1、0,西安交通大學(xué),大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ),2005年,1,第1章 計(jì)算機(jī)與信息科學(xué),主要內(nèi)容 1.1 計(jì)算的過去、現(xiàn)在和未來 一. 計(jì)算和計(jì)算裝置的發(fā)展 二. 電子計(jì)算機(jī)時(shí)代 三. 未來的計(jì)算機(jī) 1.2 計(jì)算機(jī)與信息處理 一. 信息科學(xué)及信息技術(shù) 二. 基于計(jì)算機(jī)的信息處理,2,第1章 概論,1.3 計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域 1. 科學(xué)與工程計(jì)算 2. 信息處理 3. 過程控制 4. 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 5. 多媒體技術(shù)應(yīng)用 6. 計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 7. 人工智能,3,1.1 計(jì)算的過去、現(xiàn)在和未來,一. 計(jì)算和計(jì)算裝置的發(fā)展 二. 電子計(jì)算機(jī)時(shí)代 三. 未來的計(jì)算機(jī),4,一. 計(jì)算和計(jì)算裝置的發(fā)展,1.

2、算籌和算盤 2. 計(jì)算尺和機(jī)械計(jì)算機(jī) 圖1-2、圖1-3 3. 機(jī)電式計(jì)算機(jī) 圖1-4 4. 計(jì)算機(jī)的理論基石 數(shù)理邏輯: 計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)的理論根據(jù) 圖靈機(jī): 數(shù)學(xué)模型和二進(jìn)制 開關(guān)電路理論: 邏輯運(yùn)算的實(shí)現(xiàn),5,二. 電子計(jì)算機(jī)時(shí)代,1. 電子計(jì)算機(jī)的誕生 1) ENIAC 30噸，1500平方英尺，150千瓦 主頻僅為0.1MHz比炮彈還要快的計(jì)算機(jī) 編程通過線路連接實(shí)現(xiàn)-體力活 電子計(jì)算機(jī)誕生的標(biāo)志 2) 馮諾依曼和程序存儲(chǔ)方式 將程序事先存放: 自動(dòng)計(jì)算,6,2. 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程,1) 電子真空管及繼電器作為邏輯元件 EDVAC、UNIVAC、IBM701等 2) 晶體管計(jì)算機(jī)

3、貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晶體管 TRADIC、IBM7090 計(jì)算速度幾十萬次 存儲(chǔ)器的革命, 容量10萬字節(jié)以上,7,2. 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程,3) 集成電路計(jì)算機(jī) 1958年，基爾比和諾伊斯發(fā)明集成電路 微程序控制、系列兼容、流水線技術(shù)、高速緩存 IBM S/360系列 4) LSI和VLSI計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)分化為大型機(jī),小型機(jī),巨型機(jī)和微型機(jī),8,3. 計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展,1) 電子管時(shí)代 以機(jī)器語言（二進(jìn)制代碼）編程 接插板或開關(guān)板控制計(jì)算機(jī)操作 氖燈或數(shù)碼顯示運(yùn)行結(jié)果 2) 匯編語言、高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言 3) 監(jiān)控程序、批處理程序,9,3. 計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展,4) 操作系統(tǒng) 分時(shí)操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作

4、系統(tǒng) 并行操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 分布式操作系統(tǒng) 5) 數(shù)據(jù)庫、集成開發(fā)環(huán)境,10,4. 微型計(jì)算機(jī),1) 處理器芯片 Intel 4004微處理器 8080-P4 2)微機(jī)的代表(PC) ALTAIR 8800 第一臺(tái)微機(jī) 蘋果機(jī) IBM PC,11,5.中國計(jì)算機(jī)的發(fā)展,1)科學(xué)計(jì)算 103機(jī)、104機(jī)、107機(jī)、109乙機(jī)、109丙機(jī)、119機(jī) 2)高性能計(jì)算機(jī) 銀河、曙光、神威系列 3) 微機(jī)：長城0520CH 4) 芯片：龍芯 5) 軟件：CCDOS、WPS,12,三. 未來的計(jì)算機(jī),1. 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向 1) 微型化: LSI和VSI,走入千家萬戶 2) 巨型化: 速度高,容

5、量大,功能完善 3) 網(wǎng)絡(luò)化: 實(shí)現(xiàn)信息傳遞和資源共享 4) 智能化: 模擬人的思維活動(dòng) 2. 計(jì)算機(jī)的未來 1) 光計(jì)算機(jī) 2) 生物計(jì)算機(jī) 3) 分子計(jì)算機(jī) 4) 量子計(jì)算機(jī),13,1.2 計(jì)算機(jī)與信息處理一. 信息科學(xué)及信息技術(shù),1. 信息及信息科學(xué) 1) 信息的各種定義 選擇通信符號(hào)的方式 用來減少隨機(jī)不定性的東西 區(qū)別于物質(zhì)與能量的第三類資源 2) 廣義信息論：信息科學(xué) 研究信息的本質(zhì)和特點(diǎn)，信息的取得、計(jì)量、傳輸、儲(chǔ)存、處理、控制和利用的一般規(guī)律,14,一. 信息科學(xué)及信息技術(shù),2. 信息技術(shù)革命 1)文字的使用 2)印刷術(shù)的發(fā)明 3)電話、廣播和電視的使用 4)計(jì)算機(jī)與通信相結(jié)合

6、的信息技術(shù),15,二. 基于計(jì)算機(jī)的信息處理,1. 信息的編碼表示 (1) 數(shù)值 1) 絕對(duì)值: 轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制 正負(fù)號(hào): 編碼 小數(shù)點(diǎn): 定點(diǎn) 2) BCD碼 用4位二進(jìn)制代碼表示1位十進(jìn)制數(shù) 例如: 0-0000 9-1001,16,二. 基于計(jì)算機(jī)的信息處理,(2) 字符 1) 標(biāo)準(zhǔn)編碼: ASCII碼 2) 編碼組成: 1個(gè)字節(jié) 7位碼:基本ASCII 8位碼: 擴(kuò)充ASCII 3) 包含字符: 字母: AZ, az 數(shù)字: 09 標(biāo)點(diǎn)符號(hào)及運(yùn)算符號(hào) 控制符,17,二. 基于計(jì)算機(jī)的信息處理,(3) 漢字編碼 1) 分類: 機(jī)內(nèi)碼 外碼(輸入碼: 五筆字型, 拼音,區(qū)位等；輸出碼: 點(diǎn)陣

7、信息碼等) 2) 編碼標(biāo)準(zhǔn)：GB2312-80, GB18030-2000， Unicode,GBK,BIG5, 3) GB2312-80標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)碼 區(qū)位碼-國標(biāo)碼-機(jī)內(nèi)碼 (4) 圖像,聲音的編碼 見第8章 多媒體技術(shù),18,二. 基于計(jì)算機(jī)的信息處理,2. 信息的組織 1) 文件系統(tǒng) 2) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),19,二. 基于計(jì)算機(jī)的信息處理,3. 信息的傳輸網(wǎng)絡(luò)-因特網(wǎng),CCP,CCP,HOST,T,T,T,T,T,T,CCP,HOST,T,T,HOST,20,二. 基于計(jì)算機(jī)的信息處理,4. 計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代生活多媒體教學(xué)（作業(yè)提交、答疑、考試） 通訊 娛樂 家用電器 信息管理（學(xué)籍、圖書館、

8、OA） 信息檢索,21,1.3 計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)典型應(yīng)用領(lǐng)域介紹 一. 科學(xué)與工程計(jì)算 二. 信息管理 三. 電子商務(wù),22,一. 科學(xué)和工程計(jì)算,計(jì)算數(shù)學(xué)+計(jì)算機(jī) 科學(xué)計(jì)算 計(jì)算數(shù)學(xué)：研究數(shù)值計(jì)算方法 計(jì)算機(jī)：計(jì)算數(shù)學(xué)強(qiáng)有力的工具 科學(xué)計(jì)算是第三種科學(xué)手段 理論研究：無法求得理論解 科學(xué)實(shí)驗(yàn)：難以應(yīng)用實(shí)驗(yàn)手段 可以進(jìn)行計(jì)算 計(jì)算機(jī)是人類計(jì)算能力的延伸,23,科學(xué)和工程計(jì)算的步驟,建立數(shù)學(xué)模型 探索有效的計(jì)算方法 計(jì)算方法的理論分析 編寫程序進(jìn)行計(jì)算 數(shù)值模型問題的計(jì)算,24,= ？,例：的求值，古老的計(jì)算問題,= 周長/直徑,25,求值的歷史,公元前250年，古希臘，阿基米德，3.

9、14 公元480年，祖沖之，3.14159263.1415927 1609年，德國，Ludolph Van Ceulen，35位小數(shù) 1874年，William Shanks，707位小數(shù)(527位正確) 1949年，ENIAC，2,037位小數(shù) 1958年，IBM 704，10,000位小數(shù) 1961年，IBM 7090，100,265位小數(shù) 1973年，CDC 7600，1,001,250位小數(shù) 1999年，HITACHI SR8000，206,158,430,000位小數(shù),26,求值的方法,實(shí)驗(yàn)法,幾何法,分析法（計(jì)算數(shù)學(xué)）,計(jì)算機(jī)運(yùn)算法： 使用分析法得到公式，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算,27,

10、二. 信息管理,1. 信息處理的發(fā)展 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 辦公自動(dòng)化（OA）系統(tǒng) 管理信息系統(tǒng)( MIS) 例：零售業(yè)霸主沃爾瑪,28,二. 信息管理,2. MIS概念要點(diǎn) 人-機(jī)系統(tǒng) 技術(shù)手段+現(xiàn)代管理思想 計(jì)算機(jī)技術(shù) 信息技術(shù) 管理技術(shù) 決策技術(shù) 輔助管理和決策,29,二. 信息管理,3. 企業(yè)信息系統(tǒng) 1)產(chǎn)生背景：現(xiàn)代化的大生產(chǎn)給機(jī)械制造業(yè)帶來了許多困難 原材料不能準(zhǔn)時(shí)供應(yīng) 零部件生產(chǎn)不配套 產(chǎn)品生產(chǎn)周期過長，勞動(dòng)率下降 資金積壓嚴(yán)重，周轉(zhuǎn)期長 市場和客戶的要求多變，使企業(yè)經(jīng)營計(jì)劃系統(tǒng)難以適應(yīng),30,二. 信息管理,2) 企業(yè)信息系統(tǒng)和現(xiàn)代管理方法 (1)物料需求計(jì)劃MRP (Materia

11、l Requirement Planning) 通過主生產(chǎn)調(diào)度，物料用量清單、庫存、未交貨單等資料，計(jì)算未來的物料需求。,31,二. 信息管理,(2)MRP-II (Manufacturing Resources Planning) 除材料外，人力、資金、設(shè)備和時(shí)間也看成企業(yè)的資源，并加以控制 除生產(chǎn)外，還包括銷售、財(cái)務(wù)、成本的處理 滿足制造業(yè)所有的經(jīng)營及生產(chǎn)活動(dòng) (3)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS (Computer Integrated Manufacturing Systems),32,二. 信息管理,(4)企業(yè)資源計(jì)劃ERP (Enterprises Resources Planning) 集組織模型、企業(yè)規(guī)范和信息技術(shù)、實(shí)施方法為一體的綜合管理應(yīng)用體系； 企業(yè)的管理核心從“在正確的時(shí)間制造和銷售正確的產(chǎn)品”，轉(zhuǎn)移到了“在最佳的時(shí)間和地點(diǎn)，獲得企業(yè)的最大利潤” 具有智能化的管理控制系統(tǒng)； 能夠適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)，支持跨平臺(tái)、多組織的應(yīng)用，并和電子商務(wù)的應(yīng)用具有廣泛的數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯接口。,33,三. 電子商務(wù),例：亞馬遜的奇跡 1995年車庫中誕生 1997年?duì)I業(yè)收入達(dá)1.48億美元，1998年猛增到5.4億美元 提供了310萬個(gè)可方便查找的書目 1600名員工人均創(chuàng)收37.5萬美元 網(wǎng)上書店每平方米的銷售量是傳統(tǒng)書店的80