第1章計算機科學與技術概述

計算機的發(fā)展歷程計算機的特點與分類計算機的應用計算機科學與技術學科簡介

著名計算機人物與公司1.什么是計算機

計算機（Computer），又稱電子計算機、電腦；計算機是一種能夠按事先編好的程序控制進行高速運算與處理的電子設備。

這是一臺我們常見的計算機微型計算機2.計算機的誕生世界上第一臺計算機：名稱：ENIAC（電子數(shù)字積分和計算機

）時間：1946年2月地點：美國（賓夕法尼亞大學）背景：解決彈道計算問題基本數(shù)據(jù)：占地170M2，用了約18000個電子管，運算速度5000次/秒。ENIACGeneralViewoftheENIAC

FROM:/exhibits/rbm/mauchly/jwm0-1.html3.計算機的發(fā)展時代年份電子器件特點第一代1946~1957電子管磁鼓、磁帶；機器語言和匯編語言第二代1958~1964晶體管磁芯存儲器、出現(xiàn)高級程序設計語言第三代1965~1972中小規(guī)模集成電路大型化，集中式計算，遠程終端第四代1972~至今大、超大規(guī)模集成電路超大型化，圖形界面，多媒體，網絡通信4.計算機的特點運算速度快（幾百萬-數(shù)億次/秒）精度高（有效數(shù)字6位-16位-任意）有記憶能力（存儲信息）有判斷功能能在程序控制下自動工作5.計算機的分類（1）從規(guī)模和性能指標分類巨型機(supercomputer):ES/900,銀河3大中型機(mainframe)：370系列小型機（minicomputer）：PDP系列微機（microcomputer）：PC機、P4筆記本（體積小，功能強大，便于攜帶）平板電腦（觸摸屏，手寫輸入或者語音輸入）工作站（workstation）筆記本與平板電腦示圖（2）

按處理對象分類：數(shù)字計算機（digitalcomputer）模擬計算機（analogcomputer）數(shù)字模擬混合計算機（hybridcomputer）

（3）按用途分類：通用計算機（generalpurposecomputer）專用計算機（specialpurposecomputer）（4）按網絡使用分類服務器（server）網絡計算機（networkcomputer）(客戶機)6.微機的發(fā)展1971年Intel首創(chuàng)4004(4位微處理器)1973年Intel制成8008(8位微處理器)1978年Intel推出8086(16位微處理器)1985年Motorola推出68020(32位微處理器),Intel推出80386(32位微處理器)1989年推出80486九十年代,推出Pentium(奔騰)系列7.計算機的發(fā)展前景第五代計算機正在研制之中(智能化,知識處理)趨勢：往兩極發(fā)展，巨型機與微機規(guī)律：每5-7年，性能提高10倍，價格降到1/10。8.我國計算機的發(fā)展現(xiàn)狀

1958年開始仿制電子管計算機發(fā)展迅速，前途光明巨型機：天河一號（2570萬億次/秒）微機：同方，方正，聯(lián)想，長城水平較低，有待我們的奮發(fā)努力自主芯片剛起步軟件開發(fā)等級低運算速度可以達每秒2570萬億次的

“天河一號”

9.計算機的功能計算機的功能數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)交換控制與外界的數(shù)據(jù)交換的機制與途徑實現(xiàn)上述三種功能所須的控制保存待處理的數(shù)據(jù)和處理好的結果對數(shù)據(jù)進行的各種算術邏輯運算10.計算機的應用科學計算：航空航天,天氣預報數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)庫，文字處理自動控制：煉鋼，煉油CAX(CAD,CAM,CAI,…)人工智能：下棋，作曲，機器人網絡應用：Internet11.計算機科學與技術學科簡介

計算機科學與技術是研究計算機的設計與制造和利用計算機進行信息獲取、表示、存儲、處理、控制的理論、原則、方法和技術的學科。計算機科學與技術是一門科學性與工程性并重的學科，表現(xiàn)為理論性和實踐性緊密結合的特征。12.計算機科學與技術的研究范疇

研究范疇包括計算機理論、硬件、軟件、網絡及應用等。計算機理論：算法分析、程序設計語言理論等計算機硬件：元器件、存儲介質、組成原理等

計算機軟件：數(shù)據(jù)結構與算法、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、算法設計與分析等

計算機網絡：網絡結構、數(shù)據(jù)通信與網絡協(xié)議

計算機應用：軟件開發(fā)工具、完善既有的應用系統(tǒng)、開拓新的應用領域、人機工程等13.計算機科學與技術學科課程體系

（14個知識體

）離散結構(DS)；組織與體系結構(AR)；操作系統(tǒng)(OS)；算法與復雜性(AL)；程序設計基礎(PF)；網絡計算(NC)；程序設計語言(PL)；人機交互(HC)；圖形學可視化計算(GV)；智能系統(tǒng)(IS)；信息管理(IM)；軟件工程(SE)；數(shù)值計算科學(CN)；社會和職業(yè)問題(SP)。14.著名計算機人物阿倫·圖靈AlanTuring，1912.6～1954.6，計算機科學之父，英國數(shù)學家。1936年，圖靈發(fā)表了一篇著名的論文《論可計算數(shù)及其在判定問題中的應用》，論文中提出了一種十分簡單但運算能力極強的理想計算裝置，這一裝置是一種理想的計算模型，這種計算機模型奠定了計算機組成部件、工作方式和順序，被稱為圖靈機，圖靈的這一思想奠定了整個現(xiàn)代計算機的理論基礎。著名計算機人物馮·諾依曼（JohnVonNouma，1903－1957），美藉匈牙利人，數(shù)學家。1945年6月，馮·諾依曼與戈德斯坦等人，聯(lián)名發(fā)表了一篇長達101頁紙洋洋萬言的報告，即計算機史上著名的“101頁報告”。這份報告奠定了現(xiàn)代計算機體系結構堅實的根基，直到今天，仍然被認為是現(xiàn)代計算機科學發(fā)展里程碑式的文獻?，F(xiàn)在計算機的結構仍為“馮·諾依曼機”著名計算機人物金怡濂，1929.9-；2002年國家最高科學技術獎獲得者。計算機科學家；是我國巨型計算機事業(yè)的開拓者之一。提出了基于通用CPU芯片的大規(guī)模并行計算機設計思想、實現(xiàn)方案和多種技術相結合的混合網絡結構，解決了240個處理機互連的難題，從而研制出運算速度達到當時國內領先水平的并行計算機系統(tǒng)。主持研制國家重點工程——“神威”巨型計算機系統(tǒng)，擔任總設計師。15.著名計算機團體與公司

IEEE-CS：美國電氣與電子工程師學會計算機學會，它是目前世界上最大的計算機學術團體。IEEE-CS宗旨：推進計算機和數(shù)據(jù)處理技術的理論和實踐的發(fā)展，促進會員之間的信息交流合作。IEEE-CS設有若干專業(yè)技術委員會、標準化委員會以及教育和專業(yè)技能開發(fā)委員會。專業(yè)技術委員會組織專業(yè)學術會議、研討會，覆蓋計算機科學與技術各領域并隨計算機科學與技術的發(fā)展而變化。

著名計算機團體與公司

ACM：美國計算機學會，創(chuàng)立于1947年，是世界上最早和最大的計算機教育和科研協(xié)會?，F(xiàn)已成為計算機界最有影響的兩大國際性學術組織之一（另一為IEEE-CS）。ACM下面建立了幾十個專業(yè)委員會（正式名稱是SIG—SpecialInterestGroup），幾乎每個SIG都有自己的雜志。據(jù)不完全統(tǒng)計，由ACM出版社出版的定期、不定期刊物有四十多種，覆蓋了計算機科學技術的幾乎所有領域。

著名計算機團體與公司

中國計算機學會，英文縮寫CCF。成立于1962年6月，全國性一級學會。學會開展廣泛的學術交流、科學普及、技術咨詢、教育評估、優(yōu)秀成果及人物評獎、刊物出版、計算機名詞標準化等。學會下設9個工作委員會，33個專業(yè)委員會，這些專業(yè)委員會涵蓋了計算機研究及應用的各個領域。學會的會刊有《計算機學報》、《計算機研究與發(fā)展》、《軟件學報》、《CAD與圖形學》等近二十多種刊物。著名計算機團體與公司

IBM（InternationalBusinessMachinesCorporation，國際商用機器公司）是由1911年成立的計算制表記錄公司（即CTR公司）發(fā)展而來。1981年8月IBM發(fā)布第一臺PC，由于IBM-PC，IBM商標開始進入家庭、學校、中小企業(yè)。Intel和微軟的霸業(yè)在此基礎上萌芽。1985年，IBM投資的科研項目催生了4位諾貝爾獎獲得者。著名計算機團體與公司

英特爾（Intel）公司成立于1968年，是世界上最大的CPU及相關芯片制造商。80%左右的計算機都是使用Intel公司生產的CPU。1971年，英特爾推出了全球第一個微處理器4004。1993年英特爾推出了高性能微處理器Pentium,中文名為“奔騰”；因為用80586數(shù)字作為下一代芯片編號，不能作為注冊商標，啟用拉丁文Pentium（有“五”之意）表示第五代產品。著名計算機團體與公司

微軟(Microsoft，縮略為MS)是專門生產軟件的公司，是全球最著名的軟件商。據(jù)統(tǒng)計90%以上的微機都裝有Microsoft的操作系統(tǒng)。微軟公司是由比爾·.蓋茨（BillGates）和保羅·艾倫（PaulAllen，1983年離開微軟）于1975年創(chuàng)立的。微軟生產的軟件產品除操作系統(tǒng)外，還有：辦公軟件MicrosoftOffice，網頁瀏覽器InternetExplorer(目前世界上使用最廣泛的一種瀏覽器)和中小數(shù)據(jù)庫SQLServer是。著名計算機團體與公司

聯(lián)想集團（Lenovo）成立于1984年，是國內最大的電腦制造商，聯(lián)想品牌個人電腦多年來在中國及亞太市場保持首位。聯(lián)想集團1990年在國內推出聯(lián)想系列微機，都在市場上獲得成功。自主開發(fā)微機成功，造就了聯(lián)想今日成就的根基。2004年12月聯(lián)想集團收購IBM的全球PC業(yè)務，其中包括臺式機業(yè)務和筆記本業(yè)務。聯(lián)想集團將成為年收入達130億美元的世界第三大PC廠商.著名計算機團體與公司

AMD：世界第二大CPU制造商.Epson：愛普生，日本愛普生打印機制造商。HP：是美國著名的惠普打印機、電腦制造商。Canon：佳能，日本著名的佳能打印機制造商。Compaq：康柏，是世界上最大的電腦公司之一，現(xiàn)已與HP合并。Apple：，美國蘋果電腦公司，該公司以生產高性能專業(yè)級電腦著稱于世。Philips：飛利浦，荷蘭公司，生產彩顯、光驅等。Sumsung：三星，韓國三星公司，著名的彩顯制造商，也生產光驅、家用電器等。16.著名計算機獎項圖靈獎，計算機科學界的最崇高獎項，有“計算機界的諾貝爾獎”之稱。圖靈獎是由ACM于1966年設立的獎項，獎金2.5萬美元，獎勵在計算機科學研究中做出創(chuàng)造性貢獻，推動了計算機科學技術發(fā)展的杰出科學家。圖靈獎偏重于計算機科學理論、算法、語言和軟件開發(fā)方面。由于圖靈獎對獲獎條件要求極高，從1966年到2003年的38屆圖靈獎，共計有47名科學家獲此殊榮，其中美國學者最多。2000年圖靈獎得主為華裔科學家姚期智（安德魯-姚，AndrewYao）,現(xiàn)被聘為清華大學計算機系講席教授.著名計算機獎項IEEE-CS的計算機先驅獎（ComputerPioneerAward）設立于1980年。IEEE-CS設立計算機先驅獎以獎勵這些理應贏得人們尊敬的學者和工程師。計算機先驅獎同樣有嚴格的評審條件和程序，但與其他獎