大学计算机基础第1章计算机的发展和应用领域.ppt

出版社 科技分社 大学计算机基础 第1章 计算机的发展和应用领域 计算机是人类社会在20世纪最伟大的发明之一，也是当今社会发展最迅速的技术。从1946年第一台计算机诞生至今，计算机已经融入到人类社会的各个领域，成为人们学习、生活和工作中不可缺少的工具和助手。随着社会信息化程度不断深化，各行各业的信息化进程不断加速，学习计算机知识，掌握和应用计算机技能已成为时代对大学生的基本要求。 * 1.1 计算机技术的发展过程及趋势 1.1.1 计算机的发展历程 1.计算技术的发展简介 在漫长的历史长河中，人类总是通过不断制造、发明和使用各种工具适应和改变着自己的生存现状和环境，推动着人类文明史不断向前发展。其中计算工具和技术的发展历史可以看作是人类文明史的缩影。 * 经考古研究表明，人类的计算是从计数开始，最早的计数工具从自身的双手开始到学会用小树枝、小木棍、小石子等工具进行计数。 算筹是中国古代用于计算的一种工具，又称为筹、策、算子等。 到了唐代，人们发明了算盘，同时发明了一整套基于算盘的计算口诀。 17世纪法国科学家布莱斯·帕斯卡 (B.Pascal)发明了基于齿轮传动技术的机械式计算机。 19世纪，英国科学家巴贝奇设计制造出了一台按多项式的数值差分法运算的差分机。 * 2．现代电子计算机的发展 1946年，由美国宾夕法尼亚大学研制的ENIAC正式交付使用，从真正意义上标志着电子计算机时代的到来。 图1.1第一台计算机ENIAC * 美籍匈牙利数学家冯·诺依曼研制了人类历史上第二台电子计算机EDVAC。 图1.2 冯·诺依曼 * 冯·诺依曼在EDVAC的设计方案中明确了这一新型计算机的两大重要设计思想：第一，EDVAC由运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备5个部分组成，并描述了这5部分各自的功能和相互关系；第二，在EDVAC中采用二进制，并说明了采用二进制的优点。这两大设计思想对现代电子计算机的体系结构和工作原理奠定了非常重要的基础。 * * 1.1.2 计算机的特点 现代电子计算机不同与人类历史上任何时期的计算工具，它具有如下特点： 1．运算速度快； 2．计算精度高； 3．具有强大的记忆功能； 4．具有逻辑判断能力； 5．能实现自动控制； * 1.1.3 计算机的分类 计算机的类别划分目前很难有一个精确的标准。在此我们可以根据计算机的综合性能指标，结合计算机应用领域的分布将其分为如下5大类： 1．高性能计算机； 2．微型计算机； 3．工作站； 4．服务器； 5．嵌入式计算机； * 图1.3 曙光4000A * 1.1.4 计算机的发展趋势 1．计算机的发展方向 从第一台计算机产生至今的半个多世纪里，计算机的应用得到不断拓展，计算机类型不断分化，这就决定了计算机的发展也朝不同的方向延伸。当今计算机技术正朝着巨型化、微型化、网络化和智能化方向发展。 * 1.1.4 计算机的发展趋势 2．未来计算机的新技术 从电子计算机的产生及发展可以看到，目前计算机技术的发展都是以电子技术的发展为基础的，集成电路芯片是计算机的核心部件。随着各种高新技术的研究和发展，我们有理由相信计算机技术也将拓展到其他新兴的技术领域，计算机新技术的开发和利用必将成为未来计算机发展的新趋势。 * 1.2 计算机的应用领域 1.2.1 科学计算 科学计算是指科学研究和工程技术中的数学计算机问题，这是计算机应用最早、最基础的领域，也称数值计算。人们发明计算机的初衷就是为了用它来解决复杂繁琐的数值计算问题。虽然现在计算机的应用领域早已拓展到其他方面，但是计算机在科学计算领域的应用仍然占据着重要的位置。运算速度快、精度高的特点是任何计算工具都无法匹敌的。 * 1.2.2 数据处理 数据处理也称非数值计算，指对大量的数据进行加工处理的过程，包括数据的收集、转换、分类、合并、存储、统计、查询、传输、输出等操作。数据处理目前是计算机应用最为广泛的领域。 * 1.2.3 过程控制 过程控制又称为实时控制，或自动控制，是指利用传感器在现场对被控对象的数据进行实时采集，与其设定值进行比较后求出偏差，由计算机按一定的控制算法进行计算得出相应的控制调节量，并以最快的速度发出控制信号对被控对象的状态进行自动控制或调整，从而保证被控对象随时处于最佳的受控状态。采用过程控制能通过实时连续的监控使受控对象的状态在设定值的范围内保持平衡，确保控制的准确性和及时性。过程控制广泛应用于冶金、制造、石油、化工、纺织、电力等领域。 * 1.2.4 计算机辅助技术 计算机辅助技术是将计算机作为工具，应用于产品的设计、制造和测试等过程的技