NOIP初赛复习(十五)计算机文化基础

计算机又称电脑,是一种能够快速而精确地进行信息处理的数字化电子设备。所谓“数字化”是指以数字化编码形式的信息作为加工对象;所谓“电子”是指组成它的物质基础主要是电子逻辑部件。

学习计算机的主要目的是应用。故在学习过程要从“学以致用”角度出发。注重计算机技术在实际生活中的应用,加强实际应用能力的训练。

世界第一台计算机:1946年2月,在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer),占地170平方米,重达30吨,18000个电子管,耗电150千瓦,保存80个字节,每秒5千次加、减法运算,价值48万美元。

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计算机的发展历史

第一代:电子管计算机(1946~1957)

逻辑元件:电子管
内存:延迟线或磁芯
外存:纸带、卡片或磁带
工作速度:几千~几万次/秒
软件:机器语言
应用:科学计算
代表机型:ENIAC
特点:体积庞大,运算速度低,成本高

第二代:晶体管计算机(1957~1964)

逻辑元件:晶体管
内存:磁芯
外存:磁带或磁盘
工作速度:几十万次/秒
软件:汇编语言
应用:事务管理及工业控制
代表机型:IBM 7000 系列
优点:体积小,寿命长,速度快,能耗少,可靠性高

第三代:集成电路计算机(1964~1971)

逻辑元件:中小规模集成电路(硅)
内存:半导体存储器
外存:磁带或磁盘
工作速度:几十万~几千万次/秒
软件:高级算法语言、操作系统
应用:计算、管理及控制
代表机型:IBM System /360
优点:体积更小、速度更快、能耗更小、寿命更长
发展特点:计算机设计出现了标准化、通用化、系列化的局面

第四代:大规模集成电路计算机(1971--现在)

逻辑元件:(超)大规模集成电路
内存:半导体存储器
外存:磁盘和光盘
工作速度:几百万~几千万次/秒
软件:操作系统和应用软件
应用:以计算机网络为特征
微型计算机属于第四代计算机

第五代:智能化计算机(未来)

主攻目标:让计算机具有人的听、说、读、写和思维推理能力。
神经网络计算机:用数据单元模拟人脑的神经元,并利用神经元结点的分布式存储和相互关联来模拟人脑活动。
生物计算机:使用蛋白分子为主要原料制成的生物芯片构成,存储能力巨大,而且以波的形式来传播信息。

计算机的发展趋势

1、巨型化(高性能):巨型化是指发展高速度,大存储容量和强功能的超级巨型计算机。
2、微型化:微型化主要是指计算机的体积进一步缩小和价格的进一步降低。
3、网络化:网络化主要是指将不同地点的计算机互联起来,实现资源的共享。
4、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,即使计算机成为智能计算机。
5、多媒体计算机:多媒体计算机就是利用计算机技术、通信技术和大众传播技术等来综合处理多种媒体信息的计算机。

我国计算机的发展状况

1953年开始研究,1958年我国研制出第一台电子数字计算机
1958 试制出晶体管计算机
1971 集成电路计算机
1974 小型系列化计算机
1983年每秒运行一亿次的银河巨型计算机在国防科技大学诞生
1992年研制成功每秒运行10亿次的“银河Ⅱ”巨型计算机
1994年4月正式加入INTERNET(全球最大的、开放的、有众多的网络相互连接而成的计算机网络,其基本的服务是实现索引服务),并出现了以“三金工程”(金桥、金关、金卡)为代表的全社会公用网络和行业专业网络
1996 国产联想电脑在国内微机市场销售量第一
1997年又研制成功每秒运行130亿次的“银河Ⅲ”巨型计算机
1997年4月26日,国内四大互联网相互连通,即中科院的中国科技网(CSTnet)、国家教育部的中国教育与科研网(CERnet)、中国互联网(CHINAnet)、电子部的金桥网(GBnet)
1998 中国微机销量达408万台,国产占有率高达71.9%
1999 研制成功神威计算机
2002年9月28日 中科院计算所宣布中国第一个可以批量投产的通用CPU“龙芯1号”芯片研制成功
2005年,“龙芯二号”正式亮相
2005年,联想收购IBM PC,百度在纳斯达克上市,阿里巴巴收购雅虎中国

计算机的主要特点

1、运算速度快

现在计算机的运算速度已达每秒几十万次到上百万次,大型计算机的运算速度甚至可达每秒千万次。我国研制成功的“银河计算机”,它的运算速度为每秒几十亿次。计算机的高速运算能力应用于天气预报、地质测量等高尖科技中。

常用的指标:主频、存储周期、运算速度。

2、计算精度高

计算机在进行数值运算时能够快速而精确的达到32位或64位。计算机的计算高精确度性使它运用于航空航天、核物理等方面。

3、具有逻辑判断能力

4、储存容量大

计算机的计量单位有:
最小单位:位( bit )
基本单位:字节( Byte )

5、程序控制下自动操作

计算机的常见分类

1、按工作原理分类:电子数字计算机、电子模拟计算机和数 模混合计算机
2、按应用分类:通用计算机和专用计算机
3、按规模分类:巨型机、小巨型机、大型机、中型机、小型机、 微型机
其中微型机又可分为台式机、笔记本、掌上机等
其中台式机也可分为两类:个人计算机和工作站
4、按一次传输和处理的二进制位数分类:8位机、16位机、32位机
5、原装机、兼容机、品牌机

计算机的主要应用

1、计算机的传统应用领域

科学计算:是计算机应用最早的领域。特点:计算量大,数值变化范围大。如弹道轨迹、天气预报、高能物理等。

信息处理:是计算机应用最广泛的领域。它是指计算机用于处理生产、经济活动、社会活动和科学研究中获得的大量信息。特点:输入输出数据量大而计算却很简单。如企业管理、物资管理、电算化等。

过程控制:计算机实时采集系统的信息,据此对系统的运行过程自动控制。如工业自动化控制,卫星飞行方向控制等。

2、计算机的现代应用领域

计算机辅助系统:
CAD——计算机辅助设计
CAM——计算机辅助制造
CAE——计算机辅助教育,包括:CAI—计算机辅助教学,CMI—计算机管理教学
CAT——计算机辅助测试
CS——计算机模拟

办公自动化(简称OA):是计算机通信与自动化技术相结合的产物,也是当代适用面最广的一类应用。
EDP(电子数据处理)——事务型系统
MIS(管理信息系统)——管理型系统
DSS(决策辅助功能)——决策型系统

3、娱乐休闲

计算机领域杰出人物

冯·诺依曼(美国):冯·诺依曼体系
阿兰·图灵(英国):图灵奖,专门奖励那些对计算机科学研究与推动计算机技术发展有卓越贡献的杰出科学家
姚期智(中国):2000年图灵奖获得者

姚期智,1946年12月生于上海,祖籍湖北省孝感市孝昌县,世界著名计算机学家,2000年图灵奖得主,中国科学院院士,美国科学院院士,美国科学与艺术学院院士。研究方向包括计算理论及其在密码学和量子计算中的应用。他在三大方面具有突出贡献:

1、创建理论计算机科学的重要次领域:通讯复杂性和伪随机数生成计算理论;
2、奠定现代密码学基础,在基于复杂性的密码学和安全形式化方法方面有根本性贡献;
3、解决线路复杂性、计算几何、数据结构及量子计算等领域的开放性问题并建立全新典范。

1967年获得台湾大学物理学士学位
1972年获得美国哈佛大学物理博士学位
1975年获得美国伊利诺依大学计算机科学博士学位
1975年至1986年曾先后在美国麻省理工学院数学系、斯坦福大学计算机系、加利福尼亚大学伯克利分校计算机系任助理教授、教授。
1987年获波里亚奖(George PolyaPrize)
1991年获古根海姆基金会研究学者奖(GuggenheimFellowship)
1996获高德纳奖(Donald E. KnuthPrize)
2000年因为对计算理论包括伪随机数生成、密码学与通信复杂度的突出贡献,美国计算机协会(ACM)把2000年度的图灵奖授予他。他成为图灵奖创立以来首位获奖的亚裔学者,也是迄今为止获此殊荣的唯一华裔计算机科学家。
2004年起在清华大学任全职教授。2005年出任香港中文大学博文讲座教授。
2005年,由姚期智主导并与微软亚洲研究院共同合作的“软件科学实验班”(后更名为“计算机科学实验班”,也被称为“姚班”)。
在清华大学先后创办计算机科学实验班(姚班)、理论计算机科学研究中心(ITCS)、交叉信息研究院(IIIS)和量子信息中心(CQI)。
2017年2月,姚期智教授放弃外国国籍成为中国公民,正式转为中国科学院院士,加入中国科学院信息技术科学部。

*文章为作者独立观点,不代表少儿编程网立场
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NOIP2017 作者
NOI官网发布了2017年全国青少年信息学奥林匹克联赛(NOIP2017)的报名通知。NOIP2017将于2017年10月及11月分别举行初赛和复赛,有意向参加比赛的考生,即日起至10月10日可报名。