，存储、处理网上80%的数据、信息，因此也被称为网络的灵魂。的数据、信息，因此也被称为网络的灵魂。431.1 计算机的发展计算机的发展 服务器主要有以下特点：服务器主要有以下特点：(1)只有在客户机的请求下才为其提供服务。只有在客户机的请求下才为其提供服务。(2)服务器对客户透明。一个与服务器通信的用户面对服务器对客户透明。一个与服务器通信的用户面对的是具体的服务，完全不必知道服务器采用的是什么机型及的是具体的服务，完全不必知道服务器采用的是什么机型及运行的是什么操作系统。运行

40、的是什么操作系统。(3)服务器严格地说是一种软件的概念。一台作为服务服务器严格地说是一种软件的概念。一台作为服务器使用的计算机通过安装不同的服务器软件，可以同时扮演器使用的计算机通过安装不同的服务器软件，可以同时扮演几种服务器的角色。几种服务器的角色。441.1 计算机的发展计算机的发展 1.人工智能人工智能 人工智能的主要内容是研究如何让计算机完成过去人工智能的主要内容是研究如何让计算机完成过去只有人才能做的智能的工作，核心目标是赋予计算机人只有人才能做的智能的工作，核心目标是赋予计算机人脑一样的智能。例如：脑一样的智能。例如：模式识别中的指纹识别技术已经得到了广泛应用；模式识别中的指纹识别

41、技术已经得到了广泛应用；计算机辅助翻译极大地提高了翻译效率；计算机辅助翻译极大地提高了翻译效率；手写输入技术已经在手机上得以普及；手写输入技术已经在手机上得以普及；1.1.31.1.3 计算机科学研究与应用计算机科学研究与应用计算机科学研究与应用计算机科学研究与应用451.1 计算机的发展计算机的发展 2.网格计算网格计算 网格计算是专门针对复杂科学计算的新型计算模式，网格计算是专门针对复杂科学计算的新型计算模式，这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的计这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的计算机组织成一个算机组织成一个“虚拟的超级计算机虚拟的超级计算机”，其中每个参与，其中每

42、个参与计算的计算机就是一个计算的计算机就是一个“结点结点”，成千上万个，成千上万个“结点结点”组成一张组成一张“网格网格”，所以称其为，所以称其为“网格计算网格计算”。网格计算有两个优势：网格计算有两个优势：(1)处理能力超强；处理能力超强；(2)能充能充分利用网上的闲置处理能力。分利用网上的闲置处理能力。将全世界的计算机联合起来协同工作，将全世界的计算机联合起来协同工作，这这视为视为21世世纪的新型网络基础架构。纪的新型网络基础架构。461.1 计算机计算机的发展的发展 3.中间件技术中间件技术 中间件是介于应用软件与操作系统之间的系统软件。中间件是介于应用软件与操作系统之间的系统软件。47

43、1.1 计算机的发展计算机的发展 4.云计算云计算 云计算分布式计算、网格计算、并行计算网络存储云计算分布式计算、网格计算、并行计算网络存储及虚拟化计算机和网络技术发展融合的产物。及虚拟化计算机和网络技术发展融合的产物。云计算的核心思想是对大量用网络连接计算资源进云计算的核心思想是对大量用网络连接计算资源进行统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按行统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按需服务。提供资源的网络被称为需服务。提供资源的网络被称为“云云”。云计算的构成包括硬件、软件和服务。用户可用极云计算的构成包括硬件、软件和服务。用户可用极低成本的终端设备，并支付相应的服务费用给低

44、成本的终端设备，并支付相应的服务费用给“云计算云计算”服务商，通过网络就可以方便地获取所需要的计算、服务商，通过网络就可以方便地获取所需要的计算、存储等资源。存储等资源。481.1 计算机的发展计算机的发展 计算机的发展大大超出人们预料计算机的发展大大超出人们预料由于集成电路技术的发展和微处理器的出现，计算机发由于集成电路技术的发展和微处理器的出现，计算机发展速度之快，大大超出人们的预料：展速度之快，大大超出人们的预料：性能不断提高性能不断提高体积不断变小体积不断变小功耗不断降低功耗不断降低价格越来越便宜价格越来越便宜软件越来越丰富软件越来越丰富使用越来越容易使用越来越容易应用领域越来越普遍应

45、用领域越来越普遍计算机数量不断增加计算机数量不断增加 上述趋势不仅仍在继续，且节奏上述趋势不仅仍在继续，且节奏进一步加快进一步加快 已不再沿用已不再沿用“第第x x代计算机代计算机”的的说法。说法。正在研究开发智能化的计算机系正在研究开发智能化的计算机系统，它以知识处理为核心，可以统，它以知识处理为核心，可以模拟或部分替代人的智能活动，模拟或部分替代人的智能活动，具有自然的人机通信能力具有自然的人机通信能力 1.1.41.1.4 未来计算机的发展趋势未来计算机的发展趋势未来计算机的发展趋势未来计算机的发展趋势491.1 计算机的发展计算机的发展 1.电子计算机的发展方向电子计算机的发展方向 1

46、)巨型化巨型化 巨型化是指计算速度更快、存储容量更大、功能更巨型化是指计算速度更快、存储容量更大、功能更完善、可靠性更高、运算速度可达万万亿次完善、可靠性更高、运算速度可达万万亿次/秒、存储容秒、存储容量超过几百量超过几百T字节。字节。2)微型化微型化 微型计算机正在循序向便携机、掌上机发展的价格、微型计算机正在循序向便携机、掌上机发展的价格、方便的使用、丰富的软件，使其受到用户的青睐。方便的使用、丰富的软件，使其受到用户的青睐。501.1 计算机的发展计算机的发展 3)网络化网络化 网络化是指利用技术和计算机技术，把分布在不同地点网络化是指利用技术和计算机技术，把分布在不同地点的计算机互联起

47、来，按照网络协议互相通信，以共享软件、的计算机互联起来，按照网络协议互相通信，以共享软件、硬件和数据资源。硬件和数据资源。4)智能化智能化 智能化是指模拟人的感觉和思维能力。智能计算机具有智能化是指模拟人的感觉和思维能力。智能计算机具有解决问题和逻辑推理的功能，以及处理知识和知识库管理的解决问题和逻辑推理的功能，以及处理知识和知识库管理的功能等。功能等。511.1 计算机的发展计算机的发展 问题：问题：集集成成电电路路的的线线宽宽进进一一步步缩缩小小后后，晶晶体体管管线线条条小小到到纳纳米米级级时时，其其电电流流微微弱弱到到仅仅有有几几十十个个甚甚至至几几个个电电子子流流动动，晶晶体体管管将逼

48、近其物理极限而无法正常工作。将逼近其物理极限而无法正常工作。出路：出路：在在纳纳米米尺尺寸寸下下，纳纳米米结结构构会会表表现现出出一一些些新新的的量量子子现现象象和和效效应应，人人们们正正在在利利用用这这些些量量子子效效应应研研制制具具有有全全新新功功能能的的量量子器件子器件，使能开发出新的，使能开发出新的纳米芯片纳米芯片和和量子计算机量子计算机同同时时，正正在在研研究究将将光光作作为为信信息息的的载载体体，发发展展光光子子学学，研研制制集成光路集成光路，或把电子与光子并用，实现，或把电子与光子并用，实现光电子集成。光电子集成。2.未来新一代的计算机未来新一代的计算机 521.1 计算机的发展

49、计算机的发展 1)模糊计算机模糊计算机：基于模糊理论，能够实现模糊的、不确：基于模糊理论，能够实现模糊的、不确切的判断进行工程处理的计算机。切的判断进行工程处理的计算机。2)生物计算机生物计算机：以生物元件构建的计算机。：以生物元件构建的计算机。3)光子计算机：光子计算机：一种用光信号进行数字运算、信息存储一种用光信号进行数字运算、信息存储和处理的计算机。和处理的计算机。4)超导计算机超导计算机：用超导材料替代半导体材料制造的计算：用超导材料替代半导体材料制造的计算机。超导计算机具有能耗小、运算速度快的特点。机。超导计算机具有能耗小、运算速度快的特点。5)量子计算机量子计算机：基于量子动力学规

50、律进行高速数学和逻：基于量子动力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的计算机。辑运算、存储及处理量子信息的计算机。531.1 计算机的发展计算机的发展 选讲：选讲：选讲：选讲：光计算机和生物计算机光计算机和生物计算机奥林巴斯光学工业公司开发出的生物奥林巴斯光学工业公司开发出的生物计算机计算机 英国女王大学的英国女王大学的Anatoly Zayats教授教授他是他是光计算机光计算机项目的负责人项目的负责人 541.1 计算机的发展计算机的发展 1.信息技术的定义信息技术的定义 狭义定义：狭义定义：一般来说，信息的采集、加工、存储、传一般来说，信息的采集、加工、存储、传输和利用过程中的