第1章计算机与信息技术

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大学计算机教程第六版第1章计算机思维与信息技术基础

1.2.1 计算机与信息技术信息是客观世界中各种事物，通过人的感
官感知和头脑加工而形成的对事物的认识或概念，是对人们有用的知识。
数据则是载荷信息的载体。计算机数据可以是数字、文字、图形、图像、语言、声、光、色等有意义描述体的单一载体。
信息技术应用在实践中广泛使用，其系统基本构成，如图1.3所示。
1971年起大规模集成电路使计算机进入了第四代；1971年Intel公司制成了第一批微处理4004，这一芯片集成了2250个晶体管组成的电路，PC(Personal Computer)个人计算机得到迅猛发展。
目前计算机主要朝着巨型化、微型化、网络化、智能化、多媒体化五种趋向发展。
1.2.4 计算机系统分类
《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》中指出：“计算机病毒，是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指令或程序代码。”
利用计算机作为犯罪工具的高科技犯罪，成为日益严重的社会问题，不仅阻碍计算机的应用和发展，而且构成了对整个社会的严重威胁。
目前，国内外较多沿用的分类方法是根据美国电气和电子工程师协会(IEEE)于1989年11月提出的标准来划分的，即把计算机划分为
巨型机(supercomputer)
小巨型机(mini super) 大型主机(mainframe) 小型机(minicomputer或minis) 工作站(workstation) 个人计算机(personal computer)等6类。
1.3.2 计算机信息系统安全主要有以下两个方面
系统的环境安全：计算机的工作环境应有一定的要求：防火、防盗、防高温、防潮等。
系统的信息安全：安全可靠的系统控制与管理：网络管理、电源管理、数据库管理等。

《大学信息技术》教案第1章计算机基础知识

《大学信息技术》教案第1章计算机基础知识大学信息技术教案第1章计算机基础知识一、引言计算机已经成为现代社会中不可或缺的一部分。

为了更好地理解和掌握计算机技术，学习计算机基础知识是非常重要的。

本教案将介绍大学信息技术课程中第1章的内容，即计算机基础知识。

二、计算机的定义及历史1. 计算机的定义计算机是一种能够按照编程指令执行逻辑和算术操作的机器，它能够处理和存储大量的数据，并能够以高效率进行计算和处理。

2. 计算机的历史计算机的历史可以追溯到古代的计算工具，如算盘和天平。

但现代计算机的起源可以追溯到20世纪40年代的电子计算机。

随后，计算机经历了多次技术革新和发展，从巨型机到个人计算机，再到如今的移动设备和云计算。

三、计算机的基本组成1. 硬件计算机的硬件部分包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、输入设备和输出设备等。

CPU负责执行和控制计算任务，内存用于存储数据和程序，硬盘用于长期存储数据。

输入设备包括键盘和鼠标，输出设备包括显示器和打印机。

2. 软件计算机的软件部分包括系统软件和应用软件。

系统软件是为了管理和控制计算机硬件而设计的，如操作系统。

应用软件是为了满足用户需求而设计的，如文字处理软件和游戏软件。

四、计算机的工作原理计算机的工作原理可以分为输入、处理、存储和输出四个主要过程。

1. 输入用户通过输入设备将数据或指令输入计算机。

常用的输入设备包括键盘和鼠标。

2. 处理计算机中央处理器（CPU）负责执行和控制计算任务。

CPU从内存中读取程序和数据，并根据指令进行算术和逻辑运算。

3. 存储计算机的内存用于临时存储数据和程序。

内存可以读取和写入数据，读取数据时可以被CPU直接访问。

4. 输出计算机将处理完的数据通过输出设备输出给用户。

常见的输出设备包括显示器和打印机。

五、计算机网络基础知识1. 网络的定义及类型网络是计算机之间进行通信和数据交换的系统。

常见的网络类型包括局域网、广域网和互联网等。

大学计算机信息技术教程课后习题

大学计算机信息技术教程课后习题Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】大学计算机信息技术教程课后习题答案第一章信息技术概述1.1信息与信息技术1）从通常意义上说，什么是信息信息处理包含那些行为和活动答：从客观的立场来看，信息是指：“事物运动的状态及状态变化的方式”。

从认识主体立场来看，信息是指：“认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用”。

信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动：信息的收集、信息的加工、信息的存储、信息的施用。

2）什么是信息技术他包括哪些方面你所学的专业与信息技术有什么联系答：信息技术指是的用来扩展人们信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。

基术的信息技术包括：扩展感觉器官功能的感测（获取）与识别技术；扩展神经网络功能的通信与存储技术；扩展思维器官功能的计算（处理）技术；扩展效应器官功能的控制与显示技术。

略。

3）列举一至两种常用（见）的信息处理系统，花出它们的系统组成图。

答：火车、飞机售票系统。

图略。

1.2微电子技术1）什么是集成电路什么是超大规模集成电路你能列举出常用电子设备中的一些集成电路吗答：集成电路是一半导体单晶体作为材料，经平面工艺加工制造，将大量晶体管、电阻等元器件及互连线构成的电子线路集成在基片上，构成一微型化的电路或系统。

超大规模集成电路超过100万个电子元件的集成电路。

如：电脑中的主板、显示卡、CPU等。

2）集成电路的发展趋势如何微电子技术会达到极限吗答：集成电路的特点是体积小，重量轻，可靠性高。

集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸，晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快。

不会达到极限，Intel公司的创始人之一Gordon E·Moore 1965年在《电子学》杂志上曾发表论文预测，单块集成电路的集成度平均每18~24个月翻一番，这就是有名的Moore定律。

计算机基础知识

第一章计算机与信息技术§1．1计算机概述一、计算机的发展历程1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生第一台计算机ENIAC1．第一代：1946年—50年代中，电子管时代，有机器语言和汇编语言。

2．第二代：50年代中—60年代中，晶体管时代，使用操作系统，出现Fortran、COBOL、ALGOL 高级语言。

3．第三代：60年代中—70年代初：中小规模集成电路时代，用半导体存储器代替了磁芯存储器，使用了磁盘。

4．第四代：70年代初至今：大规模集成电路时代，开始引入光盘、优盘。

二、计算机的特点1．运算速度快2．计算机精确度高3．具有存储和逻辑判断能力4．有自动控制能力5．采用二进制表示数据三、计算机的分类1．按工作原理分类：电子数字计算机、电子模拟计算机2．按用途分类：通用计算机和专用计算机。

3．按规模分类：巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站、PC机四、计算机的应用1．科学计算2．数据处理和信息管理3．自动控制4．计算机辅助功能CAD：计算机辅助设计CIMS：计算机集成制造系统CAI：计算机辅助教学5．人工智能五、计算机的发展趋势巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化。

§1．2信息与信息技术一、什么是信息信息就是收信者事先不知道的报道，数据是信息的具体表示形式，是信息的载体。

二、什么是信息技术信息技术是用于获取信息、传递信息、处理并再生信息的一类技术。

第一次信息革命是文字的使用，第二次信息革命是印刷术的发明，第三次革命是电话、广播、电视的使用，第四次革命是电子计算机与通信相结合的现代信息技术。

三、计算机中信息的表示1．二进制只有0、1逢二进一2．八进制3．十六进制B—二进制D—十进制O—八进制H—十六进制4．不同进制数据之间的转换5．西文字符的编码计算机系统中有两种重要的西文字符编码：ASCII和EBCDIC码（IBM大型机用）普通采用的是ASCII（美国信息交换标准代码），用一个字节表示一个字符，一个字节为8个二进制位，最高位为0，共有128个字符EBCDIC采用8位二进制表示256个字符6．汉字编码（1）国标码GB2312-80国标码收录了6763个汉字和682个字符，其中一级汉字3755个，按拼音顺序排列，二级汉字3008个，按部首顺序排列，所有汉字和字符组成一个94行（区号）和94列（位）的矩阵，第一个字对应的行号和列号合起来叫区位码。

第1章计算机与信息技术基础

1
2
3
4
小石头
算筹
算盘
计算尺
大学计算机基础（慕课版）
第一章
计算机与信息技术基础
1.1.2 机械计算机和电机计算机的发展
机械计算机就是由一些机械部件，如齿轮、杆、轴等来构成的计算机。机械计算机的发展历程中有5位代表人物，达芬奇、什卡尔、帕斯卡、莱布尼兹、巴贝奇。达芬奇曾经设计了加法器，但最终未能实现。德国人什卡尔1623年发明了计算器，但遗憾的是，当计算机快研制成功的时候毁于大火。帕斯卡1642年发明了加法器，利用一个有 10个齿的齿轮表示1位数字，几个齿轮并排起来表示一个数，通过齿轮与齿轮之间的关系来表示数的进位，这是世界上第一个研制成功的加法器。莱布尼兹是德国著名的数学家、哲学家，在1674年发明了能直接进行乘法运算的乘法器。以前数学用表是人工手动计算的，巴贝奇想使用机器计算而避免人工计算错误。
C O M P U T E R
大学计算机基础（慕课版）
第一章计算机与信息技术基础
慕课版
目录
CONTENTS
1.1
计算机的发展
1.2
1.3 1.4
计算机的基本概念
科学思维计算机中的信息表示
大学计算机基础（慕课版）
第一章
计算机与信息技术基础
1.1.1 早期的计算工具
按时间的先后顺序来讲，早期的计算工具有4种。
大学计算机基础（慕课版）
第一章
计算机与信息技术基础
1.1.3 电子计算机的发展——探索奠基期
探索奠基期主要的事件。
技术基础的建立
理论基础的建立
ABC计算机
Colossus 计算机
ENIAC计算机
、EDVAC 方案

计算机及信息技术概述

学计算，但现代计算机的功能早已不再只是“计算”，而扩大到可以处理加工数字、文字、图形、图像、声音等各种形式的数据。
人类从远古时代就产生了计算的需要。钟表业，特别是齿轮传动装置技术的发展，诞生了最早的机械式计算机。
1.1 计算机基础知识
法国物理学家帕斯卡 (1623-1662) 在 1642年发明了第一台机械式加法机。该机由齿轮组成，靠发条驱动，用专用的铁笔来拨动转轮以输入数字。
可在纸带上左右移动的读写头，可无限延伸的纸带。用于
用于读写数据(输入输出设备)
存储程序和数据（存储器）
1.1 计算机基础知识
• 计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成；
• 应采用二进制简化机器的电路设计；
美籍匈牙利数学家冯诺依曼
(计算机鼻祖)
• 采用“存储程序”技术,以便计算机能保存和自动依次执行指令。
计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维强调的抽象和构造、可解，强调用自动方式逐步求解。
计算思维强调以下三点
① 求解问题中的计算思维
② 设计系统中的计算思维
③ 理解人类行为中的计算思维
计算思维更详细的描述：
计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个困难的问题阐释为如何求解它的思维方法；
1.1 计算机基础知识
1822年，英国数学家巴贝奇Babbage历经10年努力终于发明了“差分机”。它有3 个齿轮式寄存器，可以保存3个5位数字，计算精度可以达到6位小数。
巴贝奇试图发明功能更好的通用计算机 ——分析机，但最终失败。
英国女数学家阿达 (1815-1852)是巴贝奇的合作伙伴。她用穿孔卡片设计了世界上 “第一件计算机程序”。她还建议分析机用二进制存储。预言分析机能唱歌、绘画。

第一章计算机及信息技术概述

第一章计算机及信息技术概述一、填空题1．英国数学家图灵在1936年提出了对数字计算机具有深远影响的___________模型。

匈牙利裔科学家冯.诺依曼提出了数字计算机的_____________结构。

2．公认的第一台电子计算机于________诞生于__________。

3．按特定顺序排列，使计算机能执行某种任务的指令的集合称为____________。

4．随着电子技术的发展，计算机先后以________、________、________、________为主要元器件，共经历了4代变革。

5．今后计算机的发展方向趋向于________、________、________、________。

6．根据软件的用途，计算机软件可以分为________________和________________两类。

7．当数据以某种形式被处理、描述或与其它数据比较时，它才成为__________。

二、单项选择题1．当前，在计算机应用方面已进入以______ 为特征的时代。

A．并行处理技术B．分布式系统C．微型计算机D．计算机网络2．一个完整的计算机系统包括______。

A．计算机及其外部设备B．主机、键盘、显示器C．系统软件与应用软件D．硬件系统与软件系统3．在下列四句话中，最能准确反映计算机主要功能的是______。

A．计算机可以代替人的脑力劳动B．计算机可以存储大量信息C．计算机是一种信息处理机D．计算机可以实现高速度的运算4．系统软件中最重要的是______。

A．操作系统B．语言处理程序C．工具软件D．数据库管理系统5．根据软件的功能和特点，计算机软件一般可分为哪两类？A．系统软件和非系统软件B．系统软件和应用软件C．应用软件和非应用软件D．系统软件和管理软件6．下列哪一类软件是系统软件？A．编译程序B．工资管理软件C．绘图软件D．制表软件7．为解决各类应用问题而编写的程序，称为什么软件？A．系统软件B．支撑软件C．应用软件D．服务性程序8．CAD是计算机主要应用领域，它的含义是______。

第1章计算机与信息技术概述

第1章计算机与信息技术概述1.1计算机概述计算是人类表达思维活动的一种方式，而计算工具则是人类思维活动的结晶。

从远古到现代，人类使用的计算工具先后经历了手工、机械和机电3个发展阶段，目前的电子计算机是人类计算工具的最新发展。

那什么是计算机呢？简单地说，计算机是一种能快速且高效地自动完成信息处理的电子设备。

它与以往的计算设备最大的区别在于，计算机实现了存储程序，即程序在计算机内部可以发生变化。

在本章中将首先简单介绍计算机的发展、特点和应用领域以及信息技术及计算机病毒等基本概念，然后重点介绍计算机中信息的表示与存储。

1.1.1计算机发展简史我国早在春秋战国时期就发明了算筹法，这使得后来的数学家祖冲之计算出了当时最精确的圆周率。

唐朝末期，标志着古老东方文明的算盘又在我国诞生。

1642年，法国数学家Pascal发明了能完成加、减运算的手摇式机械计算机。

1694年，德国数学家Leibnitz设计出了能完成加、减、乘、除和开方运算的手摇式机械计算机。

1820年，英国数学家Babbage提出了用卡片存储数据和让计算机根据条件决定下一步计算的设想。

1910年，美国IBM公司生产出了一种用卡片存储数据、用继电器完成计算的计算机。

1941年，美籍匈牙利数学家V on Neumann提出了3个非常重要的概念。

（1）存储程序：存储不仅要存储数据，而且要存储程序。

（2）采用二进制：计算机内部使用二进制。

（3）顺序控制：从存储器中取指令或数据，由控制器解释，由运算器完成计算。

这3个基本概念的提出为电子计算机的出现奠定了坚实的理论基础，而以它们为理论制造出来的计算机至今仍然是计算机体系结构的主流，V on Neumann也因此被誉为电子计算机之父。

1946年，世界上第一台电子数字积分式计算机——埃尼亚克（The Electronic Numerical Integrator And Computer，ENIAC）在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。

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第1章章计算机与信息技术
第1章
主要内容: 主要内容:
了解: 了解: 计算机发展历程及中国计算机发展概况. 计算机发展历程及中国计算机发展概况 . 主要内容包括计算机系统的概念, 内容包括计算机系统的概念 , 硬件和软件的发展简史,计算机分类等. 展简史,计算机分类等. 信息的基本概念,内容,特征,作用. 信息的基本概念,内容,特征,作用. 计算机在信息社会中的应用. 计算机在信息社会中的应用 . 主要内容包括应用领域,案例,影响等. 用领域,案例,影响等.
第四代 (1970~90年代) 1970~90年代) 上一页大规模集成电路几百万~几亿(次/ 几百万~几亿(次/秒) 下一页
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第一代 (1946~1957) 1946~1957) 电子管运算速度:几千~ 运算速度:几千~ 几万(次/ 几万(次/秒)
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第二代(1958~1964)晶体管计算机第二代(1958~1964)晶体管计算机体积和功耗大大减少运算速度:几万~几十万(次/ 运算速度:几万~几十万(次/秒)
个人化
信息技术的功能
辅人功能开发功能协同功能增效功能
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先导功能
信息技术的影响
对科研的影响对经济的影响对管理的影响对教育的影响对文化的影响对思维的影响
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对生活的影响对政府的影响
负面影响
信息泛滥信息污染信息病毒信息犯罪
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信息渗透
1.1.3 信息与信息化社会
信息化:在国民经济各部门和社会领域普遍地, 大量地使用现代的信息技术,从而大大提高社会劳动生产率,工作效率,学习效率,创造能力和生活质量.增强综合国力和国际竞争力
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信息化社会的基本特征:
信息,知识,智力日益成为社会发展的决定力量. 信息技术,信息产业,信息经济日益成为科技, 经济,社会发展的主导因素. 信息劳动者,脑力劳动者,知识分子的作用日益增大.
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第四代 (1971年至今) 1971年至今) 大规模,超大规模集成电路计算机. 集成度高,一块芯片上可集成上千万只晶体管几百万~数千亿(次/ 几百万~数千亿(次/ 秒)
现代微型计算机
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微机
第32页 32页
第一台个人计算机
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国的宾夕法尼亚大学,它的名字是ENIAC,既Electronic 国的宾夕法尼亚大学,它的名字是既 Numerical Integrator And Computer,电子数字积分计 ,电子数字积分计算机. 算机.
各项指标:重30吨,占地170平方米,使用
大约18000个电子管,运行速度5000次/秒.
娱乐作用
1.1.2 信息技术
信息技术就是能够提高或扩展人类信息能力的方法和手段的总称. 法和手段的总称.这些方法和手段主要是指完成信息产生,获取,检索,识别,变换,处理,控制, 息产生,获取,检索,识别,变换,处理,控制, 分析,显示及利用的技术. 分析,显示及利用的技术.
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阿兰图灵
冯诺伊曼诺伊曼 (1903-1957)
(1912-1954)
计算机发展历程
第一代 (1946~1957) 1946~1957) 电子管计算机 5千~4万(次/秒) ~4万(次/ 第二代 (1958~1964) 1958~1964) 晶体管计算机几十万~百万(次/ 几十万~百万(次/秒) 第三代 (1964~1969) 1964~1969) 中小集成电路百万~几百万(次/ 百万~几百万(次/秒)
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信息是事物运动的状态和状态变化的方式---钟义信信息是事物运动的状态和状态变化的方式---钟义信 ---
信息的主要特征
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社会性传载性不灭性共享性时效性能动性
信息在现代社会中的作用
认知作用管理作用控制作用交流作用
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王安磁芯存储器
曙光3000超级计算机曙光3000超级计算机 3000
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第44页 44页
四,计算机的应用
1).科学计算科学计算 2).数据处理数据处理 3).过程控制过程控制 4).计算机辅助工程( 计算机辅助工程( 计算机辅助工程 CAD/CAM/CAI) ) 5).人工智能人工智能(AI) 人工智能 6).网络应用网络应用
唐朝
1642年 Pascal 加法器年 1822年巴贝奇年差分机
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1946年 1946年 ENIAC
1944年 1944年阿肯 MARK I
1833年 1833年巴贝奇分析机
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1946年世界上第一台电子计算机诞生于美年电子计算机诞生于美
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信息网络成为社会发展的基础设施.
我国的信息化建设
企业信息化农业信息化城市信息化信息化政策和法律环境
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1.2 计算机技术的发展和展望
计算机的发展历程未来计算机可能的发展方向
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什么是计算机? ?
计算机:是一台能存储程序和数据, 计算机是一台能存储程序和数据,并能自动执行程是一台能存储程序和数据序的机器;是一种能对各种数字化信息进行处理, 序的机器;是一种能对各种数字化信息进行处理, 协助人们获取信息,处理信息, 协助人们获取信息,处理信息,存储信息和传递信息的工具. 息的工具.
从 4004 到Pentium 4 早期的微型计算机
例
例
Intel4004微 Intel4004微处理器芯片
PentiumⅣ微处理器 PentiumⅣ微处理器
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APPLE 1计算机计算机
IBM PC计算机计算机
Intel4004微处理器芯片 Intel4004微处理器芯片
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手工到机械自动史前时期,我们的祖先就采用石块贝壳记数石块和记数; 史前时期,我们的祖先就采用石块和贝壳记数; 唐代时期,开始使用算盘算盘; 唐代时期,开始使用算盘; 17世纪出现了计算尺世纪, 计算尺; 17世纪,出现了计算尺; 1642年,法国数学家Pascal创造了第一台能完成加,减 1642年法国数学家Pascal创造了第一台能完成加, Pascal创造了第一台能完成加运算的机械计算器计算税收; 机械计算器, 运算的机械计算器,计算税收; 1822年,英国数学家巴贝奇提出了自动计算机的基本概 1822年英国数学家巴贝奇提出了自动计算机的基本概巴贝奇差分机和并设计出差分机分析机; 念,并设计出差分机和分析机; 机械计算到电动计算 1884年美国工程师霍雷斯创造了第一台电动计算机, 霍雷斯创造了第一台电动计算机 1884年,美国工程师霍雷斯创造了第一台电动计算机, 用于人口普查; 用于人口普查; 1944年美国哈佛大学数学教授霍华德阿肯提出设计霍华德阿肯 1944年,美国哈佛大学数学教授霍华德阿肯提出设计思想, IBM承建设计出"马克1 承建, 计算机. 思想,由IBM承建,设计出"马克1号"计算机. 机电全自动到电子数字 1946年第一台数字式计算机ENIAC诞生在美国, ENIAC诞生在美国 1946年,第一台数字式计算机ENIAC诞生在美国,从此人类社会进入以计算机为主导的信息时代. 人类社会进入以计算机为主导的信息时代.
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未来计算机的发展. 未来计算机的发展 . 主要内容包括计算技术的发展方向,未来计算机和信息技术的展望. 发展方向,未来计算机和信息技术的展望.
1.1 信息与信息技术
1.1.1 信息
信息是不确定性的减少和消除---香农(Shannon) 信息是不确定性的减少和消除---香农 ---香农信息是控制系统进行调节活动时,与外界相互作用, 信息是控制系统进行调节活动时,与外界相互作用, 相互交换的内容---维纳(Wiener) ---维纳相互交换的内容---维纳信息是由物理载体与语义构成的统一体---克劳斯信息是由物理载体与语义构成的统一体---克劳斯 ---
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一,计算机的发展历程
计算机技术的发展算盘, 算筹 ——算盘,计算尺算盘计算尺——机械式计算机机械式计算机 ——电子计算机电子计算机电子计算机的发展电子管——晶体管晶体管——集成电路电子管晶体管集成电路
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——大规模集成电路大规模集成电路
信息技术的发展
以人工为主要特征的古代信息技术以电信为主要特征的近代信息技术以网络为主要特征的现代信息技术
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信息技术的特点
数字化:将信息用电磁介质按二进制编码的方法加以处理和传输,将其他媒介存储的信息转变为用计算机处理和传输的信息. 网络化高速化智能化
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五,计算机的未来
未来电子计算机的发展方向巨型化,微型化,网络化, 巨型化,微型化,网络化,智能化应用其他技术的计算机光计算机,生物计算机,分子计算机, 光计算机,生物计算机,分子计算机,量子计算机, 计算机,DNA计算机计算机
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晶体管的内部结构
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第三代 (1964~1970) 1964~1970) 中小规模集成电路计算机.体积进一步缩小,成本进一步降低. 运算速度:几十万 ~几百万(次/秒) 几百万(次/