计算机基础（第二版）最新章节_鲍鹏著

任务一
认识计算机的发展和特点

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微课

情景导入

小龙是一名中职计算机专业高一年级学生，从入校接触计算机专业相关知识以来，特别是在参观了本专业校企合作单位巨蟹影视传媒公司后，小龙对计算机的认识发生了极大转变，以往只了解计算机有看电影、打游戏等基础功能，现在了解到计算机不仅有处理和分析大量数据的能力，还有实现虚拟现实场景等的强大功能。小龙在感叹计算机功能强大的同时，心里暗下决心一定要学好计算机专业知识。他首先想了解是谁发明了这么伟大的计算机，计算机又是如何一步一步发展到现在的。

任务目标

1.了解计算机的产生和发展历史；

2.掌握计算机的基本特点；

3.了解计算机的发展趋势和应用领域。

知识链接

一、计算机的发展

第二次世界大战期间，艾伦·麦席森·图灵应召到英国外交部通信处从事军事解密工作，为了破译德军强大的加密系统，图灵带领英国工程师托马斯·哈罗德·弗劳尔斯，组成50人的团队研制出“CO-LOSSUS（巨人）机”，成功破解了德军的密码，图灵成为计算机逻辑的奠基者。作为当时的最高机密，这一贡献一直到多年后才公布，有史学家认为，巨人机的研制成功改变了第二次世界大战的进程。

1946年2月14日，世界第一台通用电子数字计算机“ENIAC（埃尼阿克）”（图1-1-1）在美国宾夕法尼亚大学诞生。数学家冯·诺依曼的设计思想在其中起到了重要作用，所以他被称为“现代计算机之父”。

图1-1-1 计算机“ENIAC”

阅读有益

1956年，中国科学院计算机技术研究所成立。1957年，由研究所张梓昌高级工程师领衔的科研团队正式开始研制电子计算机。在第二年研制出每秒2 500次运算速度的电子计算机，命名为103机，标志着我国第一台通用数字计算机的诞生，为我国计算机的发展奠定了扎实的基础。

根据计算机使用的电子器件，将计算机发展分为四个阶段，见表1-1-1。

表1-1-1 计算机的发展阶段

随着科技高速发展，计算机涉及领域越来越广，并朝着巨型化、微型化和智能化方向发展。从目前的研究方向来看，未来计算机可能会在量子计算机、生物计算机、光子计算机等方面取得新的进展。

二、计算机的特点

1.运算速度快

计算机的运算速度一般以每秒钟能够执行多少条指令来进行衡量。CO-LOSSUS机能够自动执行逻辑运算；ENIAC已经达到了每秒钟运算5 000次的速度，是手工运算速度的近20万倍；而现在普通计算机的运算速度大概在每秒几十亿次至几千亿次之间。目前，各国都在研制超级计算机，根据2023年世界超级计算机排名，排名第七的中国“神威·太湖之光”（图1-1-2）的运算速度可达每秒12.54亿亿次。

图1-1-2 中国超级计算机——“神威·太湖之光”

2.具有强大的记忆存储能力

计算机的存储器能够存储大量数据，使得信息在时间上能够延续而不消失，方便人们在需要的时候随时查阅。

3.具有判断能力

计算机除了能够对数据进行计算、处理，还能够进行分析、判断，所以计算机也广泛应用于信息检索、图形识别等领域。例如，Alphago与围棋世界冠军进行“人机大战”（图1-1-3），通过分析对手每一步棋的后续招数，选取胜率最大的方式落子。

图1-1-3 Alphago VS围棋世界冠军

4.自动化

一般的机器设备需要人工操作来完成工作。计算机的自动功能虽然也是通过预先设置好的程序来实现，但由于计算机具有记忆存储功能，因此只需要设置一次，以后都能自动运行，不需要再进行人工操作。例如，工业自动化生产（图1-1-4）是通过计算机预先设置好各种程序来进行，我们只需要按下启动按钮，机器就能自动完成生产工作。

图1-1-4 工业自动化生产

5.计算精度高

计算机不仅运算速度快，而且运算精度高。例如，计算圆周率（图1-1-5），人工计算的圆周率一般只能达到小数点后几百位，而通过计算机的超高精度计算，圆周率可以精确到小数点后62.8万亿位。

图1-1-5 圆周率

做一做

列出计算机各项特点对应到生活中的应用。

三、计算机应用领域及发展趋势

计算机已经飞速发展半个多世纪，计算机的应用领域也越来越广泛，对各行各业的发展都有积极的推动作用，目前计算机的应用正朝着以下几个领域发展。

1.云计算

云计算（图1-1-6）其实并不是一种全新的技术，而是一种网络应用的新概念。云计算是以互联网为核心，结合软件、硬件等多种资源提供的一种服务，具有虚拟化、可靠性高、规模庞大等特点。它听起来好像很陌生，但其实与人们的生活联系紧密，如在线办公、百度网盘等。

图1-1-6 云计算

2.大数据

大数据（图1-1-7）是指无法在一定时间内用常规软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合。大数据技术是指利用某种技术，快速从各种各样的大数据中获取有价值信息的手段。大数据具有数据多样性、价值密度低、速度快、数据量大等特征。

图1-1-7 大数据

3.人工智能

人工智能（图1-1-8）在1956年被正式提出，并从20世纪70年代以来被称为世界三大尖端技术之一。它是用于研究如何使计算机能够模拟人类的思维的一门科学。随着智能概念的普及，人工智能越来越受到人们的重视，并在机器人、智能控制、专家系统、程序设计、仿真系统等领域得到了充分的利用。

图1-1-8 人工智能

4.物联网

物联网（1-1-9）最早在1995年由比尔·盖茨提出，而我国中科院在1999年也展开了相关研究。物联网是指通过射频识别、红外感应器、激光扫描器等传感设备，按照统一约定的协议，把物品与网络连接，实现任何时间、地点、物、人的信息交换和通信，实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络，是目前计算应用领域不可或缺的一部分。