1.2 了解计算机在线视频

同学们好

我是云南艺术学院的杜文博教师

这节课我们来简单的讲述一下计算机的发展历程

世界上最早的计算工具是春秋战国时期的算筹

然后是唐朝的算盘

这些是手动式计算器

一直到现在算盘都还在用

再到后面的计算尺

加法器和计算器

但是这些计算的速度都是非常慢的

当年祖冲之计算圆周率到小数点后7位是大概花了15年的时间

中国在研制第一颗原子弹的时候

当时是有数百位科学家在大礼堂里面打算盘的

大家可以想象一下当时那个宏伟的场面

以及不绝于耳算盘声

我们通过这个例子

我们知道

科学计算的数据量是非常大的

如果要靠人为去进行计算

需要花几小时、几天、几个月甚至几年

那么当你通过这么长的时间

把结果计算出来以后

可能你这个结果已经失去意义了

没有时效性

那么在这样一个

迫切需要解决科学计算问题的背景下

就有人开始动脑经思考了

能不能由机器代替人脑进行计算呢

于是就有了最开始的差分机

分析机再到后面的ABC计算机

ENIAC电子计算机

EDVAC计算机

一直发展到我们现在所使用计算机的阶段

在1946 年

美国宾夕法尼亚大学教授

莫克利和他的研究生埃克特

研制的世界上公认的第一台计算机

电子数字积分计算机ENIAC

这是一台非常庞大的电子设备

它由18000个电子管组成

重达30吨

占地170m2

启动工耗达到150000瓦

ENIAC最大的缺点有2个

1、没有存储器

只有用电子管做的寄存器

仅仅能寄存10个数码

2、用布线接板进行控制

当需要更换计算题目时

得重新焊接连线

很费时间

计算速度也就被这一工作抵消了

所以ENIAC的发明仅表明了计算机的问世

对以后研制的计算机没有什么影响

同一时期

ENIAC 项目组的一个美籍匈牙利研究人员

冯·诺依曼

开始研制他自己的离散变量自动电子计算机

其主要设计理论是采用二进制

和存储程序方式

也就是说

计算机中的指令和数据都以二进制形式

存储在计算机内部

并且能自动执行指令

同时设计了计算机硬件由运算器

控制器、存储器、输入设备和输出设备

五大部分组成的结构

因此人们把该理论称为冯·诺依曼体系结构

并将其沿用至今

冯·诺依曼也被誉为“现代电子计算机之父”。

随着世界上第1台计算机的诞生

也就标志着计算机时代的来临

那么我们

从ENIAC的诞生

到现在计算机一共被分为4个时代

第1代 电子管计算机

从1946年到1957年

它采用的核心元器件是真空电子管

而软件采用机器语言和汇编语言

主要用于科学计算

这时候的计算机体积大、功耗高、寿命短

而且价格昂贵、使用和维护都很困难

第二代 晶体管计算机

从1958年到1964年

它采用的核心元器件是晶体管

而软件采用高级语言

主要用于数据处理和工业控制

晶体管不仅能实现电子管的功能

又具有体积小、寿命长

效率高、功耗低等优点

第三代

中小规模集成电路计算机

从1965年到1970年

它开始采用小规模/中规模集成电路（SSI/MSI）

而软件采用高级程序设计语言

操作系统

这一代计算机除了可以用于工业控制

数据处理外

还开始大量用于文字处理

图形处理

相对于晶体管计算机它体积更小

运算速度更快

每秒几十万到几百万次运算

还成本低

第四代 大规模/超大规模集成电路计算机

从1971年到至今

它采用了大规模/超大规模集成电路

而软件采用数据库管理系统

网络管理系统

这一代计算机应用于社会的各个领域

现在计算机逐步走向微型化

性能大幅提升的同时软件也越来越丰富

为网络化创造了条件

同时计算机逐渐开始走向人工智能化

并采用了多媒体技术

具有听、说、读和写等功能 

那么接下来我们来了解一下计算机的应用领域

1科学计算

即通常所说的数值计算

是指利用计算机来完成科学研究和工程设计中

提出的一系列复杂的数学问题的计算

由于计算机具有较高的运算速度

对于以往人工难以完成甚至无法完成的数值计算

例如工程设计

气象预报

卫星轨道计算等

目前基于互联网的云计算

甚至可以体验每秒10万亿次的超强运算能力

2数据处理和信息管理

是指对大量的数据进行分析

加工和处理等工作已开始使用计算机来完成

那么这些数据不仅包括所谓的“数”

还包括文字

图像和声音等数据形式

因此被广泛应用于电子商务

企业的财务管理

资料和人事档案的文字处理等

3过程控制

它也被称为实时控制

它是指利用计算机对生产过程和其它过程

进行自动监测

以及自动控制设备工作状态的一种控制方式

被广泛应用于各种工业环境中

并取代人

在危险、有害的环境中作业

不受疲劳等因素的影响

并可完成人类所不能完成的有高精度

高速度和高强度要求的操作 

4人工智能

也是是我们常提到的AI

是指设计智能的计算机系统

让计算机具有人才具有的智能特性

让计算机模拟人类的某些智力活动

例如“学习”“识别图形和声音”

“推理过程”和“适应环境”等

目前人工智能主要应用在智能机器人

医疗诊断、故障诊断和经营管理等方面

5计算机辅助

是指利用计算机协助人们完成各种设计工作

主要包括计算机辅助设计（CAD）

计算机辅助制造（CAM）

计算机辅助工程（CAE）

计算机辅助教学（CAI）

和计算机辅助测试（CAT）等

6多媒体技术

是指通过计算机对文字

数据、图形、图像、动画和声音等

多种媒体信息进行综合处理和管理

使用户可以通过多种感官

与计算机进行实时信息交互的技术

多媒体技术拓宽了计算机的应用领域

使计算机广泛应用于教育

广告宣传

视频会议

服务业和文化娱乐业等领域

对于我们艺术类院校的同学们来说

计算机辅助和多媒体技术的学习与应用尤为的重要和迫切

好了

我们下节课再见