大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課導(dǎo)論.ppt

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計算機(jī)導(dǎo)論IntroductiontoComputer,2003年9月,教材與參考書,教材《信息技術(shù)與應(yīng)用導(dǎo)論》（第七版影印版）Computers,Communications,andInformation(SeventhEdition)推薦參考書《計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)》黃旭明主編廈大《計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論》陶樹平等高教,教學(xué)資料下載,《2003級計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)計劃》download（下載）fromftp://17.16.9.10/03級計算機(jī)專業(yè)教學(xué)計劃或ftp://202.01.11.195/03級計算機(jī)專業(yè)教學(xué)計劃本課件download（下載）fromftp:///《計算機(jī)導(dǎo)論》課件Let’stry…,0.計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)(本科)專業(yè)介紹,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),本專業(yè)培養(yǎng)具有良好的思想素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng),能系統(tǒng)地掌握計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（包括計算機(jī)硬件、軟件與應(yīng)用）的基本理論、基本知識和基本技能與方法，能在科研、教育、企業(yè)、事業(yè)、技術(shù)和行政管理部門等單位從事計算機(jī)應(yīng)用、科學(xué)研究和教學(xué)的計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科高級技術(shù)人才。（非師范類）本專業(yè)培養(yǎng)具有良好的思想素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng),能系統(tǒng)地掌握計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（包括計算機(jī)硬件、軟件與應(yīng)用）的基本理論、基本知識和基本技能與方法，具有創(chuàng)新精神和適應(yīng)21世紀(jì)教育改革發(fā)展需要的中等學(xué)校計算機(jī)教育教師。（師范類）,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)(非師范類)培養(yǎng)要求,本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方面的基本理論和基本知識，接受從事研究與應(yīng)用計算機(jī)的基本訓(xùn)練，具有研究和開發(fā)計算機(jī)系統(tǒng)的基本能力。畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力：(1)掌握計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的基本理論、基本知識；(2)掌握計算機(jī)系統(tǒng)分析和設(shè)計的基本方法；(3)具有研究開發(fā)計算機(jī)軟、硬件的基本能力；(4)具有計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和管理的基本能力；(5)了解與計算機(jī)有關(guān)的法規(guī)；(6)了解計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展動態(tài)；(7)掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法，具有獲取信息的能力。(8)英語水平要求通過國家大學(xué)英語四級考試,計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（師范類）培養(yǎng)要求,本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)方面的基本理論和基本知識，接受從事研究與應(yīng)用計算機(jī)的基本訓(xùn)練，具有研究和開發(fā)計算機(jī)系統(tǒng)的基本能力。畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識和能力：(1)掌握計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的基本理論、基本知識；(2)掌握計算機(jī)系統(tǒng)分析和設(shè)計的基本方法；(3)具有研究開發(fā)計算機(jī)軟、硬件的基本能力；(4)具有計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和管理的基本能力；(5)了解與計算機(jī)有關(guān)的法規(guī)；(6)了解計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展動態(tài)；(7)掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法，具有獲取信息的能力。(8)英語水平要求通過國家大學(xué)英語四級考試(9)具有現(xiàn)代教育觀念，熟悉教育法規(guī)，掌握并能初步運(yùn)用教育學(xué)、心理學(xué)和計算機(jī)教學(xué)法的基本原理和方法，具備課堂教學(xué)和運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)從事教學(xué)工作的基本能力。,學(xué)制與學(xué)位,學(xué)制：四年授予學(xué)位：工學(xué)學(xué)士學(xué)生畢業(yè)應(yīng)達(dá)到最低總學(xué)分非師范類:167.5學(xué)分其中課堂教學(xué)142學(xué)分，實(shí)踐環(huán)節(jié)25.5學(xué)分師范類:168.5學(xué)分其中課堂教學(xué)143學(xué)分，實(shí)踐環(huán)節(jié)25.5學(xué)分注:課堂教學(xué)中約2個學(xué)分為藝術(shù)類選修課，4個學(xué)分為人文社會科學(xué)類選修課，8個學(xué)分為任選課,教學(xué)計劃組成模塊,公共課政治/公共英語/體育/藝術(shù)和人文社科基礎(chǔ)課專業(yè)基礎(chǔ)課必修/限選專業(yè)課必修/限選任選課專業(yè)任選課跨系選修課,如何搞好專業(yè)學(xué)習(xí),人生轉(zhuǎn)折點(diǎn)：培養(yǎng)自我更新知識(自學(xué))的能力課堂教學(xué)：專業(yè)的起點(diǎn)而非終點(diǎn)重視實(shí)踐練習(xí)：課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、上機(jī)問題、假期實(shí)踐課堂學(xué)習(xí)：預(yù)習(xí)/聽課/小結(jié)/作業(yè)百尺竿頭，更進(jìn)一步：研究生入學(xué)考試：考試課程介紹計算機(jī)水平考試：初級程序員、程序員、高級程序員網(wǎng)絡(luò)程序員、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師綜合素質(zhì)的培養(yǎng)：選修與輔修,03-04年計算機(jī)類研究生入學(xué)考試考試科目,統(tǒng)考科目數(shù)學(xué)政治英語專業(yè)科目數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及計算機(jī)原理（清華、廈大）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計（C語言或PASCAL語言）（福大）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（華大）,全國計算機(jī)軟件專業(yè)技術(shù)資格和水平考試介紹,全國計算機(jī)軟件專業(yè)技術(shù)資格和水平考試，由人事部和信息產(chǎn)業(yè)部聯(lián)合主辦，是目前唯一由國家統(tǒng)一組織的計算機(jī)專業(yè)考試。與目前國際計算機(jī)行業(yè)專業(yè)水平接軌，注重專業(yè)水平和能力的考核。全國計算機(jī)軟件專業(yè)技術(shù)水平考試有哪些級別？共有6個級別：初級程序員（相當(dāng)技術(shù)員級）、程序員（相當(dāng)助理工程師級）、高級程序員（相當(dāng)工程師級）、系統(tǒng)分析員（相當(dāng)高級工程師級）。網(wǎng)絡(luò)程序員（相當(dāng)助理工程師級）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師（相當(dāng)工程師級）。如何選擇合適的級別？本科計算機(jī)專業(yè)學(xué)生應(yīng)該從程序員或網(wǎng)絡(luò)程序員起步，畢業(yè)時應(yīng)該達(dá)到高級程序員或網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師水平。本科非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生應(yīng)該從初級程序員起步，畢業(yè)時應(yīng)該達(dá)到程序員或網(wǎng)絡(luò)程序員水平。,全國計算機(jī)軟件專業(yè)技術(shù)資格和水平考試介紹,考試范圍和要求初級程序員、程序員上午考基礎(chǔ)知識，下午考編程能力。高級程序員上午考基礎(chǔ)知識，下午考軟件設(shè)計能力。系統(tǒng)分析員上午考綜合知識，下午分別考系統(tǒng)分析設(shè)計和論文。網(wǎng)絡(luò)程序員上午考網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識，下午考網(wǎng)絡(luò)編程。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師上午考網(wǎng)絡(luò)綜合知識，下午考網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與管理。考試時間考試時間全國統(tǒng)一是在每年10月份的第二個星期天，考試分上下午進(jìn)行。上午采用涂卡方式，下午采用筆答方式，不需要上機(jī)操作。答卷時間：初級程序員上下午各為2小時；程序員、高級程序員，網(wǎng)絡(luò)程序員、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計師上下午各為2小時30分；系統(tǒng)分析員上午為2小時30分，下午第一次為1小時30分，下午第二次為2小時。資格考試與水平考試有什么區(qū)別?資格考試主要是針對在崗專業(yè)設(shè)計人員的職稱晉升而設(shè)置，其報考有些條件限制，報考只有3個級別(初級程序員、程序員、高級程序員)。水平考試不受任何條件限制，資格考試與水平考試的試卷相同，但合格線不同，資格考試合格線低于水平考試合格線。合格證的認(rèn)證部門也不同。,本課程教學(xué)目的和學(xué)習(xí)要求,教學(xué)目的對計算機(jī)及信息技術(shù)（IT）有一個概貌性認(rèn)識教學(xué)方式英文教材，中文授課（雙語教學(xué)）學(xué)習(xí)要求掌握各章Summary（主要知識點(diǎn)）的術(shù)語含義用中文或英文完成各章Exercises（課后作業(yè)）和每章中的KeyQuestions（主要問題）?？己朔绞诫娮幼鳂I(yè)/筆試（開卷）配套課程計算機(jī)基礎(chǔ)訓(xùn)練（實(shí)踐環(huán)節(jié)之一）,考核方式（英文題目，中文答題；小測暫定為4次）,教材內(nèi)容,第一章綜述第二章數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)第三章輸入與輸出系統(tǒng)第四章存儲系統(tǒng)第五章系統(tǒng)軟件第六章應(yīng)用軟件第七章通信技術(shù),第八章通信技術(shù)的應(yīng)用第九章信息系統(tǒng)分析與設(shè)計第十章軟件編程與設(shè)計第十一章信息管理第十二章文件與數(shù)據(jù)庫第十三章計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展第十四章道德、隱私、安全及社會問題,第一章綜述千里之行始于此Chapter1OverviewTheFoundationforYourFuture,你將從此開始成為一個計算機(jī)學(xué)者和計算機(jī)能手的成長之旅…,Thischapterstartsyouonyourwaytobecomingcomputerliterateandcomputercompetent…P1.2,1.1什么是“計算機(jī)用戶”計算機(jī)專業(yè)人員與計算機(jī)用戶有何不同？1.2計算機(jī)知識和計算機(jī)技能計算機(jī)知識和計算機(jī)能力各指什么？1.3什么是“基于計算機(jī)的信息系統(tǒng)”？基于計算機(jī)的信息系統(tǒng)由哪六個部分組成？1.4計算機(jī)硬件計算機(jī)硬件可以分成哪五類？,本章主要內(nèi)容KeyQuestions,1.5計算機(jī)軟件什么是軟件，軟件分為哪兩類？1.6計算機(jī)系統(tǒng)的分類計算機(jī)可以分為哪五類？1.7計算機(jī)發(fā)展史計算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾代？1.8連接功能、互動功能與數(shù)字集成什么是連接功能、互動功能與數(shù)字集成？它們對計算機(jī)用戶有何影響？,本章主要內(nèi)容KeyQuestions,1.1什么是“計算機(jī)用戶”,——與你類似的大多數(shù)人,什么，跟我類似?!,哈，當(dāng)然是指現(xiàn)在的你羅！,計算機(jī)專業(yè)人員(computerprofessional)受過專門教育，從事計算機(jī)技術(shù)工作，為開發(fā)、維護(hù)計算機(jī)系統(tǒng)而使用計算機(jī)。如軟件工程師、系統(tǒng)分析員、網(wǎng)絡(luò)管理員。計算機(jī)用戶(userorend-user)對計算機(jī)技術(shù)知識不甚或不想了解，但為工作、學(xué)習(xí)使用或想使用計算機(jī)。如現(xiàn)在的你，公司的職員。,使用計算機(jī)的兩類人,1.2計算機(jī)知識和技能的重要TheImportanceofBecomingComputerLiterate&ComputerCompetent,知識與技能,計算機(jī)知識（computerliterate）擁有計算機(jī)科學(xué)的有關(guān)知識并理解其應(yīng)用。計算機(jī)技能（computercompetent）掌握計算機(jī)使用技術(shù)并具有不斷更新的能力。,,1.3什么是“基于計算機(jī)的信息系統(tǒng)”？WhatisaComputer-BasedInformationSystem?,功能：將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有用的信息并快速傳送給需要該信息的人。“基于計算機(jī)的信息系統(tǒng)”由六個部分組成：P1.5圖1.1Hardware（硬件）Software（軟件）Data/information（數(shù)據(jù)/信息）People（人）Procedure（使用說明）Communication（通信）,基于計算機(jī)的信息系統(tǒng)：組成部分之一Hardware（硬件）,在計算機(jī)系統(tǒng)中，硬件必須由軟件控制才能工作。沒有配備任何軟件的機(jī)器稱為“裸機(jī)”。,計算機(jī)是由電子元件和機(jī)電元件組成的一種機(jī)器。計算機(jī)機(jī)器本身無任何智能可言，故稱為hardware(硬件)。,硬件（Hardware）,硬件（Hardware）,基于計算機(jī)的信息系統(tǒng)：組成部分之二Software（軟件）,軟件是計算機(jī)程序的別稱。所謂"程序"(program)就是指控制計算機(jī)硬件執(zhí)行所需工作的一套指令。沒有軟件控制的計算機(jī)硬件（裸機(jī)）是毫無用處。,基于計算機(jī)的信息系統(tǒng)：組成部分之三Data/information(數(shù)據(jù)與信息),在今天的大部分商業(yè)應(yīng)用中，計算機(jī)系統(tǒng)的主要任務(wù)是將“數(shù)據(jù)”轉(zhuǎn)換為“信息”供人們決策、銷售等使用。Data（數(shù)據(jù)）計算機(jī)處理的“原材料”?？赡苁羌埫娴摹㈦娮拥幕蚱渌问剑ㄈ缏曇簦?。Information（信息）經(jīng)過計算機(jī)處理的數(shù)據(jù)。如用員工的工作時數(shù)和時工資作“原材料”，經(jīng)計算機(jī)處理后變成工資支票和工資冊形式的“信息”。,計算機(jī)的三個基本任務(wù)：輸入/處理/輸出,數(shù)據(jù),信息,處理,基于計算機(jī)的信息系統(tǒng)：組成部分之四People（人）,人是“基于計算機(jī)的信息系統(tǒng)”中最重要的一個部分：設(shè)計和開發(fā)計算機(jī)系統(tǒng)、操作計算機(jī)硬件、開發(fā)和使用計算機(jī)軟件……,基于計算機(jī)的信息系統(tǒng)：組成部分之五Procedure(使用說明),人們在使用計算機(jī)硬件和軟件時，應(yīng)按“使用說明”操作和使用。計算機(jī)系統(tǒng)的“使用說明”通常是以“文件手冊”或“用戶指南”的形式提供給用戶的。,基于計算機(jī)的信息系統(tǒng)：組成部分之六Communications(通信),當(dāng)一個計算機(jī)系統(tǒng)開始與另一個計算機(jī)系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)和信息時，就需要用到第六個部分——通信,亦稱“互連”(connectivity)。,補(bǔ)充內(nèi)容：計算機(jī)的概念,計算機(jī)：顧名思義……,計算機(jī)其英文名稱是computer，顧名思義：用于計算的機(jī)器。,什么是“計算機(jī)”？,在計算機(jī)誕生的初期主要是被用來進(jìn)行科學(xué)計算的，因此被稱之為“計算機(jī)”。然而，現(xiàn)在計算機(jī)的處理對象已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了“計算”這個范圍，它可以對數(shù)字、文字、聲音以及圖像等各種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。因此，如果僅僅把計算機(jī)理解為“能夠進(jìn)行數(shù)學(xué)計算的工具”那就太狹隘了。實(shí)際上，計算機(jī)是一種能夠按照事先存儲的程序，自動、高速地對數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、處理、輸出和存儲的系統(tǒng)。,計算機(jī)系統(tǒng)的概念,一個計算機(jī)系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分。硬件是由各種電子、磁性及機(jī)械的器件組成的物理實(shí)體，包括運(yùn)算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等五個基本組成部分。軟件則是程序和有關(guān)文檔的總稱，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類?！嘤嬎銠C(jī)系統(tǒng)=硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng),計算機(jī)系統(tǒng)=硬件+軟件,拿計算機(jī)跟人比：人=肉體+思想。沒有肉體，思想何以存在？所謂“皮之不存，毛將焉附”。沒有思想，或?yàn)椤靶惺呷狻保ò装V），或?yàn)椤爸参锶恕?。計算機(jī)系統(tǒng)=硬件+軟件。硬件——機(jī)器軟件——控制計算機(jī)工作的各種程序沒有配備任何軟件的計算機(jī)叫做“裸機(jī)”——裸機(jī)跟一個只會發(fā)光發(fā)熱的電阻箱沒有什么兩樣。這是計算機(jī)與一般電器迥異之處。,計算機(jī)能完成的4種基本操作,計算機(jī)能夠完成的基本操作及主要功能：輸入：接受由輸入設(shè)備（如鍵盤）提供的數(shù)據(jù)處理：對數(shù)據(jù)、字符、圖象等各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，按指定的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出：將處理所產(chǎn)生的結(jié)果（信息）由輸出設(shè)備進(jìn)行輸出存儲：程序和數(shù)據(jù)的存儲以上4種基本操作通常被稱為IPOS循環(huán)，它反映了計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本步驟，即輸入（Input）、處理(Processing)、輸出(Output）和存儲(Storage)。,輸入輸出存儲處理,計算機(jī)時代已經(jīng)來臨,今天，計算機(jī)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代社會幾乎一切領(lǐng)域。從登月飛行、戰(zhàn)略武器、石油勘探、中長期天氣預(yù)報，到書報排版印刷、影視動畫效果、遠(yuǎn)程教學(xué)，到日常生活的許多細(xì)小方面——自動洗衣機(jī)、電視機(jī)的遙控器、高檔音響選曲系統(tǒng)……電腦這個有史以來最偉大的人造精靈簡直是無處不在！總之，計算機(jī)時代已來臨，以致在上個世紀(jì)未就有人預(yù)言，在21世紀(jì)，不懂計算機(jī)將成為“新文盲”。,一次震動世界的棋賽…,北京時間1997年5月12日凌晨4時50分，國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫與美國IBM公司的“深藍(lán)”下的第六盤決勝局中，僅走了19步就投子敗北——當(dāng)“深藍(lán)”將棋盤上的兵走到C4位置時，卡斯帕羅夫推枰認(rèn)輸，“深藍(lán)”以3.5:2.5的優(yōu)勢取得了勝利(先后6場比賽中，“深藍(lán)”二勝三平)。那么“深藍(lán)”是何許人也？卡斯帕羅夫又是何許人也？,深藍(lán)與卡斯帕羅夫,“深藍(lán)”是美國IBM公司生產(chǎn)的一臺超級國際象棋電腦，重1270公斤，有32個大腦（微處理器），每秒鐘可以計算2億步。人們給“深藍(lán)”輸入了一百多年來優(yōu)秀棋手的對局兩百多萬局。國際象棋史上劃時代的人物、俄羅斯國際象棋特級大師卡斯帕羅夫（1963年4月13日出生）是人類有史以來最偉大的棋手，在國際象棋棋壇上他獨(dú)步天下，無人能出其右，在邏輯性推理方面堪稱全人類最杰出者。前世界冠軍卡爾波夫號稱是唯一能與其抗衡的棋手，但在兩人交戰(zhàn)史上，每次都是卡斯帕羅夫取勝?？墒?，在臨近世紀(jì)末的1997年，孤獨(dú)求敗的卡斯帕羅夫不得不承認(rèn)自己輸了，而戰(zhàn)勝他的是一臺沒有生命力、沒有感情的電腦。,余波未平…,也許這是一件偶然的事件，可是，這場“巨人”與“巨機(jī)”的大戰(zhàn)也使人類看到了一個自己不愿看到的結(jié)果：人類的工具終于有一天會戰(zhàn)勝自己。這次造成震動的歷史事件結(jié)束后，在全球引起的議論是廣泛的，討論不但在國際象棋層次，還在科技與人類文明、未來學(xué)和人工智能學(xué)、對技術(shù)可能統(tǒng)治人類的恐懼等層次進(jìn)行，甚至上升到倫理學(xué)和哲學(xué)的高度，以致還曾出現(xiàn)不大不小的恐慌言論。這一切連網(wǎng)上的文章資料也是多不勝數(shù)，不知能出幾本書了。而且至今余熱未褪。,更新消息…,新華網(wǎng)報道：國際象棋特級大師卡斯帕羅夫與電腦軟件棋手“小深”（DeepJunior）驚心動魄的“人機(jī)大戰(zhàn)”2003年2月７日在紐約降下帷幕。在總共六局比賽中，雙方各一勝一負(fù)，另有四局打成平手，同積３分，不分伯仲。此次與“小深”對陣，卡斯帕羅夫“使出了標(biāo)志性的攻擊棋路”。３９歲的卡斯帕羅夫在賽后表示，能夠與“小深”最終戰(zhàn)平他感到“相當(dāng)滿意”。這位俄羅斯人透露，最后一場決勝局比賽，曾令他回想起１９９７年大戰(zhàn)“深藍(lán)”時的危險場面。當(dāng)時，卡斯帕羅夫正是在關(guān)鍵的最后一場比賽中敗北，最終在總比分上輸給了“深藍(lán)”?？ㄋ古亮_夫說，這次他的惟一目標(biāo)就是保證“不要輸”。他聲稱，雖然“小深”比“深藍(lán)”更強(qiáng)大，但自己在比賽中從來沒有真正落于下風(fēng)?！拔抑惠斄艘粓?，而且那還是因?yàn)橐粋€非常非?？膳碌腻e誤，”卡斯帕羅夫說，“但這并不意味著機(jī)器打敗了我”。,卡斯帕羅夫與“小深”對戰(zhàn),資料：以色列科學(xué)家開發(fā)的軟件棋手“小深”每秒能思考３００萬步棋并能以更接近人類棋手的方式對奕，曾連續(xù)三次在國際象棋計算機(jī)大賽中奪冠，人稱電腦“棋王”，近兩年在與人類棋手的比賽中它還未嘗敗績。,計算機(jī)“數(shù)字”基礎(chǔ)TheDigitalBasisofComputer,計算機(jī)工作原理并不神秘,迄今為止，任何似乎無所不能的“電腦”，在其內(nèi)部其實(shí)只會進(jìn)行兩種最基本的運(yùn)算——算術(shù)運(yùn)算（二進(jìn)制加法）：0＋0=01＋0=10＋1=11＋1=10（做減法需要給它編程序）邏輯運(yùn)算（判斷真假）運(yùn)算結(jié)果：0—假，1—真,計算機(jī)為什么“使用”二進(jìn)制數(shù)？,計算機(jī)的主要特點(diǎn)之一是”數(shù)字”(digital)性。原因是計算機(jī)內(nèi)部使用了成千上萬個微型的“通斷型”電子開關(guān)進(jìn)行工作：這些開關(guān)在任何時刻要么是“連通”（通電），要么是“斷開”（斷電）?；蛘哒f，該電路只有兩種工作狀態(tài)：通(on)或斷(off)。在計算機(jī)科學(xué)中，人們不是用“通通斷斷通通斷…”之類的話來表示電路狀態(tài)，而用兩個數(shù)字0和1來表示這兩種狀態(tài)：“1100110…”。用術(shù)語來說，計算機(jī)”使用“二進(jìn)制數(shù)(binarynumber)。其實(shí)，計算機(jī)使用的是通/斷型的電子開關(guān)，所謂的“二進(jìn)制數(shù)”只是這些開關(guān)狀態(tài)的一種簡便表示法而已。,兩類信號形式,信號（signal）一般可分為兩類：模擬信號（analogsignal）連續(xù)變化值（如數(shù)學(xué)中之實(shí)數(shù)）。自然界產(chǎn)生的物理量一般均為模擬信號。數(shù)字信號（digitalsignal）離散變化值（如數(shù)字中之整數(shù)）。計算機(jī)內(nèi)部傳輸和處理的均為矩形脈沖形式的數(shù)字信號（1和0）。,所以，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中計算機(jī)內(nèi)部的信息（數(shù)字信號）往往要轉(zhuǎn)換為通信線路上電信號或光信號（模擬信號）才能傳送。,回過頭來看看計算機(jī)通信的情況…,當(dāng)一個計算機(jī)系統(tǒng)開始與另一個計算機(jī)系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)和信息時，就需要用到信息系統(tǒng)的第六個部分——通信,亦稱“互連”(connectivity)。,你相信嗎…,上面說過，計算機(jī)內(nèi)部只會做非常簡單的二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。一定有人會說，照你這樣說，“電腦”的運(yùn)算能力似乎“不如”一個小兒。但事實(shí)上，它們卻有著似乎難以置信的驚人本領(lǐng)——如戰(zhàn)勝過象征人類智慧頂峰的國際象棋大師、能做無數(shù)人類很難做到甚至做不到的事情。這豈非怪事？,計算機(jī)的力量源于高速運(yùn)算能力,其實(shí)不奇怪。數(shù)學(xué)家已證明，世界上的“一切”事件，都可以分解為那兩種0和1的基本運(yùn)算——正如世界上的一切物質(zhì)都可分解成約110種化學(xué)元素一樣。當(dāng)然，一個很簡單的事件，可能需要分解成千上萬步0和1的基本運(yùn)算。而計算機(jī)的高速運(yùn)算能力，恰恰在此顯示出極大的優(yōu)點(diǎn)。而且越復(fù)雜，越顯示出其“超人”之處——讓電腦求12肯定不如人；但是讓電腦123456789987654321，人就不如電腦。所以許多事情非常復(fù)雜時，人類無法完成，電腦能完成。,計算機(jī)：一個“大智若愚”的家伙,其實(shí)計算機(jī)的特點(diǎn)可以用兩個字來概括——“笨”（笨到極點(diǎn)）和“快”（快到不可思議），說它“笨”，因?yàn)榈拇_它只能做非常簡單、連幼兒園的小朋友都會的那兩種“基本運(yùn)算”——某個事情，人家一步就做出來了，它要做幾十步、幾百步甚至更多步，但是對這種基本運(yùn)算，它的運(yùn)算速度卻快得驚人。計算機(jī)就是一個由這種“笨”與“快”奇妙結(jié)合而產(chǎn)生的偉大精靈！,強(qiáng)大的電腦:背后是偉大的人腦,但這并不說明人類的智慧不如“電腦”。因?yàn)殡娔X工作要執(zhí)行的各種程序（運(yùn)算的步驟）是人類編寫出來。這些程序（軟件）是無數(shù)科學(xué)家和計算機(jī)專家智力的結(jié)晶。沒有這些程序，運(yùn)算能力再強(qiáng)的電腦也無法做任何事情。電腦可以幫助人類做許多事情，包括任何一個人無法獨(dú)立完成的事情，但它永遠(yuǎn)只是用來幫助人類完成各種工作的一種輔助工具——人類需要完成什么工作，就開發(fā)什么軟件來裝備電腦，電腦才具有完成什么工作的能力。事實(shí)上，卡斯帕羅夫輸棋并不是輸給了機(jī)器，歸根到底仍然輸給了人——說穿了，是輸給了IBM公司的“深藍(lán)”小組（其中主要研制者是華裔計算機(jī)專家許峰雄和譚崇仁）。,1.4計算機(jī)硬件ComputerHardware,計算機(jī)硬件可以分成哪五類？P1.8,Input（輸入系統(tǒng)硬件）Processingandmemory（數(shù)據(jù)處理和主存儲系統(tǒng)硬件）Output（輸出系統(tǒng)硬件）Storage（輔助存儲系統(tǒng)硬件）Communications（通信系統(tǒng)硬件）Peripheraldevices（外圍設(shè)備）與計算機(jī)相連且由計算機(jī)控制的設(shè)備。這類設(shè)備可以安裝在計算機(jī)箱的外面（如顯示器、鍵盤等），亦可安裝在計算機(jī)箱的里面（如軟驅(qū)）。,InputHardware（輸入系統(tǒng)硬件）,功能接受數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為適合于計算機(jī)處理的形式。常見輸入設(shè)備,Mouse(鼠標(biāo)),Scanners(打描儀),Keyboard(鍵盤),Scanner（掃描儀）,手寫板,數(shù)字化儀,,計算機(jī)常見輸入設(shè)備,ProcessingandMemoryHardware數(shù)據(jù)處理和主存儲系統(tǒng)硬件,計算機(jī)的控制中心由主機(jī)箱（SystemUnit）中的數(shù)據(jù)處理和主存儲設(shè)備組成。,SystemUnit（系統(tǒng)單元,主機(jī)箱）,計算機(jī)的控制中心由主機(jī)箱中的數(shù)據(jù)處理和主存儲設(shè)備組成。P1.10圖1.4,,Systemboard(主板),CPU插座,內(nèi)存插槽,,,CPU(CentralProcessingUnit)中央處理器,CPU是計算機(jī)控制和處理數(shù)據(jù)以產(chǎn)生信息的計算元件。在微型計算機(jī)中，CPU是一塊大約1.5英寸見方、封裝有成千上萬個晶體管的集成電路芯片，稱為“microprocessor”（微處理器),簡記MPU。,Memory（主存儲器）,主存儲器又稱為“內(nèi)存”或RAM(隨機(jī)存取存儲器)，是一種用于臨時存儲的工作存儲器，用來存儲需要馬上由CPU處理的數(shù)據(jù)和程序，可以將它理解為計算機(jī)的“工作區(qū)”或“辦公桌區(qū)”。主存儲器存儲容量的大小決定了每次數(shù)據(jù)處理量的大小和程序的運(yùn)行規(guī)模和復(fù)雜程度。和CPU一樣，主存儲器也是一種集成電路芯片，斷電時，存儲在其中的所有數(shù)據(jù)和程序?qū)⑷肯В史Q為“易失的”(volatile)存儲器。所以在計算機(jī)中還需要一種所謂“輔助存儲器”（如磁盤、磁帶等）來存儲數(shù)據(jù)和信息。,筆記本機(jī)用256M內(nèi)存,普通內(nèi)存條,安裝在主板上的內(nèi)存條,,SecondaryStorageHardware(輔助存儲器),功能以相對長久的(“非易失”)的方式存儲數(shù)據(jù)和程序。即斷電時所存內(nèi)容不會丟失。常見輔助存儲器類型有：軟磁盤（disketteorfloppydisk）硬磁盤(harddisk)磁帶(magnetictape)光盤(opticaldisks),軟磁盤和硬磁盤,軟磁盤與硬磁盤：盤片,光盤和光盤驅(qū)動器,磁帶及磁帶機(jī),新型存儲器：閃存（U盤）,擁有512MB閃存的超酷MP3,閃速存儲器(Flashmemory)具有掉電后信息保留的特點(diǎn)，又可以在線寫入(寫入前自動擦除)，并且可以按頁連續(xù)字節(jié)寫入，讀出速度高。,OutputHardware輸出設(shè)備,功能將計算機(jī)處理產(chǎn)生的信息轉(zhuǎn)換為用戶可以識別和使用的形式。Hardcopyoutput(硬考貝輸出)輸出的圖文通過打印機(jī)、繪圖機(jī)等印制在紙面等，用戶可以取走。Softcopyoutput(軟考貝輸出)輸出的圖文通過顯示器顯示在屏幕上，或輸出音響通過音箱播放，用戶可以觀看和欣賞，但無法取走。,輸出設(shè)備面面觀,,針式打印機(jī),噴墨打印機(jī),激光打印機(jī),CRT(陰極射線管)顯示器,LCD(液晶)顯示器,CommunicationsHardware通信設(shè)備,功能用于計算機(jī)之間和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(networks)之間的連接，以實(shí)現(xiàn)軟硬件資源的共享。為了使計算機(jī)的數(shù)字信號能夠通過傳統(tǒng)的銅芯電話線路傳送，需要配備一種叫做Modem的通信設(shè)備將其轉(zhuǎn)換模擬信號。,上網(wǎng)之“靈貓”：調(diào)制解調(diào)器,參考：國內(nèi)教材中關(guān)于計算機(jī)硬件系統(tǒng)的敘述,迄今為止所有計算機(jī)從其功能結(jié)構(gòu)來看，都可看作由五大部分組成：運(yùn)算器功能：算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算控制器功能：使計算機(jī)能自動地執(zhí)行程序，并使各部分協(xié)調(diào)工作存儲器功能：用于保存程序和數(shù)據(jù)主存儲器(內(nèi)部存儲器)存放當(dāng)前所執(zhí)行程序的指令和數(shù)據(jù)輔助存儲器(外部存儲器)存放暫不參加運(yùn)算的程序的指令和數(shù)據(jù)輸入設(shè)備用于程序和數(shù)據(jù)輸入（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：鍵盤）輸出設(shè)備用于程序和數(shù)據(jù)輸出（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：顯示器）,計算機(jī)工作原理示意圖,輸入設(shè)備,主存儲器,輔助存儲器,輸出設(shè)備,運(yùn)算器,控制器,,,,,,,輸入,輸出,程序原始數(shù)據(jù),運(yùn)算結(jié)果,,,,指令數(shù)據(jù)線,控制信號線,對照一下人進(jìn)行某項(xiàng)運(yùn)算時的情況,大腦,（控制器）,控制,計算、判斷,（運(yùn)算器）,記憶細(xì)胞,（內(nèi)部存儲器）,眼、耳等,手、口等,,,,,,,筆記本、手冊等,解題方法(事先學(xué)習(xí)）題目,提供答案,輸入,輸出,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,外部存儲器,常用術(shù)語,在計算機(jī)五大部分中，運(yùn)算器和控制器是最核心的部分，通常做在一個器件上，稱作CPU?！拘g(shù)語】CPU=控制器+運(yùn)算器（+寄存器組）只有主存（內(nèi)存）可直接與CPU交換信息，它與CPU組合可實(shí)現(xiàn)計算機(jī)的基本功能?！拘g(shù)語】主機(jī)=CPU+主存儲器輸入/輸出(Input/Output)設(shè)備和外存合稱“外圍設(shè)備”?！拘g(shù)語】外設(shè)=I/O+輔助存儲器,馮諾依曼型計算機(jī),上述計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是由美藉匈牙利科學(xué)家馮諾依曼于1946年提出的。迄今為止所有進(jìn)入實(shí)用的電子計算機(jī)都是按馮諾依曼的提出的結(jié)構(gòu)體系和工作原理設(shè)計制造的，故又統(tǒng)稱為“馮諾依曼型計算機(jī)”。新一代計算機(jī)將努力突破馮氏的結(jié)構(gòu)體系和工作原理，將是“非馮諾依曼型計算機(jī)”。馮諾依曼型計算機(jī)的兩大特征程序存儲（計算機(jī)自動連續(xù)工作的基礎(chǔ)）采用二進(jìn)制（機(jī)內(nèi)一切信息均需為二進(jìn)制編碼形式存在）馮諾依曼型計算機(jī)的工作原理存儲程序（將欲執(zhí)行的任務(wù)事先編成程序存入主存中）程序控制（執(zhí)行時由CPU調(diào)用主存中的程序進(jìn)行運(yùn)算）,1.5計算機(jī)軟件ComputerSoftware,為什么要使用軟件？,計算機(jī)機(jī)器本身毫無智力可言，必須由人們提供各種指令來告訴它做什么、如何做和何時做。這些指令被總稱為“software”(軟件)，因?yàn)樗拇嬖谌藗兏杏X不到也看不到。軟件是由一組用所謂“編程語言”編寫的程序組成。程序則由指令組成。用于實(shí)現(xiàn)某一專業(yè)功能的軟件通常又稱為“軟件包”。軟件通常由專業(yè)編程人員開發(fā)，并存放在磁盤、光盤上，或通過因特網(wǎng)在線提供。,兩類軟件,軟件通?？梢苑譃閮深悾篠ystemSoftware(系統(tǒng)軟件)ApplicationSoftware(應(yīng)用軟件),應(yīng)用軟件：我用的,系統(tǒng)軟件：它用的,你可以認(rèn)為應(yīng)用軟件是你用的，而系統(tǒng)軟件是計算機(jī)用的。,SystemSoftware:TheComputer’sBoss,功能用于使計算機(jī)能夠管理其本身的內(nèi)部資源，控制硬件的運(yùn)行，執(zhí)行各種基本操作，如使CPU與鍵盤、顯示器、打印機(jī)和磁盤驅(qū)動器通信等。系統(tǒng)軟件不用于解決各種業(yè)務(wù)性或?qū)I(yè)性的具體問題。最重要的一種系統(tǒng)軟件是“操作系統(tǒng)”。目前個人計算機(jī)最常用的系統(tǒng)軟件即美國Microsoft(微軟)公司的Windows（視窗）系列操作系統(tǒng)。,ApplicationSoftware:YourServant,功能用于提高計算機(jī)用戶的工作效率和創(chuàng)造力。目前個人計算機(jī)最常用的應(yīng)用軟件是美國Microsoft(微軟)公司的Office系列辦公軟件和InternetExplorerBrowser(IE瀏覽器)。前者用于編寫文檔、處理電子表格、制作網(wǎng)頁和多媒體演示軟件等，后者用于在因特網(wǎng)上“上網(wǎng)沖浪”——訪問遠(yuǎn)程網(wǎng)站、下載軟件、收發(fā)電子郵件、網(wǎng)上交友…,1.6計算機(jī)系統(tǒng)的分類TypesofComputerSystems,1969年美國阿波羅登月飛船宇航員所用的機(jī)載導(dǎo)航計算機(jī)重量為31公斤，主存儲器僅能保存2000個字符的數(shù)據(jù)，位于地面的發(fā)射控制計算機(jī)也只能存儲一百萬個字符，而造價高達(dá)400萬美元，體積龐大，幾乎占據(jù)一個大房間。,美國休斯頓：太空飛船發(fā)射控制中心美國國家航空與宇宙航行局約翰遜空間中心,飛速發(fā)展的計算機(jī)技術(shù),摩爾定律：Intel的創(chuàng)始人之一GordonMoore在1965年提出了這個著名的定律，預(yù)言單位平方英寸芯片的晶體管數(shù)目每過18到24個月就將增加一倍。過去四十年的芯片產(chǎn)業(yè)一直遵循摩爾定律每18個月速度增長一倍的規(guī)律運(yùn)行。事實(shí)上，Intel的CPU芯片上的晶體管數(shù)目已經(jīng)由1971年的2300增長到今天Pentium4處理器的5500萬，即增長了兩萬四千倍。今天你用幾千元人民幣購買的個人計算機(jī)處理能力是1969年阿波羅登月發(fā)射控制計算機(jī)的上千倍，存儲容量則是它的幾百倍。體積之小，可以放在辦公桌的桌面上，甚至可以放在掌心。,索尼公司展示新型掌上電腦,GordonE.Mooreand"MooresLaw",戈登摩爾身高超過1.8米，頭頂光禿，性情相當(dāng)沉著、平靜。他有兩大愛好:垂釣和劃船。作為英特爾的創(chuàng)始人，今年已經(jīng)73歲的摩爾曾經(jīng)一度成為硅谷的首富。因此，他早已有足夠的金錢、時間和心情，扛一根釣竿，天天到硅谷灣區(qū)釣魚，享受寧靜的晚年時光。但是，除了他高大的身影外，一個更高大的“陰影”始終彌漫在這家半導(dǎo)體領(lǐng)域利潤最高的公司之上，籠罩著整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。這就是“摩爾定律”，IT產(chǎn)業(yè)的第一定律！摩爾定律已經(jīng)37歲了，甚至比英特爾的年齡還要大三歲。37年來，它所倡導(dǎo)的“更快、更小、更便宜”的理念，使整個IT業(yè)變成了另一個“奧林匹克”競技場。,戈登摩爾,計算機(jī)系統(tǒng)的分類,根據(jù)其體積大小和處理能力，通常可分為Supercomputers（超級計算機(jī)）Mainframecomputers（大型計算機(jī)）Workstations（工作站）Microcomputers（微型計算機(jī)）Microcontrollers（微控制器）,Supercomputers超級計算機(jī)（巨型機(jī)）,最快和性能最高的計算機(jī)。通常配備有上百個到上千個處理器，運(yùn)算速度可達(dá)幾萬億次/秒。目前世界上最快的集群超級計算機(jī)運(yùn)算速度為每秒7.6萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算，預(yù)計04年初將出現(xiàn)100萬億次的超級計算機(jī)。主要用于研究，如世界性氣象預(yù)報和氣侯現(xiàn)象分析、石油勘探、飛機(jī)設(shè)計、裂變核武器系統(tǒng)評定等。價格：≥1000萬美元（國外）≥1000萬人民幣（國產(chǎn)）我國國產(chǎn)巨型機(jī)有：銀河系列、曙光系列、深騰系列超級計算機(jī)。,曙光3000超級服務(wù)器,國家863計劃的重大項(xiàng)目曙光3000超級服務(wù)器于2000年12月研制成功，通過了國家科技部組織的驗(yàn)收，并于2001年2月通過了專家鑒定。。曙光3000是一種通用的超級并行計算機(jī)系統(tǒng)，是目前性能最高的國產(chǎn)超級服務(wù)器。它兼顧大規(guī)?？茖W(xué)計算、事務(wù)處理和網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)。系統(tǒng)峰值浮點(diǎn)運(yùn)算速度為每秒4032億次，內(nèi)存總?cè)萘繛?68GB，磁盤總?cè)萘繛?.63TB。它具有先進(jìn)的機(jī)群體系結(jié)構(gòu)。由70臺節(jié)點(diǎn)計算機(jī)組成，共280個處理機(jī)。系統(tǒng)提供三套連接網(wǎng)絡(luò)，用做高速并行計算、文件傳輸、系統(tǒng)管理、接待用戶請求。另外,還有兩套串行網(wǎng)絡(luò)，用于監(jiān)控系統(tǒng)的各種狀態(tài)。,曙光3000最高運(yùn)算速度達(dá)每秒4032億次，256個處理機(jī)，內(nèi)存總量達(dá)168GB。16個處理機(jī)的曙光3000每天可實(shí)現(xiàn)80億次的頁面點(diǎn)擊。8個處理機(jī)的系統(tǒng)每天可收發(fā)七千萬封電子郵件。4個處理機(jī)的系統(tǒng)每天可處理三百萬次事務(wù)。128個處理機(jī)工作，48小時的精確天氣預(yù)報只需1小時38分鐘。64個處理機(jī)工作，一個月的氣候預(yù)報僅用15分鐘。16個處理機(jī)做某油田291口井135年的油藏模擬只需17小時，在國內(nèi)所有計算機(jī)包括進(jìn)口計算機(jī)中第一次達(dá)到實(shí)用水平。,曙光3000超級服務(wù)器的性能,曙光3000超級服務(wù)器整機(jī)圖,曙光3000是中國基因研究進(jìn)度的保證,位于北京順義的北京華大基因研究中心，承擔(dān)了人類基因組1%測序的任務(wù)；就在這里，“入住”了兩臺全國為數(shù)極少的曙光2000巨型計算機(jī)。今年2月12日人類基因組圖譜正式公布以后，這里成了世人關(guān)注的焦點(diǎn)。生物信息中心主管黃小兵介紹，由于長期超負(fù)荷地運(yùn)轉(zhuǎn)，在我國所承擔(dān)的人類基因組１％測序任務(wù)“完成圖”已近尾聲之時，每秒運(yùn)行120億次、日處理3GB數(shù)據(jù)的曙光2000也光榮地退居二線?！笆锕?000在其它領(lǐng)域可能會運(yùn)轉(zhuǎn)得很正常，但在華大已經(jīng)是不堪重負(fù)。不得不一下定購了兩臺曙光3000?！?正在研制中的曙光4000A…,2003年7月23日，曙光公司與中科院計算所國家智能計算機(jī)研究開發(fā)中心宣布，將建造中國第一臺運(yùn)算速度超過每秒10萬億次的超級計算機(jī)——曙光4000A?！锕夤究偛脷v軍介紹，正在建設(shè)的曙光4000A將采用2192顆主頻2.4G的64位AMDOpteron800處理器，計算節(jié)點(diǎn)為512個，單個節(jié)點(diǎn)均為2U－4路的64位高性能計算機(jī)，該機(jī)擁有高達(dá)2256G的內(nèi)存容量，30TB磁盤容量和基于多級交叉開關(guān)的高速互連網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)算峰值超過每秒10萬億次，建成后，不僅將是中國最快的超級計算機(jī)，也將是世界上最快的集群式超級計算機(jī)。曙光4000A將于2003年9月實(shí)現(xiàn)計算機(jī)節(jié)點(diǎn)批量生產(chǎn)；2004年1月用戶試算；2004年3月完成系統(tǒng)；2004年6月用戶安裝。,曙光4000A概念圖,代號為“紅色網(wǎng)格”，2192顆CPU，2256G的內(nèi)存容量，運(yùn)算峰值超過每秒10萬億次…,國防科大研制的“銀河”系列巨型機(jī),1997年6月，銀河-III超級計算機(jī)研制成功。中國成為世界上少數(shù)幾個能研制和生產(chǎn)大規(guī)模并行計算機(jī)系統(tǒng)的國家之一。銀河III采用分布共享存儲結(jié)構(gòu)，峰值性能達(dá)到每秒130億浮點(diǎn)運(yùn)算。1999年11月，銀河-IV型巨型機(jī)開始研制。2002年11月19由國防科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院研制的新一代“銀河”高性能實(shí)時仿真計算機(jī)系統(tǒng)在長沙通過技術(shù)鑒定。試運(yùn)行期間，曾成功地對航天運(yùn)載火箭及多個重大任務(wù)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了多次實(shí)時仿真試驗(yàn)。,83年銀河-I億次機(jī),92年銀河-II10億次機(jī),97年銀河-III百億次機(jī),,,,世界超級計算機(jī)全球TOP500排行榜,世界超級計算機(jī)TOP500排名，是由國際專業(yè)評價超級計算機(jī)性能的組織——“TOP500”倡導(dǎo)發(fā)起的。該組織于1993年成立，每年6月和11月各發(fā)布一次全世界已安裝并在使用的運(yùn)算速度最快的前500臺超級計算機(jī)的排名，截至到2003年6月27日為止，已經(jīng)進(jìn)行了21屆。到2003年6月排名第一的是NEC公司的Earth-Simulator/5120超級計算機(jī)，運(yùn)算速度達(dá)到35.86萬億次。曙光4000A開發(fā)成功，將在全球超級計算機(jī)Top500強(qiáng)中排名第三（按今年6月23日排名）。,,最新消息：深騰1800闖入世界超級計算機(jī)全球TOP500排行榜,中國生產(chǎn)的超級計算機(jī)第一次進(jìn)入高性能計算TOP500排名是在2002年11月，就是由聯(lián)想集團(tuán)研制成功具有自主知識產(chǎn)權(quán)核心技術(shù)的三臺萬億次超級計算機(jī)——“深騰1800”，實(shí)際運(yùn)算速度達(dá)到每秒1.046萬億次，在2003年6月排名第51位、98位和299位。,20組機(jī)柜、526個高性能“奔騰4”型CPU、1800多個小型風(fēng)扇、近7000米網(wǎng)線、實(shí)測性能達(dá)到每秒1萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算……02年8月29日，聯(lián)想集團(tuán)和中科院數(shù)學(xué)與計算所聯(lián)合召開新聞發(fā)布會，宣布了一個喜人的消息：我國首臺萬億次計算機(jī)誕生了。,深騰6800：4億次的精彩,03年12月9日，科技部攜手聯(lián)想集團(tuán)在京宣布，由聯(lián)想研制的國家網(wǎng)格主節(jié)點(diǎn)“深騰6800”超級計算機(jī)通過鑒定，研制成功。它使用了265個IA64結(jié)點(diǎn)，1060個主頻為1.3GHz的英特爾安騰2處理器，內(nèi)存總?cè)萘窟_(dá)2.2TB，磁盤總?cè)萘繛?1TB。在03年TOP500排行榜中，深騰6800運(yùn)算速度居第14位。,IBM:將為美能源部造世界最快超級計算機(jī),2002年11月19日，IBM公布了兩臺目前世界上運(yùn)算速度最快計算機(jī)的制造計劃，這是藍(lán)色巨人和美國能源部達(dá)成的一項(xiàng)價值2億9000萬美元合同的一個組成部分。IBM官員指出，這兩臺超級計算機(jī)聯(lián)合起來的計算處理能力將超過目前世界上計算能力最強(qiáng)的500臺超級計算機(jī)的總和。IBM將提供的第一臺超級計算機(jī)名為ASCIPurple，它的運(yùn)算速度將達(dá)到每秒100萬億次，即每秒100兆次浮點(diǎn)計算的水平。這臺計算機(jī)被視為深藍(lán)(DeepBlue)的直系後裔。ASCIPurple將在2004年交付使用，屆時能源部的國家原子能安全管理署將使用ASCIPurple來模擬美國原子武器的老化及其處理過程。第二臺超級計算機(jī)目前被命名為BlueGene/L，它的計算能力將明顯超過ASCIPurple，達(dá)到每秒360萬億次的水平，預(yù)計在2005年交付使用。能源部計劃把這臺計算機(jī)供各個國家實(shí)驗(yàn)室使用，用於武器、生物技術(shù)和高能爆炸的模擬計算。,Mainframecomputers主機(jī),包括通常說的大、中、小型計算機(jī)。運(yùn)算速度幾千萬次/秒，價值幾萬～幾百萬美元。主要用于銀行、航空公司、保險公司、郵購商店、高校和稅收局等。,IBMz系列z900服務(wù)器,IBMz系列z990服務(wù)器,國產(chǎn)大中型計算機(jī),中科院計算技術(shù)研究所國家智能機(jī)中心研制的每秒200億次的曙光2000型超級服務(wù)器,Workstations：工作站,80年代初期出現(xiàn)，是一種價格昂貴、功能強(qiáng)大的桌面計算機(jī)，主要供工程師們、科學(xué)家們、特效設(shè)計師們使用，如設(shè)計飛機(jī)機(jī)身、研制處方藥品、影視特效制作等。,圖：IBM圖形工作站,Microcomputers：微型計算機(jī),又稱為“個人計算機(jī)”（PC機(jī)），可以放置在桌面上，或可以出行攜帶。通常有：Desktop(臺式機(jī))Notebook（筆記本機(jī)）Personaldigitalassistant(PDA)(個人數(shù)字助理),臺式機(jī)與筆記本電腦,Multimediacomputers多媒體電腦,一臺普通電腦，配上聲卡、音箱、光盤驅(qū)動器等，不但可以進(jìn)行各種運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，還可播放或制作各種影視和音樂節(jié)目，稱為“多媒體電腦”。,計算機(jī)主板：擴(kuò)展槽,聲卡和音箱,Microcontrollers：微控制器,亦稱為“嵌入式”、“專用型”或“隱藏式”計算機(jī)。微控制器實(shí)際上是安裝在各種智能設(shè)備（如電腦控制的微波爐、袖珍計算器等）中的微型計算機(jī)芯片（通常稱為“單片機(jī)”）。價格一般在幾～幾十美元。,單片機(jī)芯片：SST89C58單片機(jī),正面,背面,1.7計算機(jī)發(fā)展史MilestonesinComputerDevelopment,在電子計算機(jī)之前，人類用于計算的輔助工具有：算盤，手搖計算機(jī)（機(jī)械式，主要由機(jī)械齒輪組成），大型微分分析儀等。最早研制電子計算機(jī)，是為了解決科技進(jìn)步特別是軍事應(yīng)用方面運(yùn)算量越來越大的問題。P1.16圖1.6,世界上第一臺電子計算機(jī),誕生于1946年2月的世界上第一臺電子計算機(jī)，是為美國陸軍計算槍炮火力表而研制。每張火力表需要計算數(shù)百條彈道，一條飛行時間為60秒的彈道，手搖計算機(jī)20小時，大型微分分析儀15分鐘。軍方要求每天計算6張火力表。,ENIAC(埃尼亞克),這臺名為ENIAC(電子數(shù)字積分計算機(jī)的縮寫）的機(jī)器，使用18800個電子管，1500多個繼電器，耗電150千瓦，占地170平方米，重達(dá)30噸，可謂“龐然大物”也。,電子計算機(jī)時代的到來,ENIAC由美國賓夕法尼亞州立大學(xué)莫爾學(xué)院設(shè)計研制，價值40多萬美元，運(yùn)算速度5000次/秒。今天看來，其運(yùn)算速度低得可憐(稍高檔的計算器即可達(dá)到)，而在當(dāng)時，計算一條彈道時間縮短為30秒。它運(yùn)算兩小時，相當(dāng)于一個物理學(xué)家100年的手工計算，不能不說是一個劃時代的事件——表明了電子計算機(jī)時代的到來。,計算機(jī)史,從1946年到今天，計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了四次革命性的變化（四代），一代比一代體積縮小，功能增大，價格下降。,第一代（1946-1958）,電子技術(shù)，核心元件電子管，幾千次/秒，用于軍事與科學(xué)研究。,第二代（1959-1963）,半導(dǎo)體技術(shù)，核心元件晶體管，幾十萬次/秒，用于科學(xué)計算、數(shù)據(jù)和事務(wù)處理。,第三代（1964-1970）,固體物理技術(shù)，核心元件中小規(guī)模集成電路，在幾平方毫米單晶硅片上集成十幾個至上百個電子元件；幾十萬至幾百萬次/秒；用于各個科學(xué)領(lǐng)域。,第四代（1971至今）,核心元件大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路(如“奔騰4處理器”包含4200萬個晶體管)；上千萬次至上億次/秒；進(jìn)入現(xiàn)代社會各個領(lǐng)域。超大規(guī)模集成電路應(yīng)用的直接結(jié)果是微型計算機(jī)的誕生。,今天之計算機(jī),迄今為止的四代計算機(jī)都是按美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮諾依曼提出的工作原理設(shè)計制造的，所以也稱為“馮諾依曼型計算機(jī)”。隨著技術(shù)的發(fā)展，今天的計算機(jī)已不再是一種單純的計算工具。今天的計算機(jī)，除了高速運(yùn)算（數(shù)十億次/秒），還有邏輯處理功能，是一種具有強(qiáng)大信息處理能力的“智能化機(jī)器”。換言之，計算機(jī)應(yīng)用已從單純的數(shù)值計算轉(zhuǎn)入信息處理領(lǐng)域。正因?yàn)槿绱?，才使計算機(jī)走出科研院所的“象牙之塔”，進(jìn)入現(xiàn)代社會的各個領(lǐng)域。今天的電子計算機(jī)，不僅會高速進(jìn)行各種各樣的科學(xué)計算，而且象人腦一樣，會“判斷”，會“思考”，會迅速果斷地處理各種問題。所以，越來越多的人開始把計算機(jī)叫做“電腦”。,計算機(jī)發(fā)展史上的重要人物,英國數(shù)學(xué)家圖靈(Turing):創(chuàng)建了自動機(jī)理論，發(fā)展了可計算機(jī)性理論，奠定了人工智能的基礎(chǔ)。美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼(VonNeumann)：確立了現(xiàn)代計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，即馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)。其要點(diǎn)是計算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成數(shù)據(jù)和指令（程序）以二進(jìn)制代碼形式不加區(qū)別地在執(zhí)行前存放在存儲器中存儲程序和數(shù)據(jù)的概念,圖靈獎：計算機(jī)界的諾貝爾獎,ACM是美國計算機(jī)學(xué)會的縮寫。最初這是美國的一個學(xué)術(shù)性組織，現(xiàn)在是美國乃至全世界最重要、影響最大的一個計算機(jī)學(xué)術(shù)團(tuán)體。1966年，ACM創(chuàng)建圖靈獎，有"計算機(jī)界的諾貝爾獎"之稱。這個獎以英國數(shù)學(xué)家圖靈命名，圖靈在計算機(jī)出現(xiàn)之前就提出了計算機(jī)的模型，設(shè)想了它由哪些部件組成，以何種方式和順序工作，被稱為圖靈機(jī)，奠定了計算機(jī)科學(xué)理論的基礎(chǔ)。但圖靈的結(jié)局是個悲劇，他在42歲正當(dāng)年富力強(qiáng)，創(chuàng)造力最旺盛的時候用自殺結(jié)束了自己的生命，令世人惋惜，用他的名字命名這個獎項(xiàng)就是為了紀(jì)念這位偉人。,計算機(jī)科學(xué)之父：阿倫圖靈,AlanMathisonTuring,1912～1954，英國數(shù)學(xué)家,右圖：圖靈紀(jì)念館,圖靈的故事,英國現(xiàn)代計算機(jī)的起步的是從納粹德國的"謎"開始的。"謎"（Enigma）是一種密碼電報機(jī)，由德國人在一戰(zhàn)和二戰(zhàn)之間研制成功。"謎"能把日常語言變?yōu)榇a，通過無線電或電話線路秘密傳送。它是一個木箱子，配有一臺打字機(jī)，箱上有26個閃爍不停的小燈泡，與打字機(jī)鍵盤的26個字母相對應(yīng)。"謎"的設(shè)計無懈可擊，有一套極精密的解碼設(shè)置，非一般的電報密碼所能比擬。在內(nèi)行人看來，平白如話，但在旁人，又是無從索解的天書。因此，這臺看似平常的機(jī)器，有了"謎"的稱號。這樣，德國的"謎"引起了英國情報部門高度的興趣。常規(guī)的解碼方式奈何不了"謎"，怎么辦？,這時，天才的數(shù)學(xué)家圖靈出現(xiàn)了。1931年圖靈進(jìn)入劍橋大學(xué)國王學(xué)院，開始了他的數(shù)學(xué)天涯。一到那里，圖靈開始嶄露頭角，畢業(yè)后去美國普林斯頓大學(xué)攻讀博士學(xué)位，在那里就發(fā)明過一個解碼器（Encipher），二戰(zhàn)爆發(fā)后回到劍橋。在劍橋，圖靈是一個婦孺皆知的怪才，常有出人意表的舉動。他每天騎自行車到離公寓3公里的一個叫布雷奇萊公園的地方上班，因?；歼^敏性鼻炎，一遇花粉，鼻涕不止，圖靈就常戴防毒面具騎車上班，招搖過市，成為劍橋的一大奇觀。他的自行車鏈條經(jīng)常在半道上掉落，要是換了別人，早就去車鋪修理了。而圖靈偏不，他在琢磨，發(fā)現(xiàn)這鏈條總是踏到一定的圈數(shù)時下滑，圖靈在騎車時就特別留心計算，于是能做到在鏈條下滑前一剎那戛然停車！讓旁人嘆服不已，以為是在玩雜耍。后來他居然在踏腳旁裝了一個小巧的機(jī)械計數(shù)器，到圈數(shù)時就停，好換換腦筋想些別的問題。圖靈的腦袋轉(zhuǎn)得比自行車飛輪還快。,用圖靈的腦袋來破譯德國的"謎"看來不是什么難事。他果然不負(fù)眾望，成功破譯了"謎"。而德國人還蒙在鼓里，還以為他們的"謎"能一直迷下去，照用不誤，泄露了大量的核心機(jī)密，在戰(zhàn)事上屢屢遭挫，戰(zhàn)后，圖靈被授予帝國勛章。早在30年代初，圖靈就發(fā)表了一篇著名的論文《論數(shù)字計算在決斷難題中的應(yīng)用》，他提出了一種十分簡單但運(yùn)算能力極強(qiáng)的理想計算裝置，用它來計算所有能想象得到的可計算函數(shù)。它由一個控制器和一根假設(shè)兩端無界的工作帶組成，工作帶起著存儲器的作用，它被劃分為大小相同的方格，每一格上可書寫一個給定字母表上的符號。控制器可以在帶上左右移動，控制帶有一個讀寫頭，讀寫頭可以讀出控制器訪問的格子上的符號，也能改寫和抹去這一符號。這一裝置只是一種理想的計算模型，或者說是一種理想中的計算機(jī)。正如飛機(jī)的真正成功得力于空氣動力學(xué)一樣，圖靈的這一思想奠定了整個現(xiàn)代計算機(jī)的理論基礎(chǔ)。這就是電腦史上與"馮諾依曼機(jī)器"齊名的"圖靈機(jī)"。,計算機(jī)之父：馮諾依曼,著名美籍匈牙利數(shù)學(xué)家。1903年12月3日生于匈牙利布達(dá)佩斯的一個猶太人家庭。馮諾伊曼自童年起在吸收知識和解題方面就具有驚人的速度。六歲時他能心算做八位數(shù)乘除法，八歲時掌握微積分，十二歲就讀懂領(lǐng)會了波萊爾的大作《函數(shù)論》要義。一生掌握了七種語言。,馮諾依曼對人類的最大貢獻(xiàn)是對計算機(jī)科學(xué)、計算機(jī)技術(shù)和數(shù)值分析的開拓性工作。ENIAC機(jī)證明電子真空技術(shù)可以大大地提高計算技術(shù)，不過，ENIAC機(jī)本身存在兩大缺點(diǎn)：(1)沒有存儲器；(2)它用布線接板進(jìn)行控制，甚至要搭接見天，計算速度也就被這一工作抵消了。馮諾依曼由ENIAC機(jī)研制組的戈?duì)柕滤雇⒅形窘榻B參加ENIAC機(jī)研制小組后，便帶領(lǐng)這批富有創(chuàng)新精神的年輕科技人員，向著更高的目標(biāo)進(jìn)軍。1945年,他們在共同討論的基礎(chǔ)上,發(fā)表了一個全新的“存儲程序通用電子計算機(jī)方案”(EDVAC)。,EDVAC方案明確奠定了新機(jī)器由五個部分組成，包括：運(yùn)算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設(shè)備，并描述了這五部分的職能和相互關(guān)系。EDVAC機(jī)還有兩個非常重大的改進(jìn)，即：(1)采用了二進(jìn)制，不但數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制，指令也采用二進(jìn)制；(2建立了存儲程序，指令和數(shù)據(jù)便可一起放在存儲器里，并作同樣處理。這些改進(jìn)簡化了計算機(jī)的結(jié)構(gòu)，大大提高了計算機(jī)的速度。1946年7，8月間，馮諾依曼和戈?duì)柕滤雇ⅰ⒉怂乖贓DVAC方案的基礎(chǔ)上，為普林斯頓大學(xué)高級研究所研制IAS計算機(jī)時，又提出了一個更加完善的設(shè)計報告《電子計算機(jī)邏輯設(shè)計初探》。以上兩份既有理論又有具體設(shè)計的文件，首次在全世界掀起了一股“計算機(jī)熱”，它們的綜合設(shè)計思想，便是著名的“馮諾依曼機(jī)”，其中心思想就是存儲程序原則：指令和數(shù)據(jù)一起存儲。這個概念被譽(yù)為”計算機(jī)發(fā)展史上的一個里程碑"。它標(biāo)志著電子計算機(jī)時代的真正開始，指導(dǎo)著以后的計算機(jī)設(shè)計。,1.8連接功能、互動功能與數(shù)字集成Connectivity,Interactivity,&DigitalConvergence,Connectivity:連接功能,Connectivity（連接功能）是計算機(jī)及其他設(shè)備之間互相連接的能力。連接功能使得許多事情成為可能，如：E-mail（電子郵件）Telecommuting（遠(yuǎn)程辦公）Onlineshoppingande-commerce（在線購物和電子商務(wù)）Databases（數(shù)據(jù)庫）Onlineservices,networks,andtheInternet（在線服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)）,Interactivity:互動功能,互動功能使用戶能對正在進(jìn)行的事件進(jìn)行即時響應(yīng)，并改變其進(jìn)程，或者說使用戶能夠主動地而非被動地參加到技術(shù)進(jìn)程中。最常見的應(yīng)用就是所謂“在線游戲服務(wù)”。除此之外，互動功能常見的應(yīng)用還有：Multimediacomputers（多媒體計算機(jī)）Internetappliances（機(jī)頂盒）,DigitalConvergence:數(shù)字集成,數(shù)字集成是通過各種設(shè)備以計算機(jī)使用的數(shù)字形式對信息進(jìn)行交換，從而實(shí)現(xiàn)若干行業(yè)的技術(shù)合并。實(shí)際上，數(shù)字集成就是將電視、電話、游戲、音樂和數(shù)據(jù)傳輸融為一體。數(shù)字集成正在發(fā)展的一個方向是PC/TV。到目前為止，看電視和使用個人電腦都是分開進(jìn)行的，數(shù)字集成將使這兩種行為統(tǒng)一起來。如美國三大TV網(wǎng)絡(luò)之一的NBC公司與美國Digital:Convergence公司于2001年5月發(fā)布了連接TV和個人電腦的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)“CueTV”。該技術(shù)可以將TV節(jié)目中嵌入的音頻信號“cue”發(fā)給個人電腦，使個人電腦自動顯示與正在放映的電視節(jié)目有關(guān)的WWW站點(diǎn)。,本章其他內(nèi)容,應(yīng)用之窗（Careerbox:UsingComputerin…）◆房地產(chǎn)業(yè)◆政府和