计算机技术概论

1.2计算机技术概论
1.2.1计算机的起源与发展
起源：
埃尼阿克ENIAC：第一台真正意义上的电子计算机。于1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学正式投入运行，ENIAC共使用了约18800个真空电子管，重达30吨，功率174千瓦，占地约140平方米，用十进制计算，每秒运算5000次加法。
小结：
ENIAC：
1946年在美国正式投入运行
用十进制计算
没有今天的键盘、鼠标等设备
ENIAC为非存储程序控制的计算机
缺点：
没有存储器
用布线结板进行控制，运算速度低，效率也低
发展：
人们根据计算机采用的主要元器件（物理器件/电子元件/逻辑元件）的不同，将电子计算机的发展分为四代。
年代 名称 元件 语言 应用
第一代
1946~1956 电子管计算机 电子管 机器语言
汇编语言 科学计算
第二代
1956~1964 晶体管计算机 晶体管 高级程序设计语言 数据处理
第三代
1964~1971 集成电路计算机 中小规模集成电路 操作系统和会话式语言 广泛应用到各个领域
第四代
1971~现在 超大规模集成电路计算机 超大规模集成电路
计算机集成电路 面向对象的高级语言 网络时代
规模指的是集成度
世界上第一台投入使用的具有存储程序控制的计算机是英国人设计并制造的EDSAC
1.2.2计算机的特点及分类
特点：
1）运算速度快
计算机的运算部件采用的是电子器件，其运算速度远非其他计算工具所能比拟，“摩尔定律”每隔18个月提高一个数量级。
2）计算精度高
计算机的可靠性很高，差错率极低，一般来讲只在那些人工介入的地方才有可能发生错误。
3）存储容量大
计算机的存储性是计算机区别于其他计算工具的重要特征。
4）具有逻辑判断能力
借助于逻辑运算，可以让计算机作出逻辑判断，分析命题是否成立，并可根据命题成立与否采取相应的对策。
5）工作自动化
计算机内部的操作运算是根据人们预先编制的程序自动控制执行的。
6）通用性强
通用性是计算机能够应用于各种领域的基础，任何复杂的任务都可以分解为大量的基本的算术运算和逻辑运算。
大逻精通运动
分类：
根据处理的对象划分 模拟计算机、数字计算机和混合计算机
根据用途划分 专用计算机和通用计算机
根据规模划分 巨型机、大型机、小型机、微型机和工作站
家用的笔记本电脑属于数字通用微型机
1.2.3计算机的应用
1）科学计算（最早的应用）
科学计算是指科学和工程中的数值计算。
例：航天工程、气象、地震、核能技术、石油勘探和密码解译以及轨道计算等。
2）信息管理（最广泛的应用）
是指非数值形式的数据处理
例：应用于办公自动化、事务处理、情报检索、企业管理和知识系统、财务系统、学生信息管理系统等。
3）过程控制
又称实时控制，指用计算机及时采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动调节。航天、纺织、冶金，水电、石油，化工，工业制造应用。
4）计算机辅助系统
计算机辅助设计CAD
计算机辅助制造CAM
计算机辅助教育CBE
计算机辅助教学CAI
计算机辅助管理教学CMI
计算机辅助测试CAT
计算机集成制造系统CIMS
5）人工智能
人工智能是研究怎样让计算机做一些通常认为需要智能才能做的事情，又称机器智能。
例：机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等
6）计算机网络与通信
利用通讯技术，将不同地理位置的计算机互联，可以实现世界范围内的信息资源共享，并能交互式地交流信息。
7）多媒体技术应用系统
利用计算机、通信等技术将文本、图像、声音、动画、视频等多种形式的信息综合起来，使之建立逻辑关系并进行加工处理的技术。
8）嵌入式系统
以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件能灵活变化以适应所嵌入的应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。
早期主要应用于军事和航空航天等领域，后来逐步应用于工业控制、仪器仪表、汽车电子、通信和家用消费电子类产品等领域。
1.2.4计算机的发展趋势
1）巨型化
主要体现在功能上，巨型计算机用于国家的尖端科技领域，是衡量一个国家科学技术和工业发展水平的重要标志。
2）微型化
主要体现在体积上。
3）智能化
智能化是指使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力
4）网络化
网络化是指利用通信技术和计算机技术，把分布在不同地点的计算机及各类电子终端设备互联起来，按照一定的网络协议相互通信，以达到所有用户都可以共享软件、硬件和数据资源的目的。实际上是对联网计算机的所有资源的全面共享。
1.2计算机技术概论
1.2.1计算机的起源与发展
起源：
埃尼阿克ENIAC：第一台真正意义上的电子计算机。于1946年2月在美国的宾夕法尼亚大学正式投入运行，ENIAC共使用了约18800个真空电子管，重达30吨，功率174千瓦，占地约140平方米，用十进制计算，每秒运算5000次加法。
小结：
ENIAC：
1946年在美国正式投入运行
用十进制计算
没有今天的键盘、鼠标等设备
ENIAC为非存储程序控制的计算机
缺点：
没有存储器
用布线结板进行控制，运算速度低，效率也低
发展：
人们根据计算机采用的主要元器件（物理器件/电子元件/逻辑元件）的不同，将电子计算机的发展分为四代。
年代 名称 元件 语言 应用
第一代
1946~1956 电子管计算机 电子管 机器语言
汇编语言 科学计算
第二代
1956~1964 晶体管计算机 晶体管 高级程序设计语言 数据处理
第三代
1964~1971 集成电路计算机 中小规模集成电路 操作系统和会话式语言 广泛应用到各个领域
第四代
1971~现在 超大规模集成电路计算机 超大规模集成电路
计算机集成电路 面向对象的高级语言 网络时代
规模指的是集成度
世界上第一台投入使用的具有存储程序控制的计算机是英国人设计并制造的EDSAC
1.2.2计算机的特点及分类
特点：
1）运算速度快
计算机的运算部件采用的是电子器件，其运算速度远非其他计算工具所能比拟，“摩尔定律”每隔18个月提高一个数量级。
2）计算精度高
计算机的可靠性很高，差错率极低，一般来讲只在那些人工介入的地方才有可能发生错误。
3）存储容量大
计算机的存储性是计算机区别于其他计算工具的重要特征。
4）具有逻辑判断能力
借助于逻辑运算，可以让计算机作出逻辑判断，分析命题是否成立，并可根据命题成立与否采取相应的对策。
5）工作自动化
计算机内部的操作运算是根据人们预先编制的程序自动控制执行的。
6）通用性强
通用性是计算机能够应用于各种领域的基础，任何复杂的任务都可以分解为大量的基本的算术运算和逻辑运算。
大逻精通运动
分类：
根据处理的对象划分 模拟计算机、数字计算机和混合计算机
根据用途划分 专用计算机和通用计算机
根据规模划分 巨型机、大型机、小型机、微型机和工作站
家用的笔记本电脑属于数字通用微型机
1.2.3计算机的应用
1）科学计算（最早的应用）
科学计算是指科学和工程中的数值计算。
例：航天工程、气象、地震、核能技术、石油勘探和密码解译以及轨道计算等。
2）信息管理（最广泛的应用）
是指非数值形式的数据处理
例：应用于办公自动化、事务处理、情报检索、企业管理和知识系统、财务系统、学生信息管理系统等。
3）过程控制
又称实时控制，指用计算机及时采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动调节。航天、纺织、冶金，水电、石油，化工，工业制造应用。
4）计算机辅助系统
计算机辅助设计CAD
计算机辅助制造CAM
计算机辅助教育CBE
计算机辅助教学CAI
计算机辅助管理教学CMI
计算机辅助测试CAT
计算机集成制造系统CIMS
5）人工智能
人工智能是研究怎样让计算机做一些通常认为需要智能才能做的事情，又称机器智能。
例：机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等
6）计算机网络与通信
利用通讯技术，将不同地理位置的计算机互联，可以实现世界范围内的信息资源共享，并能交互式地交流信息。
7）多媒体技术应用系统
利用计算机、通信等技术将文本、图像、声音、动画、视频等多种形式的信息综合起来，使之建立逻辑关系并进行加工处理的技术。
8）嵌入式系统
以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件能灵活变化以适应所嵌入的应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。
早期主要应用于军事和航空航天等领域，后来逐步应用于工业控制、仪器仪表、汽车电子、通信和家用消费电子类产品等领域。
1.2.4计算机的发展趋势
1）巨型化
主要体现在功能上，巨型计算机用于国家的尖端科技领域，是衡量一个国家科学技术和工业发展水平的重要标志。
2）微型化
主要体现在体积上。
3）智能化
智能化是指使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力
4）网络化
网络化是指利用通信技术和计算机技术，把分布在不同地点的计算机及各类电子终端设备互联起来，按照一定的网络协议相互通信，以达到所有用户都可以共享软件、硬件和数据资源的目的。实际上是对联网计算机的所有资源的全面共享。