1.1.2 计算机的特点、应用和分类（课件）2024年《计算机应用基础教程》（航空工业出版社）同步教学

第一章 计算机基础知识 Basic knowledge of computer 1 计算机是人类历史上伟大的发明之一，虽说迄今为止只有70多年的发展历程，但在人类科学发展史上，还没有哪门学科像计算机科学这样发展得如此迅速，并对人类的生活、生产、学习和工作产生如此巨大的影响。 计算机是一种能存储程序并自动执行程序，对各种数字化信息进行算术运算或逻辑运算的电子机器。世界上第一台计算机自1946年诞生以来，经过了70多年的高速发展。计算机技术突飞猛进，它的应用领域从最初的军事应用扩展到国民经济的各个领域，有力地推动了信息化社会的发展，极大地改变了人们的工作、学习和生活方式，成为信息时代的主要标志。因此，愈来愈多的人们认识到，掌握计算机尤其是微型计算机的使用，是当今信息社会中必须具备的基本素质和能力。下面对本章的考核知识点进行全面分析。 计算机的发展简史、特点、分类及其应用领域。 计算机中数据、字符、汉字的编码。 知识目标 操作系统的基本概念、功能、组成及分类。 计算机软、硬件系统的组成及主要技术指标。 指令和程序设计语言的概念。 多媒体技术的基本知识。 计算机病毒的概念、特征、分类与防治。 了解计算机的基本配置。 掌握中英文输入的基本指法规范，能快速正确地录入文字。 技能目标 4 80% 60% 100% 10% 80% 80% 100% 计算机的发展简史 计算机的分类及应用领域 二、八、十、十六进制数之间的相互转换 计算机中数据、字符、汉字的编码 硬件系统的组成及其各部分的功能 软件系统的组成及其各部分的功能 计算机病毒及其防治 汉字输入方法 50% 1 2 3 4 5 6 7 8 难易程度： 考核概率：10%~100% 技能目标 知识要点与等级考试考核概率分析表 5 教学案列 计算机（Computer）俗称电脑，是一种用于高速计算,也能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。 什么是计算机，计算机的发展历程是怎样的？ 计算机于1946年问世，有人说是由于战争的需要而产生的，我们认为计算机产生的根本动力是人们为创造更多的物质财富，是为了将人的大脑功能进行延伸，让人的潜力得到更大的发挥。(详细请见书P2-3) 6 1.1 计算机概述 在人类社会发展的历史长河中，计算工具也经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程，如算筹、算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的作用，而且也孕育了现代电子计算机的设计思想和雏形。 计算机的出现和发展，是20世纪科学技术的卓越成就之一，对人类社会的发展产生了广泛、深刻的影响，计算机基础知识已成为现代人文化素质不可缺少的重要组成部分。 7 8 1．计算机的特点 计算机能够按照程序确定的步骤，对输入的数据进行加工处理、存储和传送，以获得期望的输出信息，从而利用这些信息来提高工作效率和生产效率。计算机之所以具有如此强大的功能，能够应用于各个领域，这是由它的特点所决定的。 高速、精确的运算能力 现代计算机的主要特点如下： 准确的逻辑判断能力 强大的存储能力 工作全自动且支持人机交互 网络与通信功能 1 2 3 4 5 1.1.2 计算机的特点、应用和分类 8 9 2．计算机的应用 科学计算 计算机具有存储容量大、处理速度快、可靠性高，同时又具有很强的逻辑推理和判断能力等特点，所以已被广泛应用于各种学科领域，并渗透到人类社会的方方面面，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。 概括起来，计算机的应用领域可分为如下几个方面： 信息处理 过程控制 1 2 3 计算机辅助工程 人工智能 4 5 网络通信 6 多媒体应用 嵌入式系统 7 8 1.1.2 计算机的特点、应用和分类 9 10 3．计算机的分类 通用计算机 随着计算机技术和应用的发展，计算机已成为一个庞大的家族，种类繁多，可以按照不同的方法对其进行分类。 按计算机的用途可分为: 专用计算机 1 2 1.1.2 计算机的特点、应用和分类 通用计算机能解决多种类型的问题，通用性强，如PC（Personal Computer，个人计算机）。 专用计算机配备有解决特定问题的软件和硬件，能够高速、可靠地解决特定问题，如在导弹和火箭上使用的计算机大部分都是专用计算机。 10 11 3．计算机的分类 巨型计算机 按照计算机的主要性能指标，如字长、存储容量、运算速度、外围设备的配置以及指令系统的功能和系统软件的配置情况等，可将计算机分为： 大型计算机 小型计算机 1 2 3 微型计算机 工作站 4 5 服务器 6 1.1.2 计算机的特点、应用和分类 11 【任务1-2】 简述现代电子计算机的主要特点。 13 1．人工智能 最初的计算机，只是为了满足军事上大数据量计算的需要，而如今的计算机可听、说、看，远远超出了“计算的机器”这样狭义的概念。本节中介绍计算科学研究方面的人工智能、网格计算、中间件技术和云计算的知识。 人工智能的主要内容是研究如何让计算机来完成过去只有人才能做的智能工作，其核心目标是赋予计算机人脑一样的智能。 在21世纪，以计算机为基础的人工智能技术取得了一些进展，典型的例子就是模式识别，其中指纹识别技术已经得到了广泛应用；计算机辅助翻译极大地提高了翻译效率；手写输入技术已经在手机上得到了应用；语音输入在不断地完善之中。人工智能让计算机有更接近人类的思维和智能，实现人机交互，让计算机能够听懂人们说话，看懂人们的表情，能够进行人脑思维。 1.1.3 计算科学研究与应用 13 14 2．网格计算 随着计算机的普及，个人计算机进入家庭，由此产生了计算机的利用率问题，越来越多的计算机处于闲置状态。互联网的出现使得连接、调用这些拥有闲置计算资源的计算机系统成为现实。 网格计算是专门针对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的计算机组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“结点”，而整个计算是由成千上万个“结点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式称为网格计算。这样组织起来的“虚拟的超级计算机”有两个优势：一是数据处理能力超强，二是能充分利用网上的闲置处理能力。网格计算包括任务管理、任务调度和资源管理，它们是网格计算的三要素。网格计算技术是一场计算革命，它将全世界的计算机联合起来协同工作，它被人们视为21世纪的新型网络基础架构。 1.1.3 计算科学研究与应用 14 15 3．中间件技术 顾名思义，中间件是介于操作系统和应用软件之间的系统软件。在中间件诞生之前，企业多采用传统的客户机/服务器（Client/Server）的模式，这种模式的缺点是系统拓展性差。到了20世纪90年代初，出现了一种新的思想：在客户机和服务器之间增加一组服务，这种服务（应用服务器）就是中间件，如图1-3所示。这些组件是通用的，基于某一标准，所以它们可以被重用，其他应用程序可以使用它们提供的应用程序接口调用组件，完成所需的操作。例如，连接数据库所使用的ODBC（开放数据库互连）就是一种标准的数据库中间件，它是Windows操作系统自带的服务。可以通过ODBC连接各种类型的数据库。 中间件 图1-3 中间件技术 1.1.3 计算科学研究与应用 15 16 3．中间件技术 随着Internet的发展，一种基于Web数据库的中间件技术开始得到广泛应用，如图1-4所示。在这种模式中，Internet Explorer若要访问数据库，则将请求发给Web服务器，再被转移给中间件，最后送到数据库系统，得到结果后通过中间件、Web服务器返回给浏览器。在这里，中间件是CGI（通用网关接口）、ASP（动态服务器页面）或JSP（java服务器页面）等。 图1-4 三层客户机-服务器系统结构 1.1.3 计算科学研究与应用 目前，中间件技术已经发展成为企业应用的主流技术，并形成各种不同类别，如交易中间件、消息中间件、专有系统中间件、面向对象中间件、数据存取中间件、远程调用中间件等。 16 17 4．云计算 云计算（Cloud Computing）是分布式计算、网格计算、并行计算、网络存储及虚拟化计算机和网络技术发展融合的产物，或者说是它们的商业实现。云计算的构成包括硬件、软件和服务。用户不再需要购买复杂的硬件和软件，只需要支付相应的费用给“云计算”服务商，通过网络就可以方便地获取所需要的计算、存储等资源。云其实是网络（互联网）的一种比喻说法。云计算的核心思想是对大量用网络连接的计算资源进行统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户提供按需服务，提供资源的网络被称为“云”。云计算将传统的以桌面为核心的任务处理转变为以网络为核心的任务处理，利用互联网实现一切处理任务，使网络成为传递服务、计算和信息的综合媒介，真正实现按需计算、网络协作。 1.1.3 计算科学研究与应用 17 18 1．计算机的发展趋势 巨型化 当前计算机的发展趋势可概括为四化： 微型化 网络化 1 2 3 智能化 4 计算机诞生之初，很少有人能深刻地预见计算机技术对人类巨大的潜在影响，甚至没有人能预见计算机的发展速度是如此迅猛，如此地超出人们的想象。那么，当前计算机的发展趋势展是什么？展望未来，计算机技术的发展又会沿着一条什么样的轨道前行呢？ 1.1.4 计算机的发展趋势 18 19 2．未来新一代计算机 未来新一代计算机又称为第五代计算机，是把信息采集、存储、处理、通信与人工智能结合在一起的智能计算机系统。它的种类主要包括：模糊计算机、生物计算机、光子计算机、超导计算机、量子计算机等，它们不仅能进行数值计算或处理一般的信息，而且主要面向知识处理，具有形式化推理、联想、学习和解释的能力，能够帮助人们进行判断、决策、开拓未知的领域和获取新的知识。人机之间可以直接通过自然语言或图形图像交换信息。未来新一代计算机系统是为适应未来社会信息化的要求而提出的，与前四代计算机有着质的区别。 1.1.4 计算机的发展趋势 19 20 信息技术（Information Technology，IT）的飞速发展促进了信息社会的到来。半个多世纪以来，人类社会正由工业社会全面进入信息社会，其主要动力就是以计算机技术、通信技术和控制技术为核心的现代信息技术的飞速发展和广泛应用。纵观人类社会发展史和科学技术史，信息技术在众多的科学技术群体中越来越显示出强大的生命力。随着科学技术的飞速发展，各种高新技术层出不穷，日新月异，但是最主要、发展最快的仍然是信息技术。 一般来说，现代信息技术主要包含三个层次的内容： 1.1.5 信息技术 信息基础技术是信息技术的基础，包括新材料、新能源、新器件的开发和制造技术。近几十年来，发展最快、应用最广泛、影响最大的是微电子技术和光电子技术。 信息基础技术 展望未来，在社会生产力发展、人类认识和实践活动的推动下，信息技术将得到更深、更广、更快的发展，其发展趋势可以概括为数字化、多媒体化、高速度、网络化、宽频带、智能化等。 指有关信息的获取、传输、处理、控制的设备和系统的技术。感测技术、通信技术、计算机与智能技术和控制技术是它的核心和支撑技术。 信息系统技术 针对种种实用目的，如信息管理、信息控制、信息决策而发展起来的具体的技术群类。如工厂的自动化、办公自动化、家庭自动化、人工智能和互联通信技术等，它们是信息技术开发的根本目的所在。 信息应用技术 20 【任务1-3】 简述当前计算机发展的主要趋势。 汇报人：WPS 谢谢观看 22 $$