《计算机的发展与应用》.ppt

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1、计算机的发展与应用 授课年级：高一级 授课教师：师永军 学 校：秦安县第三中学了解计算机的产生和发展历史；了解计算机的产生和发展历史；了解计算机的应用领域与功能。了解计算机的应用领域与功能。教学目标：教学目标：了解计算机特点；了解计算机特点；教学重难点：教学重难点：难点：难点：计算机具体应用的不同领域。计算机具体应用的不同领域。重点：重点：发展过程中每一阶段的主要电子元件发展过程中每一阶段的主要电子元件 一、人类早先的计算工具：人类最初用手指计人类最初用手指计算，因为人有两只手，算，因为人有两只手，十个手指头。用手指头十个手指头。用手指头计算固然方便，但不能计算固然方便，但不能存储计算结果。于

2、是人存储计算结果。于是人们用结绳记事来延长记们用结绳记事来延长记忆能力。忆能力。到了春秋时到就出现了到了春秋时到就出现了算筹。算筹是我国古代算筹。算筹是我国古代最早用来计数和计算的最早用来计数和计算的工具，一般是由十几厘工具，一般是由十几厘米长的竹签制成，用它米长的竹签制成，用它摆成不同的形式来表示摆成不同的形式来表示不同的数。不同的数。欧洲直到欧洲直到欧洲直到欧洲直到1 17 7世纪世纪世纪世纪才出现计算尺和才出现计算尺和才出现计算尺和才出现计算尺和机械式计算机。机械式计算机。机械式计算机。机械式计算机。一、人类早先的计算工具：到了唐朝已经有了到了唐朝已经有了至今仍在使用的计至今仍在使用的计

3、算工具算工具算盘。算盘。珠算是我国人民独珠算是我国人民独特的创造。特的创造。科技的发展推动了计算机的产生和进步。科技的发展推动了计算机的产生和进步。计算机基本运算部件发展从机械齿轮、电子管、计算机基本运算部件发展从机械齿轮、电子管、晶体管、集成电路向超大规模集成电路发展。晶体管、集成电路向超大规模集成电路发展。迄今为止，计迄今为止，计算机发展经历算机发展经历了四代。了四代。二、计算机及其发展：数手指、摆石头、打草结数手指、摆石头、打草结 算盘算盘 手摇式计算机手摇式计算机无法满足人们的需求无法满足人们的需求电子计算机电子计算机计计数数工工具具 意义：它把科学家从奴隶般的计算中解放出意义：它把科

4、学家从奴隶般的计算中解放出来，它的问世，标志着电子计算机是的的到来，来，它的问世，标志着电子计算机是的的到来，它的出现具有划时代的意义。它的出现具有划时代的意义。1946年年2月世界上第一台电子计算机月世界上第一台电子计算机ENIAC(埃尼阿克）（电子数字积分计算机）埃尼阿克）（电子数字积分计算机）在美国的宾夕法尼亚大学诞生。它采用电在美国的宾夕法尼亚大学诞生。它采用电子管作为计算机的基本元件，由子管作为计算机的基本元件，由18000多个多个电子管，电子管，1500多个继电器，多个继电器，10000多只电多只电容器和容器和7000多只电阻构成，占地多只电阻构成，占地170m2，重量重量30吨，

5、每小时耗电吨，每小时耗电30万千瓦万千瓦,是一个庞是一个庞然大物，每秒能进行然大物，每秒能进行5000次加法运算。次加法运算。当当时仅仅用于军事和科研工作，解决数学计时仅仅用于军事和科研工作，解决数学计算问题。算问题。1955年年10月切断电源，服役月切断电源，服役9年年多。多。计算机的发展1946电子管计算机1957晶体管计算机1964集成电路计算机1972大规模集成电路计算机1.1.第一代计算机第一代计算机（1946-1958）采用电子管作为逻辑元件，用阴极射线管或汞延迟线作主存储器，外存采用电子管作为逻辑元件，用阴极射线管或汞延迟线作主存储器，外存主要使用纸带、卡片等，程序设计主要使用机

6、器指令或符号指令，应用领主要使用纸带、卡片等，程序设计主要使用机器指令或符号指令，应用领域主要是科学计算。当时的运算速度为域主要是科学计算。当时的运算速度为5千千3万次每秒。万次每秒。特点：体积大，笨重，运算速度慢。特点：体积大，笨重，运算速度慢。电子管埃尼阿克 采用晶体管代替了电子管，主存储器均采用磁芯存储器，磁鼓和磁盘开始用采用晶体管代替了电子管，主存储器均采用磁芯存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的外存储器，程序设计使用了更接近于人类自然语言的高级程序设计语言，作主要的外存储器，程序设计使用了更接近于人类自然语言的高级程序设计语言，计算机的应用领域也从科学计算扩展到了事务处理、工程设计等多个

7、方面。计算机的应用领域也从科学计算扩展到了事务处理、工程设计等多个方面。特点：体积小、寿命长、功耗小，运算速度快、可靠性特点：体积小、寿命长、功耗小，运算速度快、可靠性高。高。第二代计算机晶体管2.2.第二代计算机第二代计算机（1959-1964）1954年美国贝尔年美国贝尔实验室建成世界上第实验室建成世界上第一台晶体管计算机一台晶体管计算机TRADIC。开始了第。开始了第二代计算机的发展。二代计算机的发展。2.2.第二代计算机第二代计算机（1959-1964）3.3.第三代计算机第三代计算机（1965-1970）采用中小规模的集成电路块代替了晶体管等分立元件，半导体存储器逐步取采用中小规模的

8、集成电路块代替了晶体管等分立元件，半导体存储器逐步取代了磁芯存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，计算机也进代了磁芯存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，计算机也进入了产品标准化、模块化、系列化的发展时期，计算机的管理、使用方式也由手入了产品标准化、模块化、系列化的发展时期，计算机的管理、使用方式也由手工操作完全改变为自动管理，使计算机的使用效率显著提高。工操作完全改变为自动管理，使计算机的使用效率显著提高。特点：运算速度更快、体积更小、价格更低、功能更强、特点：运算速度更快、体积更小、价格更低、功能更强、性能更可靠。性能更可靠。第三代计算机集成电路 1964年研制

9、出计算机历史上最年研制出计算机历史上最成功的机型之一成功的机型之一IBM S/360。S/360极极强的通用性适用于各方面的用户，它强的通用性适用于各方面的用户，它具有具有“360度度”全方位的特点，并因全方位的特点，并因此得名。此得名。IBM为此投入了为此投入了50亿美元的亿美元的研发费用，远远超过制造原子弹的的研发费用，远远超过制造原子弹的的20亿美元。亿美元。IBM360成为第三代电脑成为第三代电脑的标志性产品的标志性产品。4.4.第四代计算机第四代计算机（1971-至今）至今）使用大规模和超大规模集成电路，主存储器均采用半导体存储器，主要的外存储器是使用大规模和超大规模集成电路，主存储

10、器均采用半导体存储器，主要的外存储器是磁带、磁盘、光盘，微处理器和微型计算机诞生。多媒体技术和网络技术的广泛应用，让磁带、磁盘、光盘，微处理器和微型计算机诞生。多媒体技术和网络技术的广泛应用，让计算机深入到社会的各个领域。计算机深入到社会的各个领域。特点：运算速度更快、存储容量更大、体积更小、功能特点：运算速度更快、存储容量更大、体积更小、功能更强、造价更低、可靠性更强。更强、造价更低、可靠性更强。第四代计算机大规模集成电路1982年年IBM个个人计算人计算机机 1976年苹果计年苹果计算机：集成电路的算机：集成电路的发展，计算机开始发展，计算机开始了小型化的历程。了小型化的历程。计算机发展四

11、个阶段比较：发展阶段基本元件运行速度第一代计算机19461957电子管几千次/秒至几万次/秒第二代计算机19581964晶体管几万次/秒至几十万次/秒第三代计算机19651970中小规模集成电路几十万次/秒至几百万次/秒第四代计算机1971年至今大规模、超大规模集成电路几百万次/秒至几亿次/秒或更高三、计算机发展的另外一种划分：客户机/服务器互联网以1964年诞生的ENIAC为标志，只适用于国家及军事部门、大企业或名牌大学。以1959年DEC公司推出的PDP-1小型机为标志，能满足中小企事业单位的信息处理要求。又称PC机（Personal Computer），以1977年苹果公司推出的Appl

12、eII微型机为标志，适用于个人和家庭。以20世纪70年代出现的局域网为标志。自1969年美国国防部的阿帕网（ARPANET）运行以来，计算机网络开始发展，1991年6月我国第一条与国际互联网连接的专线建成，它从中科院高能物理研究所连接到美国斯坦福大学的直线加速中心。？微型机大型机小型机四、计算机的特点与应用领域：1.1.计算机的特点：计算机的特点：v运算速度快、精度高；v存储容量大、记忆能力强；v具有逻辑判断功能；v自动化程度高。请小组交流讨论，列举几个学习和生活中使用计算机的例子。总结计算机的应用领域。思考探究2.2.计算机的应用：计算机的应用：科学计算（数值计算）计算机辅助技术人工智能其他

13、应用过程控制 计算机高速、精确和连续运算的能力，能实现科学研究计算机高速、精确和连续运算的能力，能实现科学研究和工程计算计算中非常复杂、运算量非常大的科学计算问题。和工程计算计算中非常复杂、运算量非常大的科学计算问题。数据处理 计算机强大的数据处理和信息检索功能，应用于办公自计算机强大的数据处理和信息检索功能，应用于办公自动化（动化（OA）、计算机辅助管理与决策、影视动画设计和会）、计算机辅助管理与决策、影视动画设计和会计电算化等。计电算化等。工业上，实现生产流水线等自动化控制；科学研究上，工业上，实现生产流水线等自动化控制；科学研究上，实现卫星飞行方向控制。实现卫星飞行方向控制。计算机辅助设

14、计（计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（）、计算机辅助制造（CAM）、）、计算机辅助测试（计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助教学（）、计算机辅助教学（CAI）等。）等。模拟人的智能去处理一些事情，完成某项工作。模拟人的智能去处理一些事情，完成某项工作。日常生活中的应用，如家用电器、电子玩具、存储资料、日常生活中的应用，如家用电器、电子玩具、存储资料、获取信息等。获取信息等。五、未来计算机：未来计算机将是微电子技术、光学技术、超导未来计算机将是微电子技术、光学技术、超导技术和电子仿生技术相互结合的产物。技术和电子仿生技术相互结合的产物。六、课堂练习：v1.世界上第一台计算机是哪一年在哪个

15、国家诞生的？该计算世界上第一台计算机是哪一年在哪个国家诞生的？该计算机运算能力如何？机运算能力如何？1946年年2月诞生于美国，运算速度每秒月诞生于美国，运算速度每秒5000次。次。v2.计算机的主要特点有哪些？计算机的主要特点有哪些？运算速度快、精度高；运算速度快、精度高；存储容量大、记忆能力强；存储容量大、记忆能力强；具有逻辑判断功能；具有逻辑判断功能；自动化程度高。自动化程度高。v3.计算机的主要应用领域有哪些？计算机的主要应用领域有哪些？科学计算（数值计算）；科学计算（数值计算）；数据处理；数据处理；过程控制；过程控制；计算机辅助技术，计算机辅助技术，人工智能；人工智能；其他应用。其他

16、应用。七、课堂小结：七、课堂小结：1.迄今为止，计算机经历了迄今为止，计算机经历了4个主要发展阶段，个主要发展阶段，分别以电子管、晶体管、集成电路、大规模和分别以电子管、晶体管、集成电路、大规模和 超大规模集成电路为电子元件。超大规模集成电路为电子元件。2.随着技术的不断发展，计算机的信息处理能力已成随着技术的不断发展，计算机的信息处理能力已成为信息技术的核心，广泛应用于各个领域。为信息技术的核心，广泛应用于各个领域。八、课后作业：1.目前世界上运行最快的计算机是什么？去处目前世界上运行最快的计算机是什么？去处能力怎样？我国计算机发展的现状？能力怎样？我国计算机发展的现状？2.展开想像，展开想像，利用网络利用网络,查找资料查找资料,设想设想30年后年后,计算机将在我们的生活中发挥怎样的作用计算机将在我们的生活中发挥怎样的作用?