2.1计算机概述（课件）《信息技术》（电子工业出版社）

第二章 信息技术导论（第3版） 计算机基础知识 1 01 计算机概述 2 计算机的特点 01 计算机的特点 特点 自诞生之日起计算机就具备了其他计算工具无法比拟的特点，这些特点使得计算机的应用范围不断扩大，成为信息社会的科技核心。 ①运算速度快，计算精度高。运算速度快是计算机最显著的特点。现代计算机运算速度最高可达每秒千万亿次，个人计算机的运算速度也达到了每秒几千万到几亿次。计算精度可由千分之几到百万分之几，任何其他计算工具都望尘莫及。 3 计算机的特点 01 计算机的特点 特点 ②具有逻辑判断和记忆能力。计算机既可以进行算术运算，也可以进行逻辑运算，可以进行判断和比较，进行逻辑推理和证明，并能根据判断的结果自动执行下一条指令，以供用户随时调用。这是以往其他任何计算工具不具有的。同时，计算机的存储装置可以存储大量的数据，使它成为信息存储的有力工具。 ③高度自动化。计算机采用程序控制工作方式，将预先编好的程序事先存入计算机中，在需要的时候发出一条执行该程序的指令，计算机可按程序连续、自动执行，不需人工干预。 4 计算机的分类 （1）巨型机。巨型机是指由成百数千甚至更多的处理器(机)组成的、能计算由普通计算机 和服务器不能完成的大型复杂任务的计算机。由于拥有海量的存储能力和超高的运算速度，因此主要用于空间技术、原子能研究、气象、国防等尖端领域。巨型计算机（或者超级计算机）一向被视为国家竞争力的象征，世界上运算速度最快的计算机的宝座近年来一直被美国、中国和日本这三个国家交替占据。 01 计算机的分类与应用 5 神威•太湖之光超级计算机（如图2.1所示）是由国家并行计算机工程技术研究中心研制、安装在国家超级计算无锡中心的超级计算机。神威•太湖之光超级计算机安装了40960个中国自主研发的“申威26010”众核处理器，该众核处理器釆用64位自主申威指令系统，峰值性能为12.5亿亿次/秒，持续性能为9.3亿亿次/秒。 计算机的分类与应用 6 （2）微型计算机。微型计算机，也称为个人计算机（PC）,由微处理器、内存储器、输入输出（I/O）接口电路及其他相应的辅助电路构成，具有小巧灵活、通用性强、价格低廉等优点。按照微处理器的字长，先后经历了4位、8位、16位、32位和64位等发展阶段。根据使用需求与组成形式，微型计算机可分为台式机和笔记本两种类型，如图2.2所示。 （3）工作站。工作站（Workstation）是一种高档的微型计算机，以个人计算机和分布式网络计算为基础，具有大、中、小型机的多任务、多用户能力，又兼有微型机的操作便利和良好的人机界面（如图2.3所示），主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形交互处理能力。 计算机的分类与应用 7 （4）工业控制计算机。工业控制计算机是一种釆用总线结构，对生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制的计算机系统总称，简称工控机，包括计算机和过程输入、输出通道两部分。工控机的主要类别有IPC（IndustrialPersonalComputer,总线工业计算机）、PLC（ProgrammableLogicConti-oller,可编程控制系统）、DCS（DistributedControlSystems,分散型控制系统）、FCS（FieldbusControlSystem,现场总线系统）、CNC（NumericalControlSystem,数控系统）。 计算机的分类与应用 8 （5）嵌入式计算机（EmbeddedComputer）。嵌入式系统（EmbeddedSystem）是一种完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统，其核心是由一个或几个预先编程的以用来执行少数几项任务的微处理器或者单片机组成，如图2.4所示。嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的，所以经常被称为“固件”，是一种以应用为中心的专用计算机系统。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4部分组成。 计算机的分类与应用 9 计算机的应用领域 计算机的应用已渗透到社会的各领域，正在日益改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。 ①科学计算。科学计算是计算机最早的应用领域。在现代科学技术工作中，科学计算的任务是大量而复杂的。利用计算机的运算速度高、存储容量大和连续运算的能力，可以解决人工无法完成的各种科学计算问题，如工程设计、地震预测、气象预报、火箭发射等庞大而复杂的计算量。 02 计算机的分类与应用 10 ②信息管理。信息管理是以数据库管理系统为基础辅助管理者提高决策水平并改善运营策略的计算机技术。信息处理是现代化管理的基础，其处理过程包括数据的釆集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等一系列工作。信息管理已广泛应用于办公自动化、情报检索、企事业计算机辅助管理与决策等各行各业。 ③过程控制。过程控制是利用计算机实时采集数据、分析数据，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制也称实时控制。釆用计算机进行过程控制，可以大大提高控制的时效性和准确性，提高产量及合格率。因此，计算机过程控制已在机械、冶金、石油、化工、电力等部门得到广泛的应用。 计算机的分类与应用 11 ④计算机辅助技术。计算机辅助技术是指计算机在现代生产领域，特别是生产制造业中的应用，主要包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教学和计算机集成制造系统等内容。 计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,CAD)是使用计算机来帮助设计人员进行设计的一门技术。使用CAD技术可以提高设计质量，缩短设计周期，提高设计的自动化水平。计算机辅助设计技术已经广泛应用于船舶、汽车、纺织、服装、化工、建筑等行业，成为现代计算机应用中最活跃的分支之一。 计算机的分类与应用 12 ⑤计算机翻译。计算机翻译技术消除了不同文字和语言间的隔阂，堪称高科技造福人类之举，但其译文质量离理想目标仍相差甚远。计算机翻译技术被列为21世纪世界十大科技难题。与此同时，计算机翻译技术也拥有巨大的应用需求。 ⑥人工智能。人工智能(Artificiallntelligence,AI)是指计算机模拟人类某些智力行为的理论、技术和应用。人工智能研究和应用正处于发展阶段，在医疗诊断、定理证明、智能检索、机器人等方面已取得了显著的成效。 ⑦网络应用。计算机网络技术的发展形成了一个支撑社会发展、改善生活品质的全新系统。目前，基于互联网的应用包括电子商务、远程会议、远程医疗、网络游戏、信息检索等。 计算机的分类与应用 13 计算机的分类与应用 03 计算模式的发展历程 计算模式的发展历程 ①单主机模式。PC问世以前，由于计算资源非常宝贵，其应用场合非常有限。那时，大型机被当做主机，许多终端用户共享主机的CPU资源和数据存储资源，数据输入/输岀要通过穿孔卡和简单终端，人们使用计算机极不方便。 ②客户一服务器模式。20世纪80年代初，PC进入快速发展和广泛应用的时代。但是单台PC只提供了有限的数据处理和存储能力，在许多大型应用中，PC不能胜任，因而促使了局域网的产生，从而PC成为网络中的一员，并以一个全新的角色出现，这构成了分布式客户一服务器（Client/Server,C/S）模式。 14 计算机的分类与应用 03 计算模式的发展历程 计算模式的发展历程 ③浏览器/服务器模式。20世纪90年代中后期，WWW（WorldWideWeb）技术及信息服务成为Internet的主流技术，Internet被世人所接受，用户数量急剧增长。WWW釆用分布式C/S模式，这里的服务器可以是Web服务器、FTP服务器或E-mai1服务器。客户端一般是一个浏览器程序。这种模式称为浏览器-服务器（Browser/Server,B/S）模式。B/S模式最主要的优点是客户端软件的易用性，有利于产品的推广使用，这正是传统C/S计算模式所不具备的重要特性。B/S模式已普遍用于Internet和Intranet。 15 计算机的分类与应用 03 计算模式的发展历程 计算模式的发展历程 B/S模式的发展经历了三个阶段。 第一阶段（1997年以前）是静态Web技术阶段，用户通过浏览器中的URL访问Web服务器上的资源。 第二阶段（1997—1998年）为动态Web访问技术阶段。在动态Web、HTML及Java的支持下，浏览器通过Web服务器连接数据库，实现Browser.Web、DBMS三者紧密连接，用户可以方便地访问数据库资源。 现在，B/S正处于第三个阶段，可实现各种应用，如电子商务、协同工作和事务处理等更加高级的功能。 16 感谢观看 信息技术导论（第3版） 17 $$