1 计算机世界全景图.ppt

晶体管计算机 晶体管与电子管的比较： 体积比电子管小很多 耗电大大降低 稳定性有很大提高 1955年，贝尔实验室使用800只晶体管组装了世界上第一台晶体管计算机TRADIC。 (Transistor Digital Computer) 第三代电子计算机 196× ~197× 集成电路计算机 主要特点 逻辑元件 ——大规模集成电路 主存 ——半导体芯片 辅存 —— 磁盘 软件 ——编译系统，各类高级语言、操作系统 提出“摩尔定律” 摩尔定律 微芯片上集成的晶体管数目每18个月翻一番，价格降低一半 集成电路计算机 集成电路与晶体管的比较： 1964年4月7日，在IBM公司成立50周年之际，由年仅40岁的吉恩·阿姆达尔(Gene?Amdahl)担任主设计师，历时四年研发的IBM360计算机问世，标志着第三代计算机的全面登场，这也是IBM历史上最为成功的机型之一。 第四代电子计算机 197× ~ 现在大规模、超大规模集成电路计算机 主要特点 逻辑元件 ——大规模/超大规模集成电路（LSI/VLSI） 主存 ——LSI/VLSI半导体芯片 辅存 —— 磁盘、光盘 软件 —— 高级程序设计语言、操作系统 应用 ——科学计算、数据处理、过程控制，并进入以计算机网络为特征的应用时代 第五代电子计算机 从20世纪80年代开始，日本、美国、欧洲等发达国家都宣布开始新一代计算机的研究。人们普遍认为新一代计算机应该是智能型的，它能模拟人的智能行为，理解人类自然语言，并继续向着微型化、网络化发展。综合起来大概有以下几个研究方向。 人工智能计算机 巨型计算机 多处理机 激光计算机 超导计算机 生物晶体计算机（DNA计算机） 量子计算 智能机器人图片欣赏 1.3 计算机与计算思维 “我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，从而也将深刻地影响着我们的思维能力。” -1972年图灵奖获得者Edsger Dijkstra 1.3 计算机与计算思维 计算思维（Computational Thinking）是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设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。 计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，它是选择合适的方式去陈述一个问题，对一个问题的相关方面建模并用最有效的办法实现问题的求解，整个过程由人和机器协同配合执行。计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解和系统设计。 计算思维表达体系（基本内涵） 周以真教授: 计算思维能力可以通过熟练地掌握计算机科学的基础概念而得到提高: 约简、嵌入、转化、仿真、递归、并行、抽象、分解、建模、预防、保护、恢复、冗余、容错、纠错、启发式推理、规划、学习、调度等 ACM和IEEE联合制定的CC1991给出了计算机科学领域里重复出现的12个核心概念： 绑定、大问题的复杂性、概念模型和形式模型、一致性和完备性、效率、演化、抽象层次、按空间排序、按时间排序、重用、安全性、折中与结论 ACM前主席Denning教授:系统地总结了计算的7类原理，并称之为“伟大的计算原理” 计算、通信、协作、记忆、自动化、评估、设计 计算机正在改变我们的生活 计算机自动控制技术 计算机在航空航天方面的应用 计算机在军事上应用广泛 国际互联网让人们生活联系更加紧密 众所周知的…… 你可能不知道的…… 汽车碰撞试验 风洞实验 核研究 模拟宇宙大爆炸 计算材料学 网络有风险，进入需谨慎 信息窃取技术严重侵害了人们的正常生活 网络电话在提供方便的同时，也隐藏着危险 “熊猫烧香”病毒曾猖獗一时 计算机十大犯罪案例 网络欺诈 网络犯罪 * 第一讲 计算机世界全景图 无处不在的计算机 回顾与展望 计算机与计算思维 课外自主训练 课内基本训练 竞赛融入课内实验 1.1 无处不在的计算机 无处不在计算的理念（－） － 无处不在计算(Ubiquitous Computing)是美国施乐公司帕洛阿尔托(PARC)研究中心的Mark Weiser ，1991年在Scientific American杂志上发表的题为The Computer for the 21st Century的文章中首次提出来的理念 现在计算机使用的最大弊端是计算机本身吸引了人们太多的注意力和使用不方便，计算机应该融入人们的生活和工作环境，成为一个自然、方便的工具。 1.1 无处不在的计算机 无处不在计算的本质就是要创造一个与人们的生活完美结合并具备计算和通信能力的环境 － 1990年左右施乐公司帕洛阿尔托研究中心的Weiser等人提出无处不在计算理念时,做出了Tabs、 Pads和 Boards三种设备原型，如下图所示。 无处不在计算的理念和特征 Tabs Pads