文档介绍：授课对象:
09级本科生
理论学时:
56 学时,14周
实验学时:
计划16 学时+ 课外30学时
学分:
4
考试形式:
平时10+实验10+无纸化考试80
考试时间:
预计第16周
授课教师:
李锐
E-Mail:
******@jlu.
计算机的发展历程、分类及应用;
信息技术概述;
计算机硬件组成及各主要部件的功能;
计算机系统组成;
计算机软件分类;
计算机工作原理及主要技术指标;
数制及其转换;
文字信息编码。
本章主要内容
数值型数据的存储;
计算机的算术与逻辑运算;
一种可以接受输入、处理数据、存储数据、可编程并能产生输出的一种电子装置。
计
计算机主要特点:计算精度高、处理速度快、存储容量大、自动化程度高、适用范围广和通用性强。
算
机
计算机的发展
1936年英国科学家图灵,首次提出逻辑机模型—图灵机,并建立算法理论,被誉为计算机之父。
计算机理论奠基人:
图灵的主要贡献:
建立图灵机模型,奠定了可计算理论基础;
提出图灵测试,阐述机器智能概念。
图灵奖,创于1966,每年由美国计算机学会(ACM)颁发。
计算机最高奖项:
19世纪50年代,英国数学家乔治·布尔创立逻辑代数,奠定电子计算机的数学理论基础。
1946年2月诞生于美国宾州大学,电子数值积分计算机,ENIAC—Electronic Numerical Integrator And Calculator)。
第一台计算机的诞生
5000次加法/秒
体重28吨
占地170m2
18800只电子管
1500个继电器
功率150KW
ENIAC存在明显缺点:
是存储容量很小;
是采用外接线路连接的方法设计计算程序。
存储程序控制:存储程序实现自动计算
采用二进制数:便于硬件实现,又有简单的运算规则。
1948年8月,著名美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出EDVAC (electronic Discrete Variable puter,离散变量自动电子计算机)计算机方案。
冯•诺依曼计算机方案:
计算机基本结构:运算器、控制器、存储器、输入和输出设备
冯·诺依曼计算机体系结构
计算机发展的4个阶段
一代: 电子管计算机
二代: 晶体管计算机
三代:中小规模集成电路计算机
四代:大规模、超大规模集成电路计算机
1946~1958
体积大;
运算速度慢(1万次/秒);
电子管存储容量(2KB)小;
程序设计为机器语言。
1958~1964
晶体管、磁芯存储器,内存储器容量可以达到32KB;
运算速度为300万次/秒;
程序设计有汇编语言、FORTRAN 等。
1964~1970
小规模集成电路、半导体存储器、磁盘,内存储器容量8MB~256MB;
运算速度1~10亿次/秒;
软件有操作系统、结构化程序设计语言、数据库等。
1971年至今
用大规模、超大规模集成电路、半导体存储器、磁盘、磁带、光盘和微处理器,内存储器容量可达256MB~4096MB;
运算速度已经达到10亿次以上/秒;
软件增加专家系统、面向对象开发工具和支撑环境等。
•计算机网络技术更加完善
计算机的发展趋势
一些简单的自动装置(如机械手)将得到广泛应用。它们用微电脑内核,带有“眼睛”(摄像机),甚至用自然语言与人类进行交流,完成特定的使命。
•人工智能进一步发展
计算机与通信网络相互协调、相互补充,融于一体;世界范围内的高速宽带网即将建成。
将由磁、光或DNA来制造,即所谓磁计算机、光子计算机、生物计算机和量子计算机。
•未来新型计算机
采用磁场来控制晶体管,能使每平方厘米所容纳的晶体管数量增加近千倍。预计其性能将比目前微处理器性能提高4万倍。
磁计算机
利用光的高速和无干扰性,使用光学元件(光触发器)构成处理器。
光子计算机
以生物工程技术产生的蛋白分子为主要原料,具有巨大的存储能力;信息以波的形式传输。
生物计算机
是利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机。
量子计算机
计算机分类
按计算机运算速度、字长、存储容量、软件配置及用途等多项性能指标划分为:高性能计算机、微型计算机、工作站、服务器和嵌入式计算机等。
•高性能计算机
是指运算速度最快、处理能力最强的计算机,传统称之为巨型机或大型计算机。目前,高性能计算机的运算速度可达到35万亿次/秒,峰值运算速度可达到40万亿次/秒。
计算机分类及应用