计算机文化与计算机思维基础.ppt

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1、大学计算机李君阳447222141第一章计算机与信息社会1.1引言1.2计算机的诞生与发展1.3计算思维基础教学说明1.学时：0学时以自学为主或者根据各校情况简要介绍2.内容：计算机的发展计算机的发展、分代、分类、新技术、新型计算机信息技术概念现代信息技术的定义、内容、特点计算机的应用在各行各业中的应用、应用的类型3.考核：选择题、填充题1.1引言算筹春秋战国时代，世界上最早的计算工具算盘中国唐代第一种手动式计数器人类在进化过程中，发明和改进了许许多多的计算工具。计算尺1622年，英国WilliamOughtred手动式、减、乘、除、指数和三角函数运算加法器1642年，

2、法国BlaisePascal机械式，只能做加法计算器1673年，德国GottfriedLeibniz机械式，加、减、乘、除和开方差分机1812年，英国CharlesBabbage分析机1834年，英国CharlesBabbage现代通用计算机的雏形1.2计算机的诞生和发展在以机械方式运行的计算机诞生百年之后，随着电子技术的突飞猛进，计算机开始了有机械向电子的进化1.2.1计算机的诞生1.2.2计算机的分代1.2.3计算机的分类1.2.4计算机的应用1.2.5计算机文化计算机科学奠基人英国科学家阿兰.图灵1.2.1计算机的诞生1.图灵机姚期智(AndrewChi-Chih

3、Yao)，2000年图灵奖得主，美国科学院院士，美国科学与艺术学院院士，中国科学院外籍院士，清华大学高等研究中心教授主要贡献：建立图灵机模型，奠定可计算理论基础提出图灵测试，阐述了机器智能的概念美国计算机学会(ACM)1966年设立图灵奖（计算机界的诺贝尔）图灵机模型：由无限长纸带和读写头组成纸带用于无限存储，读写头可读、写和左右移动。图灵机具有最强大的计算能力，其功能与高级程序设计语言等价。如果电脑能在5分钟内回答由人类测试者提出的一系列问题，且其超过30%的回答让测试者误认为是人类所答，则电脑通过测试。回答了什么样的机器具有智能，奠定了人工智能的基础。在英国雷丁大学

4、的“图灵测试2014”中，电脑程序“尤金·古斯特曼”成功“伪装”成一名13岁男孩，通过了图灵测试《机械姬》图灵测试：2.世界上第一台电子计算机--ENIAC1946年2月由宾夕法尼亚大学研制ENIAC标志着电子计算机时代的到来ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator电子数字积分计算机每秒5千次加减运算没有存储器采用十进制长30.48米，宽6米，高2.4米，占地面积约170平方米，耗电量150千瓦。包含了17468根真空管7200根水晶二极管，1500个中转，70000个电阻器，10000个电容器，1500个继电器，6000多个

5、开关阿塔纳索夫-贝瑞计算机（Atanasoff-BerryComputer，简称ABC）缺点一：没有存储器二：布线接板控制三：除了体积大，耗电多以外，电子管易于损坏，1．8万多个电子管电子计算机之父：美籍匈牙利数学家冯.诺依曼3.冯.诺依曼体系结构计算机冯.诺依曼体系计算机的特点①采用二进制表示数据；②存储程序；③由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。主要贡献：与同事研制人类第二台计算机EDVAC“存储程序”概念冯·诺依曼计算机奠定现代计算机体系结构和工作原理1.2.2计算机的分代(按物理器械)电子管晶体管集成电路大规模集成电路时代年份器件软件运算速度

6、应用一46-58电子管机器语言汇编语言几千次科学计算二58-64晶体管高级语言几十万次数据处理工业控制三64-71集成电路操作系统几百万次文字处理图形处理四71年迄今大规模集成电路数据库、网络等亿亿次社会的各个领域1.2.3计算机的分类按综合性能指标分类高性能计算机（巨型机或大型机）：速度最快、处理能力最强工作站：介于PC与小型机之间高档微机系统高分辨率、大容量内外存，图形功能较强微型计算机：台式机、笔记本、平板计算机等服务器：网络环境中为多个用户提供服务的计算机系统按用途分类通用机专用机嵌入式计算机：嵌入到应用系统中的计算机，应用最广泛，数量超过PC。“天河二号”是由

7、国防科大研制的超级计算机系统，以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首，以高于亚军美国“泰坦”一倍之多的浮点运算性能第五次成为全球最快超级计算机天河二号超级计算机系统由170个机柜组成，占地面积720平方米，内存总容量1400万亿字节，存储总容量12400万亿字节，最大运行功耗17.8兆瓦。费用30万一天科学计算又称数值计算，指用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。电子计算机的重要应用领域。科学计算的特点是计算量大且数值变化范围大。主要应用于天文学、量子化学、空气动力学、