1.2 信息技术发展脉络与趋势课件-2025-2026学年粤教版高中信息技术必修二

1.2 信息技术及其发展脉络 模板来自于：第一PPT https:/// 2 1.2.1信息技术发展脉络 广义信息技术革命 狭义信息技术革命 信息技术包括：微电子技术、计算机技术、通信技术、传感技术。计算机与网络通信技术是信息技术的核心技术。 1.以计算机为核心 世界上第一台现代电子数字计算机埃尼阿克(ENIAC)，诞生于1946年2月14日的美国宾夕法尼亚大学。 ENIAC长30.48米，宽6米，高2.4米，占地面积约170平方米，30个操作台，重达30英吨，耗电量150千瓦，造价48万美元。 发展阶段 电子核心元件 阶段特征 运行速度 代表事物 第一代计算机 1946—1958年 以电子管为元件 电子管计算机体积大、功耗高、可靠性差，运算速度慢，价格昂贵。 几千次/秒至几万次/秒 ENIAC 第二代计算机 1958—1964年 以晶体管为元件 晶体管计算机体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高。 几万次/秒至几十万次/秒 TRADIC 第三代计算机 1964—1970年 以集成电路为元件 缩短信号传输时间，体积缩小。 几十万次/秒至几百万次/秒 IBM电脑 第四代计算机 1970年至今 以大规模集成电路为元件 惊人运算速度、小型化、微型化、普及化。 几百万次/秒至几亿次/秒甚至更高 个人计算机（PC） 1.以计算机为核心 信息技术的发展趋势 计算机 惊人运算速度、小型化、微型化、普及化 1.以计算机为核心 7 2.以互联网为核心 记录数据传输目的地址 保证数据迅速可靠传输的措施 网络中计算机之间的数据传输 互联网 新一代信息技术发展的热点不是信息领域各个分支技术的纵向升级，而是将信息技术横向渗透，融合制造、金融等其他行业，将从产品技术转向服务技术。以信息化和工业化深度融合为主要目标的“互联网+”是新一代信息技术的集中体现。 2.以互联网为核心 移动化 实体教学 网上教学 泛在化 学习型社会 人人皆学 处处能学 时时可学 网络互联的移动化，给人们的学习和工作带来了便利的同时，对建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会具有重要作用。 2.以互联网为核心 网络是信息的海洋。随着技术的成熟,尤其是云计算、大数据处理技术等的快速发展，各行各业的人们开始更深入地接触信息技术,接触数据,从数据中挖掘出更有用的信息。 在以数据为核心的发展中,人们发现数据的价值,更在于其后期的加工处理所生的“增值”。 很多人还没搞清楚什么是PC互联网，移动互联来了； 我们还没搞清楚移动互联的时候，大数据时代又来了！ 3.以数据为核心 大数据的应用涉及各行各业，例如互联网金融、情报分析、机器翻译、图像与语音识别、智能辅助医疗、商品和广告智能推荐等。 云计算中心 统一调配计算 存储资源 挖掘大数据的价值 3.以数据为核心 课堂知识小结 合作探究：随着信息技术的发展，其所处理的内容，所依赖的设备设施均具有阶段性特征，与小组中的同学根据课本第11-12页内容，完成以下表格。 信息技术发展脉络 处理内容 设施设备 以计算机为核心 数据的运算 计算机+局域网 以互联网为核心 以数据为核心 数据传输、存储加工 数据挖掘、发现有价值数据 许多计算机组成广域网 云计算，大数据处理 计算机 互联网 数据 网络互联的移动化和泛在化 信息处理的集中化和大数据化 信息服务的智能化和个性化 对建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会具有重要作用。 云计算将服务器集中在云计算中心，统一调配计算和存储资源，尽量满足更多用户需求并挖掘大数据的价值。 智能化是能自动执行程序、可编程、可演化的系统，具有自学习和自适应功能。 1.新一代信息技术发展角度 1.2.2信息技术发展趋势 体感技术是可以很直接地使用肢体动作与周边的体感装置或环境互动. 虚拟现实技术(VR)是指人戴上特殊的头盔和数据手套，可以和由计算机生成仿真情景的人工世界进行交互。 增强现实技术(AR)是一种能实时地计算摄影机影响的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行交互。 2.从计算机用户界面发展角度 1.2.2信息技术发展趋势 体感技术 从用户体验的发展角度 虚拟现实技术VR 从用户体验的发展角度 增强现实AR 从用户体验的发展角度 AR技术不仅在与VR技术相类似的应用领域，诸如尖端武器、飞行器的研制与开发、数据模型的可视化、虚拟训练、娱乐与艺术等领域具有广泛的应用，而且由于其具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性，在医疗研究与解剖训练、精密仪器制造和维修、军用飞机导航、工程设计和远程机器人控制等领域，具有比VR技术更加明显的优势。 3.从典型技术驱动发展模式向应用驱动与技术驱动相结合的模式转变的角度 虚拟化资源管理技术，将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存、应用、桌面等，予以抽象、转化后呈现出来，打破实体结构不可切割的障碍，使比原本组态更好的方式来使用这些资源。 虚拟计算 虚拟计算 ②通信技术 ③传感技术 ④微电子和纳米技术 ⑤3D技术 ⑥信息安全 课堂知识小结 课堂知识检测 1.信息技术推动了社会信息化、智能化的建设与发展。信息技术发展脉络的顺序是（ )。 ①以数据为核心 ②以计算机为核心 ③以互联网为核心 A.①②③ B.③②① C.②③① D.①③② 2.飞行员在实际驾驶之前，都要经过一个模拟训练，利用计算机设计一个与实际操作非常相似的环境，这体现了信息技术的（ ）发展趋势。 A.多元化 B.智能化 C.网络化 D.虚拟化 C D $在强大的中国乒乓球队背后，有一支默默无闻的科技团队。在赛事期间，这支团队一直为国乒的女队提供大数据支撑。究竟是什么样的大数据？在东京体育馆，孙颖莎和伊藤美城的半决赛紧张的进行的时候，除了在场的运动员、裁判以及看台上寥寥无几的观众，还有一个强大的人工智能平台正在监视着这场比赛。伊藤美诚的每一次发球、挥拍、移动等，都被这个部署在东京的AI云平台所记录，这些数据以平均100兆比特每秒的速度被传送到离体育馆2442公里外的浙江大学乒乓球智能大数据分析平台的技术团队手中。目前平台上已经有八千多场比赛数据。在接下来的巴黎奥运周期，浙江大学体育大数据创新团队也将紧跟中国乒乓球队的脚步，继续做好大数据保障。想起中国女排里面那条暗线，当年只能靠跳得更高、打的更快来应对别人的数据分析，后来我们也能现场进行数据分析了。为中国科技点赞。抖音。 安全information security是指为数据处理系统而采取的技术的和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件、数据不因偶然的或恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露。这里面既包含了层面的概念，其中计算机硬件可以看作是物理层面，软件可以看作是运行层面，再就是数据层面，又包含了属性的概念，其中破坏设计的是可用性，更改涉及的是完整性，显露涉及的是机密性。 二战期间，为破解德国1.59亿1种可能性的尼克马密码，英国招聘了国家顶级密码学专家。但如果十个人每天每分钟尝试一种可能性，一天24小时，一周七天从不停歇，把所有可能性检查完，需要2000万年。而如果要阻拦一个将要发生的奇迹，需要在20分钟以内完成2000万年的工作。因此计算机科学之父阿兰麦锡森图灵提出用机器代替人类破解德国恩尼格玛密码，并提出电子的大脑，数字化的计算机，最终成功研制出密码破解机器。这是2014年的电影模仿游戏本尼迪克特康伯巴奇，因为饰演屠灵获得了当年奥斯卡最佳男主角奖。这部电影详细介绍了计算机产生的背景、产生的过程以及发挥了重要作用。把破解机器的出现使二战提前两年结束，并且拯救了超过1400万人的生命。它作为一项机密被政府封存了五十多年。图灵提出图图灵机，即将人们用纸笔进行数学运算的过程进行抽象，由一个虚拟的机器代替人类进行数据运算，至此出现了计算机的原型。图灵的工作激励了一代又一代的科学家投身于图灵机的研究，而今天我们称之为电脑。我们现在使用的电脑、手机都离不开图灵机理论。图灵机理论的伟大在于它证明了通用计算理论肯定了计算机实现的可能性，为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。为此，1966年美国计算机协会设立了图灵奖，专门奖励那些对计算机事业作出重要贡献的个人，也肯定了图灵在计算机领域的杰出贡献。1946年2月，世界上第一台真正意义上的电子计算机问世，命名为埃尼阿克。该计算机研究的目的是为美国军方提供精确而及时的弹道火力表。这台计算机使用约18000只电子管、7万个电阻器、1万个电容、1500个继电器和6000多个开关，占地面积170平方米，约等于现在三室两厅的大居室，重达30英吨，耗电量150千瓦，造价100万美元以上。虽然埃尼亚克体积庞大，耗电惊人，但它的计算速度比当时已有的计算装置要快1000倍，原来需要二十多分钟才能计算出来的一条弹道只需要短短的30秒，一下子缓解了当时极为严重的计算速度大大落后于实际要求的问题。埃尼阿克的问世具有划时代的意义，标志着电子计算机时代的到来。艾尼阿克诞生后短短几十年间，计算机的发展突飞猛进，大体分为四个阶段。第一阶段是1946年至1958年第一代电子管计算机时代。这一代计算机硬件方面采用真空电子管，主要特点是体积大，功耗高可靠性差，速度慢，价格昂贵，应用领域以军事和科学计算为主。第二阶段是1959年至1964年第二代晶体管计算机时代，这一代计算机硬件方面用晶体管取代了电子管，主要特点是体积缩小，有800个晶体管，体积约两个大衣柜那么大，能耗降低，可靠性和运算速率提高，一般为每秒数十万次，可达到300万次，性能比第一代计算机有很大提高。应用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。第三阶段是1965年至1970年集成电路计算机时代。这一代计算机硬件方面采用中小规模集成电路，主要特点是速度更快，一般为每秒数百万次至数千万次，而且可靠性有了显著提高，价格进一步下降，产品走向了通通用化、系列化和标准化，开始进入文字处理和图形图像处理领域。第四阶段是1971年到现在大规模和超大规模集成电路。这一代计算机硬件方面采用大规模集成电路和超大规模集成电路，主要特点是速度快、存储容量大、外部设备种类多用户、使用方便等。应用领域从科学计算、事务处理过程控制逐步扩大到更多领域，比如人工智能、网络应用等等。随着集成电路发展，出现了微型计算机。第一阶段是1971年到1973年，主要是四位或者八位微型计算机，比如美国英特尔公司的4004、4040和8008。第二阶段是1974年到1977年微型计算机的发展和改进阶段，微处理器有8080、8085。第三阶段是1978到1983年16位微型计算机的发展阶段，微处理器有8086、8088等。第四阶段是1984到1992年32位微型计算机的发展阶段，微处理器相继推出80386和80486。第五阶段是1993年以后准64位机。1993年英特尔公司推出了奔腾微处理器，之后相继推出性能更强的微处理器，如奔腾2、奔腾3和奔腾4处理器，一直到如今的英特尔至强十核处理器。我国计算机的发展开始于1952年，华罗庚在中国科学院教学所成立了中国第一个电子计算机科研小组，1956年8月培养了新中国第一批计算机技术专业人才。直到1958年8月，我国第一台电子计算机103机研制成功，运算速度每秒1800次。现存的唯一一台103机保存在曲阜师范大学图书楼一楼大厅内。这件特殊的文物静静守在那里，注视着中国计算机行业的蓬勃发展。2008年天河一号A研制成功，在2010年世界超级计算机top 500排名世界第一。2013年天河二号超级计算机研制成功，2013年到2015年连续六次排名世界第一，目前排名世界第五。2016年，神威太湖之光超级计算机以浮点运算峰值速度每秒12.54京瓷排名世界第一，目前排名世界第四。计算机的发展是飞速的，那么未来计算机会是什么样子呢？一方面是计算机外形的变化，比如柔性屏、平板电脑跟A4纸1般可卷可折。另一方面是计算机科技的变化，比如实现自然语言交互、隔空操作电脑等。还有量子计算机技术的发展。子计算机这个构想最早是由一个美国科学家提出来的。最初这位科学家的想法仅仅是为了减少模拟量子现象所产生的庞大计算量，这是量子计算机的一个开端。由于当时的科技并不发达，也只是停留在理论构想之中。不过这是因为这长时间的积累，才为将来量子计算机的快速发展打下基础。直到2001年，量子计算机有了一些发展，这也要归功于近代科技的快速进步。再将时间拉回到2017年，经过了一百多年的理论堆积，再加上十几年的研究，世界上第一台量子计算机终于诞生了，这期间凝聚了无数科学家的心血，真是实属不易啊，发展速度远超美国，今天算是长见识了。不过与国外相比，中国在量子计算机的研发上可以说是进步神速。就像中国当时在研究核弹时，可以说接触时间最少，但是在用时方面却是最短。而这次量子计算机的研发更是说明了中国的发展速度。2013年我们都见证了中国进步，这一年中国自主研发的量子计算机横空出世。这两台量子计算机也进一步说明，中国科技界虽然发展时间要远远短于其他发达国家，但是如今我们仍然可以站在了世界科技的前列。与我们以前所认识的普通计算机不同，我们所知道我们平时使用的计算机都是零和一进制的，也就是说使用零和一进行计算。如今中国自主研发的量子计算机已经走在了世界前列，因为虽然美国也拥有量子计算机，但是也只能达到9个量子的运算，而中国研发的计算机在计算速度方面要优于他们，在这一点上我们可以说完全超过了美国。我为自己拥有一个强大的祖国感到骄傲。从目前量子计算机的发展水平来看，中国的量子计算机水平已经和美国并肩，甚至是犹有过之。这意味着我们的祖国已经在下一次科技革命中占得了先机，先拔头筹。近些年中国在量子科技领域内的快速发展，让世界见识到了什么叫做中国奇迹。量子科技在未来将会越来越重要，对很多领域将会产生巨大的颠覆性变革。中国在量子计算领域的快速发展，使中国可以突破美国的科技霸权。当我们都认为国产计算机发展会乘风破浪的时候，中美贸易战打响，美国通过一纸禁令限制了芯片、操作系统等计算机核心技术的输出，给了上升期的中国信息技术企业迎头一棒，但是中国信息技术企业并没有一蹶不振，华为作为中国高科技领域的一面旗帜，早在2018年美国制裁中兴的时候就意识到应该未雨绸缪，重视核心技术研究院。在特朗普政府压力下，谷歌暂停了对华为的安卓部分服务，意图遏制华为发展，华为立刻做出反应，亮出了自研的分布式操作系统鸿蒙，成为突破美国技术封锁的一张王牌。此后，我国从政策导向层面也开始重视信息技术应用创新产业，明确了数字中国建设战略，抢占数字经济产业链制高点，提出2加8安全可控体系，构建自己的IT产业标准和生态，使得IT产品和技术安全可控，摆脱对美国IP标准的依赖。2020到2022年是国家安全可控体系推广最重要的三年。中国IT产业从基础硬件到基础软件到行业应用软件，有望迎来国产替代潮。相信在这一波浪潮中，中国的信息技术人才定能戒骄戒躁，砥砺前行，在计算机发展历程中留下属于自己的辉煌成。