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1、第五章现代高技术信息技术第一页，本课件共有113页信息技术信息技术21世纪，信息产业将成世界第一大产业，世纪，信息产业将成世界第一大产业，信息技术领域的竞争成为全球竞争的核信息技术领域的竞争成为全球竞争的核心。谁拥有先进的信息技术，谁就能在心。谁拥有先进的信息技术，谁就能在发展和竞争中保持领先地位、挤身于世发展和竞争中保持领先地位、挤身于世界先进民族之林；反之则就难以取胜，界先进民族之林；反之则就难以取胜，甚至可能沦落为甚至可能沦落为“技术殖民地技术殖民地”。第二页，本课件共有113页概要概要信信息息的的基基本本概概念念和和基基本本特特征征、信信息息在在人人类类社社会会中中的的地地位。位。信息
2、技术发展概况：三个阶段和五个重大变革。信息技术发展概况：三个阶段和五个重大变革。现代信息技术概况：现代信息技术的基础和内容。现代信息技术概况：现代信息技术的基础和内容。信息技术的应用和对社会的影响。信息技术的应用和对社会的影响。信息安全的隐患和相应的安全措施。信息安全的隐患和相应的安全措施。第三页，本课件共有113页物质物质能量能量信息信息客观物质世界物质资源物质资源能量资源能量资源信息资源信息资源三要素说第四页，本课件共有113页信息要素在不同社会形态中的地位与作用信息要素在不同社会形态中的地位与作用信息信息能量能量物质物质信息信息能量能量物质物质物质物质信息信息农业社会农业社会工业社会工业
3、社会信息社会信息社会能量能量第五页，本课件共有113页信息的概念信息的概念由于分析的角度不同由于分析的角度不同,信息（信息（Information）概）概念众说纷纭念众说纷纭.一般认为，信息是客观世界物质及其运动的一般认为，信息是客观世界物质及其运动的属性及特征反映属性及特征反映.第六页，本课件共有113页信息的分类信息的分类 按信息的生成领域，可将其划分为自然信息、机器按信息的生成领域，可将其划分为自然信息、机器信息和社会信息信息和社会信息自然信息自然信息是指自然事物的运动状态及其变化方式。是指自然事物的运动状态及其变化方式。机器信息机器信息是指机器本身的运动状态及其变化方式。是指机器本身的
4、运动状态及其变化方式。社会信息社会信息是指人类自身社会（即以结成群体的方式）是指人类自身社会（即以结成群体的方式）活活 动（如教育、文化、经济、政治、娱乐、体育等）动（如教育、文化、经济、政治、娱乐、体育等）过程过程中产生、传递、存储和利用的各种信息。中产生、传递、存储和利用的各种信息。第七页，本课件共有113页普遍性普遍性:事事有信息；时时有信息事事有信息；时时有信息客观性：客观实际背景客观性：客观实际背景无限性：无边无际无限性：无边无际寄载性：有一定的依附物寄载性：有一定的依附物动态性：内容和数量不断变化动态性：内容和数量不断变化传递性：也称转移性，信息的地点或时间的转移传递性：也称转移性
5、，信息的地点或时间的转移变换性：表达形式不同变换性：表达形式不同时时效效性性、不不完完全全性性、可可伪伪性性、滞滞后后性性、扩扩散散性性、扩扩充充性性与与压压缩缩性性、非非对称性、共享性、转化性对称性、共享性、转化性信息的基本特征第八页，本课件共有113页信息质量的定义信息质量的定义信信息息质质量量:是是指指信信息息对对事事物物运运动动状状态态和和方方式式的的反反映、描述的准确性或真实性。映、描述的准确性或真实性。准确性准确性:是指信息的内容与实际情况是否相符是指信息的内容与实际情况是否相符真实性真实性:则是指信息的来源是否可靠。则是指信息的来源是否可靠。信息的质量信息的质量第九页，本课件共有
6、113页 信息模糊度信息模糊度 信信息息的的模模糊糊度度，称称信信息息的的乏乏晰晰度度，是是指指（人人们们在在运运用用语语言言）描描述述、表表示示客客观观事事物物的的状状态态及及其其状状态态变变化化的的方方式式时时，出出现现的的没没有有精精确确规规定定的的界界限限，以以致致表表达达不不清清楚楚、意意思思模模糊糊。自然语言中的自然语言中的“好、高、大好、高、大”信息多余度信息多余度 信信息息多多余余度度是是指指在在信信息息中中含含有有某某类类（某某些些）信信息息的的量量的的多多余余程程度度，或或者者说说是是与与真真正正要要表表达达的的内内容容无无关关或或无无用用成成分分的的量量的的多多余余程程度
7、度。简简单单地地说说，就就是是指信息中无效成分的相对含量。指信息中无效成分的相对含量。信息密集度信息密集度 信信息息的的密密集集度度是是指指信信息息中中有有效效成成分分的的相相对对含含量量，用用较较少少的的符符号号表表达达较较多多的的信信息内容，可称为信息的密集度越大息内容，可称为信息的密集度越大信息的质量指标信息的质量指标第十页，本课件共有113页信息技术（信息技术（Information Technology,IT）主要是指集信息基础技术、信息系统技术和主要是指集信息基础技术、信息系统技术和信息应用技术于一体，涉及信息的产生、搜信息应用技术于一体，涉及信息的产生、搜集、交换、存储、传输、显
8、示、识别、提取、集、交换、存储、传输、显示、识别、提取、控制、加工和应用等领域，是人类开发利用控制、加工和应用等领域，是人类开发利用信息资源各种手段的总称。信息资源各种手段的总称。信息技术的概念信息技术的概念第十一页，本课件共有113页信息技术的发展信息技术的发展三个发展阶段三个发展阶段古代信息技术发展阶段古代信息技术发展阶段近代信息技术发展阶段近代信息技术发展阶段现代信息技术发展阶段现代信息技术发展阶段第十二页，本课件共有113页古代信息技术发展阶段文字记录为主要信息存储手段文字记录为主要信息存储手段书信传递为主要信息传递方法书信传递为主要信息传递方法 信息表达：手势、面部表情、身体动作或简
9、单的信息表达：手势、面部表情、身体动作或简单的嗓音嗓音 语言、符号文字、图形语言、符号文字、图形信息传递：声、光信息传递：声、光、书信、书信 信息存储：脑信息存储：脑石刻、甲骨、青铜器、竹简、石刻、甲骨、青铜器、竹简、木牍、丝绸木牍、丝绸 纸张纸张经历了语言的利用、文字、印刷术发明经历了语言的利用、文字、印刷术发明三大重大信息变革三大重大信息变革 第十三页，本课件共有113页近代信息技术发展阶段 信息的电传输技术为主要特征信息的电传输技术为主要特征 1873年美国科学家莫尔斯发明了有线电报和电码，拉开了年美国科学家莫尔斯发明了有线电报和电码，拉开了近代信息技术革命的序幕。近代信息技术革命的序幕
10、。电通信特点电通信特点：传递信息快、远、多：传递信息快、远、多电通信方式电通信方式：有线通信、无线通信、卫星通讯：有线通信、无线通信、卫星通讯 电通信种类电通信种类：电报、有线电话、无线电话、传真、广播、电视：电报、有线电话、无线电话、传真、广播、电视 信息存储方式的同步发展：唱片、录音、录像磁带和光盘信息存储方式的同步发展：唱片、录音、录像磁带和光盘整个近代信息技术的发展过程整个近代信息技术的发展过程就是电信革命过程就是电信革命过程第十四页，本课件共有113页现代信息技术发展阶段 计算机网络、光纤、卫星通信为主要特征计算机网络、光纤、卫星通信为主要特征一门渗透性、综合性极强的高技术一门渗透性
11、、综合性极强的高技术现代信息技术处于现代高技术群体中最核心现代信息技术处于现代高技术群体中最核心、最先导的地位、最先导的地位它的发展也要依靠众多的关键技术支撑它的发展也要依靠众多的关键技术支撑现代信息技术是以微电子技术为基础；以计算机技术为现代信息技术是以微电子技术为基础；以计算机技术为代表，涉及信息的获取、处理、传输、存储和控制的信代表，涉及信息的获取、处理、传输、存储和控制的信息系统技术是信息技术的核心；以网络技术为代表，涉息系统技术是信息技术的核心；以网络技术为代表，涉及信息的管理、控制和决策的信息应用技术体现了信息及信息的管理、控制和决策的信息应用技术体现了信息技术创新和应用的目的。技
12、术创新和应用的目的。第十五页，本课件共有113页五次重大变革语言的产生语言的产生第一次信息革命第一次信息革命 文字的出现文字的出现第二次信息革命第二次信息革命造纸与印刷术的发明造纸与印刷术的发明第三次信息革命第三次信息革命 电子技术的发展电子技术的发展第四次信息革命第四次信息革命计算机与现代通信技术的结合计算机与现代通信技术的结合第五次信第五次信息革命息革命 第十六页，本课件共有113页信息技术的核心内容信息技术的核心内容微电子技术微电子技术计算机技术计算机技术网络技术网络技术现代通信网络与通信技术现代通信网络与通信技术第十七页，本课件共有113页微电子技术 信息基础技术：信息基础技术：微电子
13、技术微电子技术、光子技术、光电子技术、分、光子技术、光电子技术、分子电子技术等子电子技术等 微电子技术是指在几平方毫米的半导体材料上，用微米微电子技术是指在几平方毫米的半导体材料上，用微米和亚微米的精细加工技术，制成由万个以上晶体管构成和亚微米的精细加工技术，制成由万个以上晶体管构成的微缩单元电子电路，并应用这些电路装配成各种微电的微缩单元电子电路，并应用这些电路装配成各种微电子设备的总称。子设备的总称。核心是集成电路（核心是集成电路（IC），把集成电路制造技术、应用技术及），把集成电路制造技术、应用技术及其产品统称为微电子技术。其产品统称为微电子技术。第十八页，本课件共有113页微电子技术的
14、发展微电子技术的发展 1906年第一个电子三极管年第一个电子三极管1947年，世界上第一个晶体三极管年，世界上第一个晶体三极管(AT&T)1952年英国达默提出集成电路的设想年英国达默提出集成电路的设想1957年第一枚半导体集成电路在英国问世年第一枚半导体集成电路在英国问世1958年实用的集成电路年实用的集成电路(德克萨斯仪器公司德克萨斯仪器公司)1961年开始批量生产年开始批量生产集成电路集成度的发展集成电路集成度的发展第十九页，本课件共有113页从电子管到晶体管到集成电路电子管晶体管集成电路第二十页，本课件共有113页电子管电子管又称电子管又称“真空管真空管”（Vacuum Tube）电子
15、管拥有三个最基本的极电子管拥有三个最基本的极阴极阴极(Cathode,K)：释放出电子流：释放出电子流 屏极屏极(Plate，P)：吸引和收集阴极发射的电子：吸引和收集阴极发射的电子 栅极栅极(Gird,G)：控制电子流的流量：控制电子流的流量 电子管的放大作用电子管的放大作用 直热式三极管灯丝（直热式三极管灯丝（Filament）的制作材料）的制作材料钨丝钨丝 钍钨合金钍钨合金 氧化硷土氧化硷土 第二十一页，本课件共有113页第二十二页，本课件共有113页晶体管晶体管的构件是没有消耗的。寿命一般比电子晶体管的构件是没有消耗的。寿命一般比电子管长管长100到到1000倍倍。晶体管消耗电能极少，
16、仅为电子管的十分之一或几晶体管消耗电能极少，仅为电子管的十分之一或几十分之一。十分之一。晶体管不需预热，一开机就工作。晶体管不需预热，一开机就工作。晶体管结实可靠，比电子管可靠晶体管结实可靠，比电子管可靠100倍，耐冲击、倍，耐冲击、耐振动，这都是电子管所无法比拟的。耐振动，这都是电子管所无法比拟的。第二十三页，本课件共有113页集成电路“集成电路集成电路”(Integrated Circuit，IC)把由若干个晶体管、电阻、电容等器件组把由若干个晶体管、电阻、电容等器件组成的、实现某种特定功能的电子线路，集成的、实现某种特定功能的电子线路，集中制造在一块小小的半导体芯片上中制造在一块小小的半
17、导体芯片上集成度发展神速集成度发展神速 1962：12个、个、1965：近：近100个（个（IC）1967：1001000个（中规模个（中规模IC）1967-1973：100010000个（个（LSIC）1978：达：达10万万100万个单元（超万个单元（超VLSIC）目前集成度已突破千万单元目前集成度已突破千万单元（极大）（极大）第二十四页，本课件共有113页第二十五页，本课件共有113页微电子技术的摇篮硅谷第二十六页，本课件共有113页微电子技术的应用微电子技术的应用微电子技术促进计算机技术的巨大变革微电子技术促进计算机技术的巨大变革微电子技术带来广播电视和通信事业的巨大发展微电子技术带来
18、广播电视和通信事业的巨大发展 微电子技术促进日常用品的电子化微电子技术促进日常用品的电子化 传统工业的行业改造和技术更新传统工业的行业改造和技术更新使商业领域的传统账册产生了根本的变化使商业领域的传统账册产生了根本的变化与其他技术的结合和渗透发展成新的技术与其他技术的结合和渗透发展成新的技术现代化的军事与国防也离不开微电子技术现代化的军事与国防也离不开微电子技术 计算机及数据处理约计算机及数据处理约39；家用电器、照相机、缝纫机、数字；家用电器、照相机、缝纫机、数字仪表等日常生活用电子产品约仪表等日常生活用电子产品约30；工业及自动控制设备约；工业及自动控制设备约11；国防军事约；国防军事约9
19、；其他领域约；其他领域约11。第二十七页，本课件共有113页微电子技术展望电子元器件和线路越来越电子元器件和线路越来越 小、细，集成度小、细，集成度越来越高，芯片运行的速度越来越快越来越高，芯片运行的速度越来越快摩尔定律摩尔定律：集成度每：集成度每18个月翻一番，而价格个月翻一番，而价格保持不变甚至下降保持不变甚至下降人的头发人的头发100微米微米Intel803861.20微米工艺微米工艺33MHzIntel804860.80微米工艺微米工艺100MHzIntelPentium0.60微米工艺微米工艺200MHzIntelPII0.35微米工艺微米工艺500MHzIntelPIII0.25微
20、米工艺微米工艺800MHz最近已经达到最近已经达到0.13微米微米2GMHz目前集成电路制造商进军目前集成电路制造商进军0.1微米工艺微米工艺第二十八页，本课件共有113页向微米工艺的极限挑战向微米工艺的极限挑战目前，由目前，由Intel为代表的多家公司正在开为代表的多家公司正在开发发“极端紫外极端紫外”光刻技术，用氙灯将波光刻技术，用氙灯将波长降至长降至0.01微米；微米；IBM则致力于则致力于0.005微微米波长的米波长的X射线光刻技术研究工作。射线光刻技术研究工作。第二十九页，本课件共有113页电子计算机技术电子计算机技术第三十页，本课件共有113页第一台计算机：第一台计算机：ENIAC
21、ENIACn美国宾夕法尼亚大学，莫克莱为军方计算弹道而设计制造，经过了美国宾夕法尼亚大学，莫克莱为军方计算弹道而设计制造，经过了3 3年的努力，年的努力，花费花费4848万美元，万美元，19461946年制成了世界上第一台电子计算机年制成了世界上第一台电子计算机ENIACENIAC（Electronic Electronic Numerical Integrator and ComputerNumerical Integrator and Computer）。n1800018000多电子管、多电子管、7000070000多个电阻、重多个电阻、重3030吨、占地吨、占地170m170m2 2、耗
22、电、耗电150150千瓦千瓦n性能：每秒计算性能：每秒计算50005000次。次。第三十一页，本课件共有113页1949年，经过年，经过70个小时的运算，它把圆周率计算到个小时的运算，它把圆周率计算到小数点后小数点后2037位。位。1955年，年，ENIAC运行运行10年后年后“退休退休”，据说运行期，据说运行期间它的运算量比人类有史以来全部大脑的运算量还间它的运算量比人类有史以来全部大脑的运算量还多。多。第三十二页，本课件共有113页电子计算机的发展电子计算机的发展第三十三页，本课件共有113页第一代电子计算机第一代电子计算机第一代电子计算机是第一代电子计算机是电子管计算机电子管计算机，时间
23、大约，时间大约为为19461958年。其基本特征是采用电子管年。其基本特征是采用电子管作为计算机的逻辑文件；数据表示主要是定作为计算机的逻辑文件；数据表示主要是定点数；点数；用机器语言或汇编语言编写程序。由用机器语言或汇编语言编写程序。由于当时电子技术的限制，每秒运算速度仅为于当时电子技术的限制，每秒运算速度仅为几千次，几千次，内存容量仅几内存容量仅几KB。因此，第一代电。因此，第一代电子计算机体积庞大，造价很高，仅限于军事子计算机体积庞大，造价很高，仅限于军事和科学研究工作，其代表机型有和科学研究工作，其代表机型有IBM650（小（小型机）、型机）、IBM709（大型机）。（大型机）。第三十
24、四页，本课件共有113页IBM650第三十五页，本课件共有113页第二代电子计算机第二代电子计算机第二代电子计算机是第二代电子计算机是晶体管电路电子计算机晶体管电路电子计算机，时间，时间大约为大约为1958年年1964年。其基本特征是逻辑元件年。其基本特征是逻辑元件逐步由电子管改为逐步由电子管改为晶体管晶体管，内存所使用的器件大都内存所使用的器件大都使用铁氧磁性材料制成的磁芯存储器。使用铁氧磁性材料制成的磁芯存储器。外存储器有外存储器有了磁盘、磁带，外设种类也有所增加。了磁盘、磁带，外设种类也有所增加。运算速度大到运算速度大到每秒几十万次，内存容量扩大到几十每秒几十万次，内存容量扩大到几十KB
25、。与第一代与第一代计算机相比，晶体管电子计算机体积小、成本低、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。除了科学计算外，还功能强、可靠性大大提高。除了科学计算外，还用于数据处理和事务处理。代表机型有用于数据处理和事务处理。代表机型有IBM7094、CDC7600。第三十六页，本课件共有113页第二代电子计算机代表机型第二代电子计算机代表机型IBM7094控制台外观控制台外观第三十七页，本课件共有113页第三代电子计算机第三代电子计算机第三代电子计算机是第三代电子计算机是集成电路计算机集成电路计算机,时间约为时间约为1964年年1970年。随着固体物理技术的发展，集成电
26、路工年。随着固体物理技术的发展，集成电路工艺已可以在几平方毫米的单晶硅片上集成由十几个艺已可以在几平方毫米的单晶硅片上集成由十几个甚至由上百个电子元件组成的逻辑电路。甚至由上百个电子元件组成的逻辑电路。第三代电子计算机的运算速度，第三代电子计算机的运算速度，每秒可达几十万次到每秒可达几十万次到几百万次。几百万次。存储器进一步发展，体积更小、价格低、存储器进一步发展，体积更小、价格低、软件逐步完善。软件逐步完善。其代表机型有其代表机型有IBM360。第三十八页，本课件共有113页第三代电子计算机代表机型第三代电子计算机代表机型IBM360计算机系统计算机系统第三十九页，本课件共有113页第四代电
27、子计算机第四代电子计算机第四代电子计算机称为第四代电子计算机称为大规模集成电路电子大规模集成电路电子计算机计算机，时间从，时间从1971年至今。年至今。在硅半导体上集成了在硅半导体上集成了1000100000个以上电个以上电子元器件。子元器件。集成度很高的半导体存储器代替集成度很高的半导体存储器代替了服役达了服役达20年之久的磁芯存储器。年之久的磁芯存储器。计算机的计算机的速度可以达到上千次到十万次。速度可以达到上千次到十万次。第四十页，本课件共有113页第五代电子计算机第五代电子计算机第五代电子计算机是第五代电子计算机是智能电子计算机智能电子计算机，它是它是一种有知识、会学习、能推理的计算机
28、，具一种有知识、会学习、能推理的计算机，具有能理解自然语言、声音、文字和图像的能有能理解自然语言、声音、文字和图像的能力，力，并且具有说话的能力，使人机能够用自并且具有说话的能力，使人机能够用自然语言直接对话。它可以利用已有的和不断然语言直接对话。它可以利用已有的和不断学习到的知识，学习到的知识，进行思维、联想、推理，并进行思维、联想、推理，并得出结论，能解决复杂问题，具有汇集、记得出结论，能解决复杂问题，具有汇集、记忆、检索等有关能力。忆、检索等有关能力。第四十一页，本课件共有113页第六代电子计算机第六代电子计算机第六代电子计算机是模仿人的大脑判断能力第六代电子计算机是模仿人的大脑判断能力
29、和适应能力，和适应能力，并具有可并行处理多种数据功并具有可并行处理多种数据功能的能的神经网络计算机。神经网络计算机。第四十二页，本课件共有113页计算机的特点及发展趋势计算机的特点及发展趋势高性能计算机是实现复杂系统计算的必要工具高性能计算机是实现复杂系统计算的必要工具计算机向微型化和小型化方向发展计算机向微型化和小型化方向发展计算机网络化是个大趋势计算机网络化是个大趋势软件已经成为一个独立的产业，其产值已经超过硬件，软件已经成为一个独立的产业，其产值已经超过硬件，软件软件开发和研制日益受到重视开发和研制日益受到重视人机界面使用越来越方便人机界面使用越来越方便 计算机的智能化计算机的智能化计算
30、机的生物化计算机的生物化第四十三页，本课件共有113页计算机基本结构和原理计算机基本结构和原理 计算机系统的基本组成：硬件和软件计算机系统的基本组成：硬件和软件 硬件构成：中央处理单元、输入接口和硬件构成：中央处理单元、输入接口和设备、输出接口和设备、以及存储器等设备、输出接口和设备、以及存储器等软件组成：程序、文件以及有关的文档软件组成：程序、文件以及有关的文档资料资料第四十四页，本课件共有113页基本组成组成：存储器、运算器、控制器、输入组成：存储器、运算器、控制器、输入设备与输出设备等五大部分设备与输出设备等五大部分运算器、控制器制作在同一芯片内合称运算器、控制器制作在同一芯片内合称“中
31、央处理器（中央处理器（CPU）”第四十五页，本课件共有113页微型计算机结构微型计算机结构(机、个人计算机）机、个人计算机）主机主机CPU(Pentium芯片芯片)寄存器组寄存器组内存内存ROMRAM(用户可使用部分）用户可使用部分）外存储器：硬盘、软盘、外存储器：硬盘、软盘、CD-ROM或或DVD-ROM等驱动器。等驱动器。输入设备：键盘、鼠标、图像扫描仪输入设备：键盘、鼠标、图像扫描仪控制器控制器运算器运算器外部设备外部设备输出设备：显示器、打印机输出设备：显示器、打印机硬硬件件设设备备主要技术指标：字长、速度、存储容量主要技术指标：字长、速度、存储容量第四十六页，本课件共有113页第四十
32、七页，本课件共有113页第四十八页，本课件共有113页软件=程序+数据+文档计算机软件系统计算机软件系统 操作系统操作系统Windows、Dos 语言处理系统语言处理系统 C、VB、pascal 数据库管理系统数据库管理系统 foxprofoxpro 实用程序实用程序(硬件检测）硬件检测）程序库程序库 软件包软件包 套装软件套装软件office2000office2000用户自己开发的软件用户自己开发的软件系统软件系统软件应用软件应用软件软件系统软件系统用户应用软件系统软件操作系统硬件第四十九页，本课件共有113页计算机在各个领域中的应用计算机在各个领域中的应用1.科学计算科学计算:在天文学、
33、量子化学、空气动力学、核物在天文学、量子化学、空气动力学、核物理学和天气预报等领域中。理学和天气预报等领域中。n利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算的利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算的能力，可以实现人工无法解决的各种科学计算问题能力，可以实现人工无法解决的各种科学计算问题。n例如，建筑设计中为了确定构件尺寸，通过弹性力学例如，建筑设计中为了确定构件尺寸，通过弹性力学导出一系列复杂方程，长期以来由于计算方法跟不上导出一系列复杂方程，长期以来由于计算方法跟不上而一直无法求解。而计算机不但能求解这类方程，并而一直无法求解。而计算机不但能求解这类方程，并且引起弹性理论上的一次突破，出现
34、了有限单元法。且引起弹性理论上的一次突破，出现了有限单元法。第五十页，本课件共有113页计算机在科学计算中的使用计算机在科学计算中的使用-实验室专用计算机系统实验室专用计算机系统第五十一页，本课件共有113页2.2.数据处理数据处理:办公自动化、企业管理、事务处理、情报检索办公自动化、企业管理、事务处理、情报检索等等 n目前，数据处理已广泛地应用于办公自动化、企事业计算机辅目前，数据处理已广泛地应用于办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会助管理与决策、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会计电算化等等各行各业。信息正在形成独立的产业，多媒体技计电算化
35、等等各行各业。信息正在形成独立的产业，多媒体技术使信息展现在人们面前的不仅是数字和文字，也有声情并茂术使信息展现在人们面前的不仅是数字和文字，也有声情并茂的声音和图像信息。的声音和图像信息。n据统计，据统计，80以上的计算机主要用于数据处理，这类工作量大面以上的计算机主要用于数据处理，这类工作量大面宽，决定了计算机应用的主导方向。宽，决定了计算机应用的主导方向。第五十二页，本课件共有113页3.3.过程控制过程控制 :在冶金、石油、化工、纺织、水电、机在冶金、石油、化工、纺织、水电、机械、航天等部门械、航天等部门采用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的及时性
36、和准确性，从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率。例如，在汽车工业方面，利用计算机控制机床、控制整个装配流水线，不仅可以实现精度要求高、形状复杂的零件加工自动化，而且可以使整个车间或工厂实现自动化。第五十三页，本课件共有113页4.4.计算机辅助系统计算机辅助系统 :计算机辅助系统包括计算机辅助系统包括CADCAD、CAMCAM、CIMSCIMS等。等。CADCAD：广泛地应用于飞机、汽车、机械、电子、建筑和轻工等领域。：广泛地应用于飞机、汽车、机械、电子、建筑和轻工等领域。例如，在电子计算机的设计过程中，利用例如，在电子计算机的设计过程中，利用CADCAD技术进行体系结构模技术进行体系结构模
37、拟、逻辑模拟、插件划分、自动布线等，从而大大提高了设计工拟、逻辑模拟、插件划分、自动布线等，从而大大提高了设计工作的自动化程度。作的自动化程度。CAMCAM：使用：使用CAMCAM技术可以提高产品质量，降低成本，缩短生产周期，技术可以提高产品质量，降低成本，缩短生产周期，提高生产率和改善劳动条件。提高生产率和改善劳动条件。CIMSCIMS：将：将CADCAD和和CAMCAM技术集成，实现设计生产自动化，这种技技术集成，实现设计生产自动化，这种技术被称为计算机集成制造系统术被称为计算机集成制造系统(CIMS)(CIMS)。它的实现将真正做到。它的实现将真正做到无人化工厂无人化工厂(或车间或车间)
38、。第五十四页，本课件共有113页第五十五页，本课件共有113页5.5.计算机辅助教学与计算机管理教学：计算机辅助教学与计算机管理教学：CAICAICMICMICAI：主要特色是交互教育、个别指导和因人施教。真正实现了以学生为中心的人格化教学方法。CMI：用计算机实现各种教学管理，例如教务管理、教学计划制订、课程安排、计算机题库、评分等。第五十六页，本课件共有113页机机器器人人“迎迎宾宾女女郎郎”能能够够熟熟练练使使用用日日语语、英英语语，还还能能用用汉汉语语和和韩韩国国语语回回答答客人的问题。客人的问题。骑骑自自行行车车的的新新型型机机器器人人不不仅仅能能骑骑车车前前行行，发发现现障障碍碍物
39、物时时还还可可停停车或后退。车或后退。6.人工智能人工智能:机器人机器人第五十七页，本课件共有113页中科院深圳先进技术研中科院深圳先进技术研究院研制的管家机器人究院研制的管家机器人扫地机器人扫地机器人第五十八页，本课件共有113页7.7.多媒体应用多媒体应用 能将视听设备连接起来形成多媒体计算机，利用它人能将视听设备连接起来形成多媒体计算机，利用它人们不仅可以听音乐、看电影，还能够把其中的声音和们不仅可以听音乐、看电影，还能够把其中的声音和画面剪辑下来，然后按照自己的意愿加工与处理，形画面剪辑下来，然后按照自己的意愿加工与处理，形成自己的音像成自己的音像“产品产品”。第五十九页，本课件共有1
40、13页科学计算时间性强的计算如气象预报、病虫害预报等往往需要收集大量观测数据，运用数学模型进行计算。过去一个地方 3小时的气象变化,需用6万人才能使计算的结果赶上天气的变化，而今天用小型计算机做4天的天气预报,只有几十分钟。电子计算机在农业中的应用电子计算机在农业中的应用第六十页，本课件共有113页数值试验可以用计算机指导制订畜禽饲料配方，也可用于选择最佳施肥方案、作物种植方案和生产管理方案。数据处理如环境和资源信息，生产和经济活动信息，科技情报资料 第六十一页，本课件共有113页模拟试验 对于时间长、费用高的试验，可帮助选定试验方案。如在育种上的应用。对于因条件限制不能实地进行的试验，可用以
41、预报结果。如根据作物产量和病虫害发生主要影响因子之间的关系，建立病虫害预测模型。对于意义重大、但具有风险、不能轻率进行的研究，可用计算机进行预备性试验。如美国的“国家区域农业规划系统”模型、印度尼西亚的土地安排模型、古巴糖业模型等，第六十二页，本课件共有113页图象信息处理 在农业上，可以利用这种方法处理飞机和卫星进行资源普查时拍下的照片，识别土地类型、植被情况、农作物生长及病虫害发生情况等。实时控制 实时控制在园艺栽培和畜禽饲养中的作用尤为显著。第六十三页，本课件共有113页计算机的发展趋势计算机的发展趋势1 1、光子计算机、光子计算机 光计算机以光电集成电路代替传统的电子型集成电路光计算机
42、以光电集成电路代替传统的电子型集成电路制成的计算机。制成的计算机。运算速度高、抗干扰能力强运算速度高、抗干扰能力强 耗能低，产生热量少耗能低，产生热量少 光承载信息的能力远远高于电。光承载信息的能力远远高于电。第六十四页，本课件共有113页2 2、量子计算机、量子计算机p集成电路的规模受到量子效应的制约集成电路的规模受到量子效应的制约p19821982年，美国物理学费曼提出量子力学有可能和计算机结合起来，产生年，美国物理学费曼提出量子力学有可能和计算机结合起来，产生具有完全不同机理的新一代计算机具有完全不同机理的新一代计算机量子计算机量子计算机p19941994年美国科学家肖用量子计算理论证明
43、，量子计算机的运算速度比现年美国科学家肖用量子计算理论证明，量子计算机的运算速度比现在最快的计算机还要快在最快的计算机还要快1010亿倍亿倍p2009年年,量子计算机的研究取得了重大的突破世界首台实验性量子计量子计算机的研究取得了重大的突破世界首台实验性量子计算机算机正式在正式在美国美国诞生。诞生。p迄今为止，世界上还没有真正意义上的量子计算机。迄今为止，世界上还没有真正意义上的量子计算机。第六十五页，本课件共有113页假设1吨铀235通过核发电机1天能提供7000万瓦伏电量，但这些电量在短短的10天就会被消耗殆尽，这是最保守的估计；如果一台量子计算机一天工作4小时左右，那么它的寿命将只有可怜
44、的2年，如果工作6小时以上，恐怕连1年都不行，这也是最保守的估计；假定量子计算机每小时有70摄氏度，那么2小时内机箱将达到200度，6小时恐怕散热装置都要被融化了，这还是最保守的估计！承载承载16个量子位的硅芯片个量子位的硅芯片第六十六页，本课件共有113页生物计算机生物计算机科学家发现科学家发现DNA处在不同状态下，可产生有信息和无处在不同状态下，可产生有信息和无信息的变化。信息的变化。生物元件比硅芯片上的电子元件要小得多，甚至小到生物元件比硅芯片上的电子元件要小得多，甚至小到几十亿分之一米。几十亿分之一米。生物芯片本身具有天然的立体化结构，其密度比目前生物芯片本身具有天然的立体化结构，其密
45、度比目前的硅集成电路高的硅集成电路高5个数量级。其存储信息的空间是普通个数量级。其存储信息的空间是普通计算机的百亿亿分之一。计算机的百亿亿分之一。物芯片本身具有并行处理的功能，其运算速度要比目物芯片本身具有并行处理的功能，其运算速度要比目前最先进的计算机快前最先进的计算机快10万倍，而消耗的能量仅是普通万倍，而消耗的能量仅是普通计算机的十亿分之一。计算机的十亿分之一。生物芯片一旦出现故障，可以进行自我修复。生物芯片一旦出现故障，可以进行自我修复。第六十七页，本课件共有113页神经网络计算机神经网络计算机模拟人脑，利用多个处理器并行连接方式，来加速计算机的信息处理模拟人脑，利用多个处理器并行连接
46、方式，来加速计算机的信息处理能力，使之接近于人脑的功能。能力，使之接近于人脑的功能。日本科学家开发的神经电子计算机用的大规模集成电路芯片，在日本科学家开发的神经电子计算机用的大规模集成电路芯片，在.厘米正厘米正方的硅片上可设置个神经元和方的硅片上可设置个神经元和 个神经键，这种芯个神经键，这种芯片能实现每秒亿次的运算速度。片能实现每秒亿次的运算速度。美国研究出由左脑和右脑两个神经块连接而成的神经电子计算机。右脑为经美国研究出由左脑和右脑两个神经块连接而成的神经电子计算机。右脑为经验功能部分，有万多个神经元，适于图像识别；左脑为识别功能部分，含验功能部分，有万多个神经元，适于图像识别；左脑为识别
47、功能部分，含有万个神经元，用于存储单词和语法规则。有万个神经元，用于存储单词和语法规则。我国目前已研制出我国目前已研制出“高精度双权值突触神经元计算机高精度双权值突触神经元计算机CASSANN一一”。第六十八页，本课件共有113页网络技术网络技术第六十九页，本课件共有113页计算机网络是指把地理位置不同，且具有独立功能计算机网络是指把地理位置不同，且具有独立功能的计算机，用通信线路和通信设备互相连接起来，以的计算机，用通信线路和通信设备互相连接起来，以实现彼此之间的数据通信和资源共享的一种计算机系实现彼此之间的数据通信和资源共享的一种计算机系统。统。计算机网络的基本目的是实现数据通信和资源共享
48、。计算机网络的基本目的是实现数据通信和资源共享。计算机网络的定义计算机网络的定义第七十页，本课件共有113页网络的发展网络的发展1面向终端的计算机联机阶段面向终端的计算机联机阶段2资源共享网络阶段资源共享网络阶段3网络互联阶段网络互联阶段4信息高速公路阶段信息高速公路阶段1993年年美美国国提提出出“国国家家信信息息基基础础设设施施”的的NII计计划划（National Information Infrastructure）.第七十一页，本课件共有113页计算机网络技术的功能计算机网络技术的功能计算机网络技术的核心用途就是资源共享计算机网络技术的核心用途就是资源共享 计算机网络技术可以提供强有
49、力的通信手段计算机网络技术可以提供强有力的通信手段 计算机网络技术可以充分发挥计算机的效能，计算机网络技术可以充分发挥计算机的效能，帮助人们跨越时间和空间的障碍。帮助人们跨越时间和空间的障碍。第七十二页，本课件共有113页网络的硬件组成网络的硬件组成计计算算机机网网络络的的硬硬设设备备主主要要包包括括：主主计计算算机机系系统统、通通信信线线路路、终终端端和和其其它它增增强强设设备备（如如调调制制解解调调器器、通通信信处处理理机机、集集中中器器等等），通通讯讯控控制制处处理理机机等等设设备备和和互互联联的的计计算算机机可可以以依依靠靠电电缆缆、光光纤纤、微微波波及及卫卫星星等物理实体进行通信。等
50、物理实体进行通信。第七十三页，本课件共有113页计算机网络的分类按地理分布范围划分计算机网络的分类按地理分布范围划分1.局域网局域网(LAN)：一般在几千米到十几千米的一般在几千米到十几千米的范围以内范围以内2.广域网广域网(WAN)：广域网覆盖的范围通常可广域网覆盖的范围通常可以在几十、几百千米，甚至环绕整个地球以在几十、几百千米，甚至环绕整个地球3.城域网城域网(MAN)：城域网是专指覆盖一个城市城域网是专指覆盖一个城市的网络系统的网络系统第七十四页，本课件共有113页星型结构星型结构：信息通过中央结点进行交换，中央结点一信息通过中央结点进行交换，中央结点一旦出现故障将导致网络瘫痪旦出现故