计算机基础

null 计算机基础知识 计算机基础知识主要内容主要内容第一讲 走近计算机世界：昨天和今天 第二讲 改变世界的神族：计算机家族 第三讲 仿生学的杰作：计算机的组成 第四讲 拥抱世界非神话：因特网及其应用 第五讲 想说爱你不容易：安全技术浅谈 如何学习计算机 中英文输入法第一讲 走近计算机世界：昨天和今天第一讲 走近计算机世界：昨天和今天给我一个支点， 我将撬动地球。 ——阿基米德给我一个支点， 我将撬动地球。 ——阿基米德阿基米德（Archimedes） 公元前287年－前212年，伟大的古希腊哲学家,数学家、物理学家 认识计算机计算机 其英文名称是computer，顾名思义：用于计算的机器。 认识计算机null在电子计算机之前，人类用于计算的辅助工具有：算盘，手摇计算机（机械式，主要由机械齿轮组成），大型微分分析仪等。最早研制电子计算机，是为了解决科技进步特别是军事应用方面的问题。电子计算机之前的计算机电子计算机之前的计算机1944年， IBM公司的总裁沃森出资100万， 并派出4名工程师， 协助海军军械局霍德华·艾肯 （H.Aiken）博士，在哈佛大学研制成功著名的“MarkⅠ”计算机。MarkⅠ属于电磁式计算机，又称“自动序列受控计算机” ，由3000多个继电器构成。该机器长约15米，高约2.4米，自重达到31.5吨， 运算速度为每秒钟做1次加法。 世界上第一台电子计算机世界上第一台电子计算机诞生于1946年2月的世界上第一台电子计算机，是为美国陆军计算枪炮火力表而研制。每张火力表需要计算数百条弹道，一条飞行时间为60秒的弹道，手摇计算机20小时，大型微分分析仪15分钟。军方要求每天计算机6张火力表。 ENIAC (埃尼亚克)ENIAC (埃尼亚克)这台名为 ENIAC (电子数字积分计算机的缩写）的机器，使用18800个电子管，1500多个继电器，耗电150千瓦，占地170平方米，重达30吨，可谓“庞然大物”也。电子计算机时代的到来电子计算机时代的到来ENIAC由美国宾夕法尼亚州立大学莫尔学院设计研制，价值40多万美元，运算速度5000次/秒。今天看来，其运算速度低得可怜(稍高档的计算器即可达到)，而在当时，计算一条弹道时间缩短为30秒。它运算两小时，相当于一个物理学家100年的手工计算，不能不说是一个划时代的事件——表明了电子计算机时代的到来。 计算机史计算机史从1946年到今天，计算机技术已经经历了四次革命性的变化（四代），一代比一代体积缩小，功能增大，价格下降。第一代（1946-1958） 第一代（1946-1958） 电子技术，核心元件电子管，几千次/秒，用于军事与科学研究。第二代（1959-1963） 第二代（1959-1963） 半导体技术，核心元件晶体管，几十万次/秒，用于科学计算、数据和事务处理 。第三代（1964-1970） 第三代（1964-1970） 固体物理技术，核心元件中小规模集成电路，在几平方毫米单晶硅片上集成十几个至上百个电子元件；几十万至几百万次/秒；用于各个科学领域 。第四代（1971至今） 第四代（1971至今） 核心元件大规模和超大规模集成电路(如“奔腾4处理器”包含4200万个晶体管)；上千万次至上亿次/秒；进入现代社会各个领域。 超大规模集成电路应用的直接结果是微型计算机的诞生。 计算机时代已经来临计算机时代已经来临今天，计算机已经进入现代社会几乎一切领域。从登月飞行、战略武器、石油勘探、中长期天气预报，到书报排版印刷、影视动画效果、远程教学，到日常生活的许多细小方面——自动洗衣机、电视机的遥控器、高档音响选曲系统……电脑这个有史以来最伟大的人造精灵简直是无处不在！ 总之，计算机时代已来临，以致在上个世纪未就有人预言，在21世纪，不懂计算机将成为“新文盲”。一次震动世界的棋赛… …一次震动世界的棋赛… …北京时间1997年5月12日凌晨4时50分，国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫与美国IBM公司的“深蓝”下的第六盘决胜局中，仅走了19步就投子败北——当“深蓝”将棋盘上的兵走到C4位置时，卡斯帕罗夫推枰认输，“深蓝”以3.5:2.5的优势取得了胜利(先后6场比赛中，“深蓝”二胜三平)。 那么“深蓝”是何许人也？卡斯帕罗夫又是何许人也？深蓝与卡斯帕罗夫深蓝与卡斯帕罗夫“深蓝”是美国IBM公司生产的一台超级国际象棋电脑，重1270公斤，有32个大脑（微处理器），每秒钟可以计算2亿步。人们给“深蓝”输入了一百多年来优秀棋手的对局两百多万局。 国际象棋史上划时代的人物、俄罗斯国际象棋特级大师卡斯帕罗夫（1963年4月13日 出生）是人类有史以来最伟大的棋手，在国际象棋棋坛上他独步天下，无人能出其右，在逻辑性推理方面堪称全人类最杰出者。前世界冠军卡尔波夫号称是唯一能与其抗衡的棋手，但在两人交战史上，每次都是卡斯帕罗夫取胜。可是，在临近世纪末的1997年，孤独求败的卡斯帕罗夫不得不承认自己输了，而战胜他的是一台没有生命力、没有感情的电脑。余波未平…余波未平…也许这是一件偶然的事件，可是，这场“巨人”与“巨机”的大战也使人类看到了一个自己不愿看到的结果：人类的工具终于有一天会战胜自己。 这次造成震动的历史事件结束后，在全球引起的议论是广泛的，讨论不但在国际象棋层次，还在科技与人类文明、未来学和人工智能学、对技术可能统治人类的恐惧等层次进行，甚至上升到伦理学和哲学的高度，以致还曾出现不大不小的恐慌言论。这一切连网上的文章资料也是多不胜数，不知能出几本书了。而且至今余热未褪。 更新消息……更新消息……新华网报道：国际象棋特级大师卡斯帕罗夫与电脑软件棋手“小深”（Deep Junior ）惊心动魄的“人机大战”2003年2月７日在纽约降下帷幕。在总共六局比赛中，双方各一胜一负，另有四局打成平手，同积３分，不分伯仲。此次与“小深”对阵，卡斯帕罗夫“使出了标志性的攻击棋路”。３９岁的卡斯帕罗夫在赛后表示，能够与“小深”最终战平他感到“相当满意”。这位俄罗斯人透露，最后一场决胜局比赛，曾令他回想起１９９７年大战“深蓝”时的危险场面。当时，卡斯帕罗夫正是在关键的最后一场比赛中败北，最终在总比分上输给了“深蓝”。 卡斯帕罗夫说，这次他的惟一目标就是保证“不要输”。他声称，虽然“小深”比“深蓝”更强大，但自己在比赛中从来没有真正落于下风。“我只输了一场，而且那还是因为一个非常非常可怕的错误，”卡斯帕罗夫说，“但这并不意味着机器打败了我”。  卡斯帕罗夫与“小深”对战莆田市公安局计算机培训卡斯帕罗夫与“小深”对战资料：以色列科学家开发的软件棋手“小深”每秒能思考3000万步棋并能以更接近人类棋手的方式对奕，曾连续三次在国际象棋计算机大赛中夺冠，人称电脑“棋王”，近两年在与人类棋手的比赛中它还未尝败绩。  中国人机大战：美女棋后 VS紫光之星中国人机大战：美女棋后 VS紫光之星新华网北京2004年6月12日电 “美女棋后”诸宸12日晚再次负于“紫光之星”笔记本电脑，从而在国内第一次国际象棋“人机大战”中以0:2的比分完败。 本次“人机大战”总共进行两盘，参赛的棋手是国际象棋特级大师、曾夺得女子世界冠军的诸宸，电脑棋手是国内第一款采用64位CPU的笔记本电脑“紫光之星”。在8日进行的首盘比赛中，诸宸超时告负。诸宸做客搜狐谈人机大战诸宸个人简历 诸宸个人简历 姓名：诸宸 性别：女 生日：1976年3月13日 国家：中国 身高：166CM 血型：B 星座：双鱼座 爱好：看书、艺术、音乐、体育等 学棋：7岁开始学棋。 学历：现就读清华大学经管系本科 出生地：浙江温州市 籍贯：浙江兰溪市 Email：info@zhuchen.com 称号：男子和女子国际特级大师 2001年女子国际象棋冠军※诸宸的教练徐俊大师如是说…诸宸的教练徐俊大师如是说…“机器是不知疲倦的，而人的精力有限，总有发昏的时候。作为棋手，人是有弱点可寻的，下过的棋盘和学习过的棋盘都是有限的；作为电脑，可以存储的精确数据是无限的。在诸宸与电脑对弈的过程中，我就认为电脑胜券在握了。” ※据介绍，“紫光之星”存储了200多万盘棋谱，包括诸宸所有的棋谱。 计算机联网时代计算机联网时代未连网前的计算机系统——“信息孤岛”。 计算机网络是计算机技术和数据通信技术紧密结合的产物。 所谓“计算机网络”，通俗地讲，就是将地理位置不同的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件（“在控制下”）实现网络中资源共享和数据交换的系统。 因特网：全世界计算机联合起来! 信息时代 信息时代 今天，信息已成为三大基础资源之一：农业社会仅仅以物质这一种资源进行手工生产，工业革命使人类充分开发、利用物质和能源两种资源，依靠机械化、自动化，创造了极其灿烂的物质精神文明的工业社会。随着以计算机技术、通信技术、网络技术为代表的现代信息技术的飞速发展，人类社会正在阔步迈向信息社会。信息成为当今现代社会的新的基础资源。人们通过开发、利用物质、能源和信息三种资源，创造出机械化、自动化和智能化的社会技术系统体系，从而造就前所未有的丰富的人类财富。第二讲 改变世界的神族：计算机家族第二讲 改变世界的神族：计算机家族美国休斯顿：太空飞船发射控制中心 美国国家航空与宇宙航行局约翰逊空间中心1969年美国阿波罗登月飞船宇航员所用的机载导航计算机重量为31公斤，主存储器仅能保存2000个字符的数据，位于地面的发射控制计算机也只能存储一百万个字符，而造价高达400万美元，体积庞大，几乎占据一个大房间。美国休斯顿：太空飞船发射控制中心 美国国家航空与宇宙航行局约翰逊空间中心飞速发展的计算机技术飞速发展的计算机技术今天你用几千元人民币购买的个人计算机处理能力是1969年阿波罗登月发射控制计算机的上千倍，存储容量则是它的几百倍。体积之小，可以放在办公桌的桌面上，甚至可以放在掌心。索尼公司展示 新型掌上电脑计算机系统的分类计算机系统的分类根据其体积大小和处理能力，通常可分为 超级计算机（巨型机） 大型计算机 图形工作站 微型计算机（个人电脑） 微控制器（单片机）超级计算机（巨型机）超级计算机（巨型机）最快和性能最高的计算机。通常配备有上百个到上千个处理器，运算速度可达几万亿次/秒。目前世界上最快的集群超级计算机运算速度为每秒7.6万亿次浮点运算，预计04年初将出现100万亿次的超级计算机。 主要用于研究，如世界性气象预报和气侯现象分析、石油勘探、飞机设计、裂变核武器系统评定等。 价格：≥1000万美元（国外） ≥1000万人民币（国产） 我国国产超级计算机三大系列： 银河系列、曙光系列、深腾系列曙光公司与曙光系列超级计算机曙光公司与曙光系列超级计算机曙光公司是以国家"863"重大成果为基础的股份制企业，以中科院计算所、国家智能计算机研究开发中心和国家高性能计算机工程中心强大的技术和人才为后盾，是国内唯一一家从万元到千万元全系列服务器产品的供应商。曙光已经进入国产服务器前三甲，成为最有影响力的服务器品牌之一。 李国杰 曙光信息产业有限公司 董事长 中国科学院技算技术研究所 所长 中国工程院 院士 曙光公司的技术背景曙光公司的技术背景中科院计算所是中国信息产业科学研究的“国家队”，计算所肩负着中国信息产业科研工作“领头雁”的任务，主要进行国家基础性、战略性、前瞻性研究工作。 1990年3月建立的国家智能计算机研究开发中心是在863-306主题专家组的领导下，为实现国家高技术计划在计算机领域的关键目标而组建的研究开发实体，其宗旨是发展计算机高技术，实现高性能计算机产业化。 国家高性能计算中心（合肥）1996年7月建立。曙光3000超级服务器 曙光3000超级服务器 国家863计划的重大项目曙光3000超级服务器于2000年12月研制成功，通过了国家科技部组织的验收，并于2001年2月通过了专家鉴定。。 曙光3000是一种通用的超级并行计算机系统，是目前性能最高的国产超级服务器之一。它兼顾大规模科学计算、事务处理和网络信息服务。系统峰值浮点运算速度为每秒4032亿次，内存总容量为168GB，磁盘总容量为3.63TB。它具有先进的机群体系结构。由70台节点计算机组成，共280个处理机。系统提供三套连接网络，用做高速并行计算、文件传输、系统管理、接待用户请求。另外,还有两套串行网络，用于监控系统的各种状态。曙光3000超级服务器的性能 曙光3000最高运算速度达每秒4032亿次，256个处理机，内存总量达168GB。16个处理机的曙光3000每天可实现80亿次的页面点击。8个处理机的系统每天可收发七千万封电子邮件。4个处理机的系统每天可处理三百万次事务。128个处理机工作，48小时的精确天气预报只需1小时38分钟。64个处理机工作，一个月的气候预报仅用15分钟。16个处理机做某油田291口井135年的油藏模拟只需17小时，在国内所有计算机包括进口计算机中第一次达到实用水平。 曙光3000超级服务器的性能 曙光3000超级服务器整机图曙光3000超级服务器整机图曙光3000是中国基因研究进度的保证曙光3000是中国基因研究进度的保证位于北京顺义的北京华大基因研究中心，承担了人类基因组1%测序的任务；就在这里，“入住”了两台全国为数极少的曙光3000巨型计算机。03年2月12日人类基因组图谱正式公布以后，这里成了世人关注的焦点。 生物信息中心主管黄小兵介绍，由于长期超负荷地运转，在我国所承担的人类基因组１％测序任务“完成图”已近尾声之时，每秒运行120亿次、日处理3GB数据的曙光2000也光荣地退居二线。“曙光2000在其它领域可能会运转得很正常，但在华大已经是不堪重负。不得不一下定购了两台曙光3000。”中国最快的超级计算机: 曙光4000A中国最快的超级计算机: 曙光4000A2003年7月23日，曙光公司与中科院计算所国家智能计算机研究开发中心宣布，将建造中国第一台运算速度超过每秒10万亿次的超级计算机——曙光4000A 。 曙光公司总裁历军介绍，曙光4000A采用2192颗主频2.4G的64位AMD Opteron 800处理器，计算节点为512个，单个节点均为2U－4路的64位高性能计算机，该机拥有高达2256G的内存容量，30TB磁盘容量和基于多级交叉开关的高速互连网络，运算峰值超过每秒10万亿次，建成后，不仅将是中国最快的超级计算机，也将是世界上最快的集群式超级计算机。 03年12月15日，曙光公司在京宣布，全球运算速度最快的商品化高性能计算机——10万亿次曙光4000A诞生，同时与用户——上海超级计算中心签署协议。曙光4000A将落户上海超算中心，负责网格的海量信息计算及数据吞吐工作，担当起中国国家网格主机的繁重任务。曙光4000A将成为我国信息长河中当之无愧的“三峡大坝”。 曙光4000A超级计算机曙光4000A超级计算机代号为“红色网格”，2192颗CPU， 2256G的内存容量，运算峰值超过每秒10万亿次…银河系列超级计算机的摇篮：国防科学技术大学银河系列超级计算机的摇篮：国防科学技术大学国防科学技术大学是一所直属中央军委的综合性大学。肩负着为全军培养高级科学和工程技术人才与指挥人才，培训高级领导干部，从事先进武器装备和国防关键技术研究的重要任务。国防科技大学是全国重点大学。学校前身是1953年创建于哈尔滨的中国人民解放军军事工程学院，简称“哈军工”。 学校座落在古城长沙 ，学校按照“面向军队，面向国防、立足前沿、突出重点、加速转化”的科研方针，在先进武器装备和国防关键技术研究方面，取得了以银河系列巨型计算机等为代表的3000多项成果 。银河亿次巨型计算机 银河亿次巨型计算机 1983年研制成功银河亿次巨型计算机，使我国成为能研制巨型机的少数几个国家之一，该成果荣获特等国防科技成果奖。银河-Ⅱ十亿次巨型计算机 银河-Ⅱ十亿次巨型计算机 1992年研制成功的银河-Ⅱ十亿次巨型计算机，被列为1992年全国十大科技成果之首。江泽民题词：“攻克巨型机技术，为中华民族争光”。中央军委也授予国防科技大学计算机研究所“科技攻关先锋”荣誉称号。“银河全数字仿真-Ⅱ”计算机 “银河全数字仿真-Ⅱ”计算机 1985年研制成功的第一台银河全数字仿真计算机为“长二捆”运载火箭的研制成功发挥了重要作用。1993年又研制成功了“银河全数字仿真-Ⅱ”计算机，整体技术指标达到国际先进水平，标志着我国计算机仿真技术已跨入世界先进行列。“银河”系列巨型机其他成员“银河”系列巨型机其他成员1997年6月，银河-III超级计算机研制成功。中国成为世界上少数几个能研制和生产大规模并行计算机系统的国家之一。银河III采用分布共享存储结构，峰值性能达到每秒130亿浮点运算。 1999年11月，银河-IV型巨型机开始研制。 2002年11月19由国防科技大学计算机学院研制的新一代“银河”高性能实时仿真计算机系统在长沙通过技术鉴定。试运行期间，曾成功地对航天运载火箭及多个重大任务的控制系统进行了多次实时仿真试验。97年银河-III 百亿次机联想集团与深腾系列超级计算机联想集团与深腾系列超级计算机联想集团成立于1984年，由中科院计算所投资20万元人民币、11名科技人员创办，到今天已经发展成为一家在信息产业内多元化发展的大型企业集团。2002财年营业额达到202亿港币，目前拥有员工12000余人，于1994年在香港上市。2002年内，联想电脑的市场份额达27.3％，从1996年以来连续7年位居国内市场销量第一，至2003年3月底，联想集团已连续12个季度获得亚太市场（除日本外）第一；2002年第二季度，联想台式电脑销量首次进入全球前五，其中消费电脑世界排名第三。 深腾1800：首次闯入世界超级计算机 全球TOP500排行榜的中国超级计算机 深腾1800：首次闯入世界超级计算机 全球TOP500排行榜的中国超级计算机 中国生产的超级计算机第一次进入高性能计算TOP500排名是在2002年11月，就是由联想集团研制成功具有自主知识产权核心技术的三台万亿次超级计算机——“深腾1800”，实际运算速度达到每秒1.046万亿次，在2003年6月排名第51位、98位和299位。20组机柜、526个高性能“奔腾4”型 CPU、1800多个小型风扇、近7000米网线、实测性能达到每秒1万亿次浮点运算…… 02年8月29日，联想集团和中科院数学与计算所联合召开新闻发布会，宣布了一个喜人的消息：我国首台万亿次计算机诞生了。 深腾6800：4亿次的精彩深腾6800：4亿次的精彩03年12月9日，科技部携手联想集团在京宣布，由联想研制的国家网格主节点“深腾6800”超级计算机通过鉴定，研制成功。它使用了265个IA64结点，1060个主频为1.3GHz的英特尔安腾2处理器，内存总容量达2.2TB，磁盘总容量为81TB。 在03年TOP500排行榜中，深腾6800运算速度居第14位。 只需要4分之一的性能就可以轻松预测出北京奥运会场周边在未来36个小时内的天气状况，而现在的计算机需要花费40个小时才能实现这点；可以支持同时100多亿次的网站点击，而悉尼廖运会期间官方网站的点击量不过90亿次。可以实现这些功能的是一台不普通的超级计算机——联想深腾6800，而这些不过是一些小功能，深腾的主要功能正如联想总裁杨元庆表示的一样“人们已经非常习惯于打开开关就获得照明，打开水龙头就有水自动流出，而完全不必考虑电力、自来水是从什么地方来的，它们只是在需要的时候自然地出现在人们身边。那么，我们是不是能够以同样的方式来获得和使用复杂的IT资源呢？网格技术的出现为这一设想提供了可能，深腾就是网格应用的三峡水电站。”世界超级计算机 全球TOP500排行榜 世界超级计算机 全球TOP500排行榜 世界超级计算机TOP500排名，是由国际专业超级计算机性能的组织——“TOP500”倡导发起的。该组织于1993年成立，每年6月和11月各发布一次全世界已安装并在使用的运算速度最快的前500台超级计算机的排名，截至到2003年6月27日为止，已经进行了21届。 到2003年6月排名第一的是NEC公司的Earth-Simulator/ 5120超级计算机 ，运算速度达到35.86万亿次。最新报道 中国超级计算机跻身世界十强 最新报道 中国超级计算机跻身世界十强 新华社北京2004年6月22日电 综合新华社驻洛杉矶记者司久岳、驻柏林记者刘向报道：美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室21日公布了最新的全球超级计算机500强名单，中国曙光计算机公司研制的超级计算机“曙光4000A”排名第十。这是中国超级计算机首次跻身世界十强。 曙光公司为上海超级计算中心研制的“曙光4000A”，采用了美国芯片制造商AMD制造的2560枚Opteron芯片，运算速度可达每秒8.061万亿次。据报道，“曙光4000A”除中央处理器和LINUX平台系统外，其他部件都使用了自己的技术。这也是此次500强排名中惟一跻身前十名的非美国和日本研发的超级计算机。null这次500强排名中，日本NEC公司为日本地球模拟中心制造的超级计算机“地球模拟器”仍居首位，其运算速度为每秒35.86万亿次，这已是它连续三年蝉联冠军。第二位是由美国加利福尼亚数字公司研制的速度为每秒19.94万亿次的“雷鸣”，第三位是美国惠普公司研制的速度为每秒13.88万亿次的“ASCIQ”。在前十名中，美国继续占据绝对优势，除了排名第一和第七的两台日本超级计算机和排名第十的中国超级计算机外，其余全部为美国产品。其中，国际商用机器公司(IBM)研制的超级计算机分别居第四、第六和第八位。另外，在前500名超级计算机中，IBM的产品占224台，惠普公司的产品为140台，体现了美国在超级计算机领域的实力。 全球超级计算机500强评选始自1993年，每半年评选一次。评选由美国劳伦斯·伯克利国家实验室、田纳西大学和德国曼海姆大学共同完成。 “深腾6800”排名第26“深腾6800”排名第26在去年11月公布的上次全球超级计算机500强名单中，中国联想集团为中科院建造的“深腾6800”，曾以每秒4.1万亿次的运算速度排名第14，当时也是除美国和日本产品以外速度最快的超级计算机。在这次排名中，“深腾6800”排名第26。名次后退的原因之一是英国和德国也分别推出了速度高达每秒6.1万亿次和5.5万亿次的超级计算机。 IBM : 将为美能源部造世界最快超级计算机 IBM : 将为美能源部造世界最快超级计算机 2002年11月19日，IBM公布了两台目前世界上运算速度最快计算机的制造计划，这是蓝色巨人和美国能源部达成的一项价值2亿9000万美元合同的一个组成部分。IBM官员指出，这两台超级计算机联合起来的计算处理能力将超过目前世界上计算能力最强的500台超级计算机的总和。 IBM将提供的第一台超级计算机名为ASCI Purple，它的运算速度将达到每秒100万亿次，即每秒100兆次浮点计算的水平。这台计算机被视为深蓝(Deep Blue)的直系後裔。ASCI Purple将在2004年交付使用，届时能源部的国家原子能安全管理署将使用ASCI Purple来模拟美国原子武器的老化及其处理过程。 第二台超级计算机目前被命名为Blue Gene/L，它的计算能力将明显超过ASCI Purple，达到每秒360万亿次的水平，预计在2005年交付使用。能源部计划把这台计算机供各个国家实验室使用，用於武器、生物技术和高能爆炸的模拟计算。 世界计算机制造业的 蓝色巨人 世界计算机制造业的 蓝色巨人IBM，即国际商业机器公司，1914年创立于美国，是世界上最大的信息工业跨国公司，目前拥有全球雇员 30万多人，业务遍及 160 多个国家和地区。2000年，IBM公司的全球营业收入达到八百八十多亿美元。 在过去的八十多年里，世界经济不断发展，现代科学日新月异，IBM 始终以超前的技术，出色的管理和独树一帜的产品领导着信息产业的发展，保证了世界范围内几乎所有行业用户对信息处理的全方位需求。早在1969年，阿波罗宇宙飞船载着三名宇航员，肩负着人类的使命，首次登上了月球；1981年哥伦比亚号航天飞机又成功地飞上了天空。这两次历史性的太空飞行都凝聚着IBM无与伦比的智慧。IBM：计算机业的霸主IBM：计算机业的霸主“IBM的历史就是一部计算机的历史” ，这是许多最初接触计算机的时候听说的一句话。这是一个很奇特也很强大的公司，从螺丝钉键盘鼠标到CPU硬盘内存到大型机巨型机，它都可以制造，从软件到硬件到服务，它都可以提供。 IBM是全球IT第一巨头，在过去半个多世纪中遥遥领先，与第二名拉开极大的距离，人称“蓝色巨人”。长久以来，IBM就是计算机的代名词。IBM无论在美国国内，还是在世界上，都取得了极大的成功，有着极其深远的影响。美国《时代周刊》称：“IBM的企业精神是人类有史以来无人堪与匹敌的……没有任何企业会像IBM公司这样给世界产业和人类生活方式带来和将要带来如此巨大的影响。”就连比尔·盖茨也不得不承认：“IBM才是计算机行业的真正霸主，毕竟是它一手栽培了我。” Mainframe computers 主机（大型/中型/小型机）Mainframe computers 主机（大型/中型/小型机）包括通常说的大、中、小型计算机。 运算速度几千万次/秒，价值几万～几百万美元。主要用于银行、航空公司、保险公司、邮购商店、高校和税收局等。IBM z 系列z900 服务器IBM z系列z990服务器国产大中型计算机国产大中型计算机中科院计算技术研究所国家智能机中心研制的每秒200亿次的曙光2000型超级服务器图形工作站图形工作站80年代初期出现，是一种价格昂贵、功能强大的桌面计算机，主要供工程师们、科学家们、特效设计师们使用，如设计飞机机身、研制处方药品、影视特效制作等。 图：IBM图形工作站微型计算机微型计算机又称为“个人计算机” （ PC机），可以放置在桌面上，或可以出行携带。通常有： Desktop (台式机) Notebook（笔记本机） Personal digital assistant (PDA) (个人数字助理) 台式机与笔记本电脑台式机与笔记本电脑多媒体 电脑多媒体 电脑一台普通电脑，配上声卡、音箱、光盘驱动器等，不但可以进行各种运算和数据处理，还可播放或制作各种影视和音乐节目，称为“多媒体电脑”。声卡和音箱声卡和音箱微控制器（单片机）微控制器（单片机）亦称为“嵌入式”、“专用型”或“隐藏式”计算机。微控制器实际上是安装在各种智能设备（如电脑控制的微波炉、袖珍计算器等）中的微型计算机芯片（通常称为“单片机”）。 价格一般在几～几十美元。实例：SST89C58单片机实例：SST89C58单片机正面背面第三讲 仿生学的杰作：计算机的组成第三讲 仿生学的杰作：计算机的组成从外观看 从外观看 组成：显示器+主机箱+键盘 显示器：CRT彩显（14”,15”，17”）/液晶 主机箱（主机板/各种电子器件/电源系统/存储系统） 键盘：输入操作命令 现代多媒体电脑通常还有：鼠标、音箱等。从功能结构看从功能结构看输入设备 （键盘、鼠标、手写板等） 输出设备（显示器、打印机、音箱等） 存储器 - 内部存储器（内存） 集成电路芯片 ROM（只读存储器）+RAM（随机存取存储器） - 辅助存储器（外存） 软盘/硬盘/光盘（CD-ROM）/磁带 输入/输出设备+辅助存储器 称“外部设备”（外设） 中央处理器（CPU）芯片 内部集成了计算机中最重要的两个部件（运算器和控制器），是计算机本身的“大脑”。计算机的结构示意图计算机的结构示意图中央处理器由 控制器和运算器组成计算机工作原理示意图计算机工作原理示意图输入设备主存储器辅助存储器输出设备运算器控制器输入输出程序 原始数据运算结果指令数据线控制信号线对照一下人进行某项运算时的情况对照一下人进行某项运算时的情况　　　　大　脑 （控制器）·控制·计算、判断（运算器）·记忆细胞（内部存储器）眼、耳等手、口等笔记本、手册等解题方法 (事先学习） 题目提供答案输入输出输入设备输出设备外部存储器主机箱主机箱计算机的控制中心由主机箱中的数据处理和主存储设备组成。 主板主板主板CPU插座内存插槽null莆田市公安局计算机培训计算机的结构示意图计算机的结构示意图中央处理器 信息处理和系统控制CPU ( Central Processing Unit ) 中央处理器CPU ( Central Processing Unit ) 中央处理器CPU是计算机控制和处理数据以产生信息的计算元件。在微型计算机中，CPU是一块大约1.5英寸见方、封装有成千上万个晶体管的集成电路芯片，称为“microprocessor”（微处理器), 简记 MPU。CPUCPUPentium Pentium III CPU与主板Intel的CPU系列产品Intel的CPU系列产品Intel公司的Pentium系列CPU 标准版 Pentium 3 Pentium 4 简化版 赛扬（Celeron） Pentium C4 服务器版 至强（Xeon） 笔记本版 Pentium M个人计算机用Intel公司MPU谱系个人计算机用Intel公司MPU谱系 X86谱系： 8086 80286 80386 80486 Pentium 奔腾 Pentium MMX 多能奔腾 Pentium Pro 高能奔腾 Pentium II 奔腾二代 Pentium III 奔腾三代 Pentium IV 奔腾四代 Itanium 安腾 从Pentium II开始，每一代又分为 标准版 简化版 (celeron) 服务器版 (xeon) 笔记本版 (M) 目前家用电脑最新的仍为Pentium Ⅳ（P4），CPU芯片谱系CPU芯片谱系 286 386 486 Pentium Pentium Pro Pentium II Pentium III 型号标识 Pentium 133 MMX Pentium 4 1.8G 奔腾奔腾II代奔腾III代Pentium MMX (多能奔腾）Celeron （赛扬）CPU主频 单位为MHz或GHz （决定CPU的运行速度）高能奔腾CPU型号 （决定CPU的性能档次）目前流行的CPU芯片 为Pentium Ⅳ（P4）， 即奔腾四代处理器AMD的CPU系列产品AMD的CPU系列产品AMD公司的”龙”系列CPU 毒龙(Duron)系列 低档机用(相当于赛扬) 速龙(Athlon)系列 64位速龙(Athlon)系列 Athlon64 移动速龙 Athlon -MPowerPC系列CPUPowerPC系列CPU美国”苹果”电脑使用CPU APPLE电脑与POWER PCAPPLE电脑与POWER PCAPPLE公司早期的Apple系列（小苹果）计算机是采用Ｍotorola公司的MC680X0系列CPU。 APPLE公司后期的MAC系列（大苹果）计算机是采用PowerPC系列CPU。龙芯：中国之“芯”龙芯：中国之“芯”无“芯”：曾经是无法愈合的痛无“芯”：曾经是无法愈合的痛中央处理器（CPU）是IT产业的核心脑髓，美国是世界经济的中枢系统，全球计算机上的通用CPU几乎都出自美国，这已成为了中国IT产业长期以来一个无法愈合的痛。痛定思痛，中国IT产业试图发展自主CPU的冲动从未停息。 15个月，中科院计算所一群平均年龄不到30岁的年轻人终结了中国计算机产业“无芯”的尴尬历史。※ 首颗“中国芯”：龙芯1号首颗“中国芯”：龙芯1号03年9月28日，中科院在北京长城饭店召开盛大的发布会，宣布我国第一款商品化的通用高性能CPU——拥有自主知识产权的“龙芯”1号研制成功，并可大批量生产。 “龙芯”1号最高主频达到266MHZ。 龙芯1号：中国IT不再无“芯”龙芯1号：中国IT不再无“芯”基于0.18微米CMOS工艺的龙芯一号32位通用微处理器的投片成功，标志着我国在现代通用微处理器设计方面实现了“零”的突破， 打破了我国长期依赖国外CPU产品的无“芯”的历史，也标志着国产安全服务器CPU和通用的嵌入式微处理器产业化的开始。※ 神州龙芯：倩影一瞥神州龙芯：倩影一瞥龙芯1号：优势与应用龙芯1号：优势与应用龙芯是由中科院计算机所和神州龙芯公司共同开发的，芯片的芯核只有钥匙孔大小，却集成了近400万个晶体管。神州龙芯负责人说，龙芯1号的定点和浮点运算速度最高超过每秒2亿次，与奔腾2芯片性能大致相当。龙芯1号的目标并不是替代英特尔奔腾芯片，而是用于网络计算机、终端和信息家电等产品。 神州龙芯公司说，他们的产品和国外同等产品相比，价格会低20％以上，而性能上有独到优势，龙芯芯片的硬件设计可以抵御许多类型的黑客和病毒攻击，安全性高，功耗低。龙芯2号：性能超P2过P3赶P4龙芯2号：性能超P2过P3赶P4中科院计算所承担设计开发的CPU（中央处理器）龙芯2号已经研发成功，其实物于03年12月20日在中科院计算所的成果汇报日期间首次公开亮相。 目前的龙芯2号最高频率为300MHz，功耗1W～2W，成品率约为80%左右。通过使用相关测试对龙芯2号的性能分析表明，相同主频下龙芯2号的性能已经明显超过PII，达到PIII的水平,设计人员称龙芯2号的设计SPEC CPU2000分值可达到300分以上,设计频率在500MHz以上.性能可与1GHz以上的PIII或PIV的性能相当。 龙芯2号：性能与应用龙芯2号：性能与应用04年龙芯2号将达到500MHz@0.18mm性能水平。 龙芯2号是我国自主研制的可用于桌面和笔记本PC的通用CPU，其主要应用目标是Linux桌面PC、安全服务器、网络防火墙等，其低功耗的版本也可以用于NC、无盘工作站等瘦客户机。 龙芯2号主设计师胡伟武※ 龙芯2号主设计师胡伟武※ 关于龙芯：路还很远…关于龙芯：路还很远…据中科院龙芯2号处理器的负责人透露，龙芯2号是国家863软硬件项目中投资最大的一个项目，要求在2004年中期，用0.18微米的工艺，实现主频500MHz、SPEC CPU 2000测试分值超过300的64位通用CPU芯片。这和1GHz的PIII或PIV性能差不多，如果能够研制成功，对付一般的商用或办公娱乐是绝对不成问题，但由于知识产权标准限定问题，龙芯不能使用微软英特尔垄断的X86体系，也就意味国产CPU没办法安装通用的Windows平台。 面临的最大问题都是商用化，因为中国企业不够强大，资金投入捉襟见肘，在市场上声音不够国外巨头大。龙芯1号研制成功后，仅仅生产了1万块，可以说，只是一个实验室的产品。 计算机的结构示意图计算机的结构示意图内部存储器 临时存放CPU工作时处理的信息、程序和中间结果主存储器（内存）主存储器（内存）主存储器又称为“内存”，是一种用于临时存储的工作存储器，用来存储需要马上由CPU处理的数据和程序，可以将它理解为计算机的“工作区”或“办公桌区”。主存储器存储容量的大小决定了每次数据处理量的大小和程序的运行规模和复杂程度。 和CPU一样，主存储器也是一种集成电路芯片，断电时，存储在其中的所有数据和程序将全部消失，故称为“易失的”(volatile)存储器。所以在计算机中还需要一种所谓“辅助存储器”（如磁盘、磁带等）来存储数据和信息。内存(memory)内存(memory)地址：存储单元的编号 两类内存： ROM（只读存储器） 特点：所存数据只能读出（调用），不能用一般的方法修改； 断电数据不会丢失 用途：一般用于存放系统信息 RAM（随机存取存储器） 特点：新进旧出，断电数据全部丢失 null笔记本机用256M内存普通内存条安装在主板上的内存条内存大小对电脑运行影响很大。目前家用电脑内存的标准配置为： 256MB DDR型内存null计算机的结构示意图计算机的结构示意图输入设备 把用户输入变成计算机内部信息输入设备输入设备功能 接受数据并将其转换为适合于计算机处理的形式。 常见输入设备 鼠标打描仪键盘扫描仪扫描仪手写板手写板计算机的结构示意图计算机的结构示意图输出设备 把处理好的计算机内部变成用户可以识别的形式输出设备输出设备功能 将计算机处理产生的信息转换为用户可以识别和使用的形式。 硬考贝输出 输出的图文通过打印机、绘图机等印制在纸面等，用户可以取走。 软考贝输出 输出的图文通过显示器显示在屏幕上，或输出音响通过音箱播放，用户可以观看和欣赏，但无法取走。输出设备面面观输出设备面面观null针式打印机喷墨打印机激光打印机nullCRT (阴极射线管) 显示器LCD (液晶) 显示器CRT显示器与认证标准CRT显示器与认证标准电脑显示器的辐射会对人体造成一定的伤害，普通显示器它不可避免产生电磁辐射，当达到一定强度时，将对人体产生负面效应，导致头疼、失眠、记忆衰退、血压升高或下降、心脏出现界限性异常等症状。如果在电磁辐射超强度的环境下长期作业，严重的可能引起部分人员流产、白内障，甚至诱发癌症。电磁波对眼睛的伤害也是很大的，轻则引起一般性视疲劳，眼睛胀痛、流泪或者头痛恶心；重则引起眼肌性视疲劳，最常见的是导致外影斜，此外，也是白内障、干眼病的诱导因素。 国际上的标准主要有MPR II和TCO两种。目前大多数显示器厂商所说的防辐射是指MPR II。 MPR II和TCO认证标准MPR II和TCO认证标准MPR诞生于1987年，是瑞典技术委员会就电磁辐射对人体健康的影响而推出的一个，现己成为国际标准。于l990年推出的MPR II主要限制显示器在使用中产生的磁场强度等，提供了多项显示器标准，包括闪烁度、跳动、线性、光亮度、反光度及字体大小等，尤其对超低频和甚低频辐射进行了最大的限制、已成为一种比较严格的电磁辐射标准，所有符合此标准的显示器一般都可称为“超低辐射”。现在生产的显示器一般都已经通过MPR II认证。 TCO标准是由瑞典劳工联盟提出的，用于规范显示器的电子和静电辐射对环境的污染。TCO规范的各种测试标准比MPR-II更加严格。而只有在生态学、能源学、辐射、人体工程学和电气安全性等五大方面都符合TCO标准，才能通过TCO相应版本的认证 。面向计算机设备的四代TCO标志面向计算机设备的四代TCO标志 TCO认证是目前显示器行业通行的一种国际认证标准,并得到全球一致认可。目前常用的有TCO92、TCO95和TCO99。其中TCO92与MPR-II相似、但标准稍高一些。 2002年11月，TCO’03标准正式推出,它除了环境保护、节省能源、电磁辐射、人体工学和电气安全性等方面提出了更高的要求, 还对于使用者最关心的亮度、表面反射、图像稳定性、辐射、环保等方面制定了更严格的标准。 null由于TCO认证在我国并不是强制的准入认证，而且也并不是所有的显示器厂家对这个感兴趣（因为会增加成本），于是就有很多厂商在搞一些文字上面的游戏，利用消费者对认证指标的不了解欺瞒消费者，最明显的例子就是用“符合” TCOXX的这种极易误解字眼迷惑消费者，或者那自家标成的指标和TCO的一些参数作比较，声称远超过TCO的要求。 可通过显示器上TCO标志来判断是否符合TCO认证标准。 计算机的结构示意图计算机的结构示意图辅助存储器 以文件形式长期存放各种程序和数据Secondary Storage Hardware (辅助存储器)Secondary Storage Hardware (辅助存储器)功能 以相对长久的(“非易失”)的方式存储数据和程序。即断电时所存内容不会丢失。 常见辅助存储器类型有： 软磁盘（diskette or floppy disk） 硬磁盘 ( hard disk ) 磁带 ( magnetic tape ) 光盘 ( optical disks )外部存储器外部存储器软磁盘 3.5〃盘，5.25 〃盘 现代微机一般使用1.44MB的3.5〃盘 盘上写保护缺口封上时，可读可写 盘上写保护缺口露出时，只能读不能写 软盘是外存，软盘驱动器（drive)是I/O设备 硬磁盘 既是外存，又是输入输出设备软磁盘和硬磁盘软磁盘和硬磁盘软磁盘与硬磁盘：盘片软磁盘与硬磁盘：盘片null新型存储器：闪存（U盘）新型存储器：闪存（U盘）拥有512MB闪存的超酷MP3 闪速存储器(Flash memory)具有掉电后信息保留的特点，又可以在线写入(写入前自动擦除)，并且可以按页连续字节写入，读出速度高。光存储器只读光盘（CD-ROM） CD-ROM是外存，CD-ROM驱动器或 DVD-ROM驱动器是I/O设备 CD-ROM的存储容量一般在650MB左右。 以上外存中，存取速度最快是硬盘，其余依次是光盘、软盘、磁带。 各种存储器中，存取速度最快的则是内存。光存储器光盘和光盘驱动器光盘和光盘驱动器磁带及磁带机磁带及磁带机通信设备通信设备功能 用于计算机之间和计算机网络(networks)之间的连接，以实现软硬件资源的共享。 为了使计算机的数字信号能够通过传统的铜芯电话线路传送，需要配备一种叫做Modem的通信设备将其转换模拟信号。上网之“灵猫”：调制解调器上网之“灵猫”：调制解调器第四讲 拥抱世界非神话：因特网及其应用第四讲 拥抱世界非神话：因特网及其应用10年前，因特网的开发本是为了给科学家之间的合作提供一种工具；10年后，它却改变了世界… 10年前，因特网的开发本是为了给科学家之间的合作提供一种工具；10年后，它却改变了世界… 冷战的副产品?冷战的副产品?从某种意义上，Internet可以说是美苏冷战的产物。 这样一个庞大的网络，它的由来，可以追溯到1962年。 翻开美国人写的关于互联网发展历史的书，或者从互联网上查找这方面的资料，都少不了提起1957年10月4日苏联发射的第一颗人造地球卫星“Sputnik I”。这颗卫星重约80公斤，差不多每天都要在美国人的头顶上飞过一次。喜欢“恶作剧”的苏联人似乎觉得这一颗卫星还不过瘾，仅仅在一个月之内，1957年11月3日，第二颗人造地球卫星“Sputnik II”又上天了。这颗重达500公斤的卫星，甚至还带了一只名叫”Laika”的6公斤重的短毛小狗进入太空做实验。第一颗人造地球卫星“Sputnik I”第一颗人造地球卫星“Sputnik I”1957年10月4日，前苏联在拜科努尔发射场发射了世界上第一颗人造地球卫星，并被送入轨道，人类从此进入了利用航天器探索外层空间的新时代。 第一颗卫星的设计和制造，主要由前苏联著名的火箭和宇航设计师科罗廖夫领导的试验设计局完成。卫星由镀铬合金制成，重83.6公斤，外表呈圆球形，直径58厘米，轨道远地点为986.96公里，近地点为230.09公里，每96分钟绕地球一周。卫星载有两部无线电发报机，通过安置在卫星表面的4个天线，发报机不断地把最简单的信号发射到地面。世界各地许多无线电爱好者当时都接收到了这一来自外空的信号。第一颗人造地球卫星在近地轨道上运行了92个昼夜，绕地球飞行1400圈，总航程6000万公里。太空狗“莱卡”太空狗“莱卡”不甘落后的美国人不甘落后的美国人在此期间，同样处在社会主义阵营中的毛泽东主席率中国代表团访问了苏联。他在一次会上曾经不无讥讽地说：美国人有什么了不起？苏联老大哥把人造地球卫星抛上了天，美国人哪怕抛个山药蛋上去给我看看。 敏感的美国人把苏联的卫星看作是对自己技术落后的严重警告，当然要急起直追。1958年1月31日，他们终于把“山药蛋”给抛了上去。然而，与美国普通百姓听到的卫星上天的“喜讯”不同，技术专家们都非常清楚，这颗象征意义远远大于实际意义的人造地球卫星“Explorer I”，的的确确只是一个“山药蛋”！比起苏联此前发射的卫星，美国的“Explorer I”实在是小得可怜。这颗卫星只有8公斤，其重量也许还不如苏联第二颗卫星中携带的狗！ 通信网络：美国人的软肋通信网络：美国人的软肋美国军队的通信网络也令人担忧。尽管这些网络按照当时的标准是高水平的，但是，这种由中央控制的网络从一开始就先天不足：稍有常识的人都会想到，只要摧毁这种网络的中心控制，就可以摧毁整个网络。因此，在这个意义上，军队通信联络的网络化程度越高，受到破坏的可能性也就越大。更何况这种网络在原子弹面前是如此脆弱，很可能用一颗原子弹就可以切断整个美国军队的联系。 美国军队的威信和权威，甚至自信心，一下子降到了最低点。 阿帕网：Internet之先驱阿帕网：Internet之先驱1962年，美国国防部为了保证美国本土防卫力量和海外防御武装在受到苏联第一次核打击以后仍然具有一定的生存和反击能力，认为有必要设计出一种分散的指挥系统：它由一个个分散的指挥点组成，当部分指挥点被摧毁后，其它点仍能正常工作，并且这些点之间，能够绕过那些已被摧毁的指挥点而继续保持联系。为了对这一构思进行验证，1969年，美国国防部国防高级研究计划署（DOD/ DARPA）资助建立了一个名为ARPANET（即“阿帕网”)的网络，这个网络把位于洛杉矶的加利福尼亚大学、位于圣芭芭拉的加利福尼亚大学、斯坦福大学，以及位于盐湖城的犹它州州立大学的计算机主机联接起来，位于各个结点的大型计算机采用分组交换技术，通过专门的通信交换机（IMP）和专门的通信线路相互连接。这个阿帕网就是Internet最早的雏形。Internet：简史从头看前身系69年由美国防部高级研究计划管理局(DARPA) 研制的ARPANet。 最初是由西部四所大学计算机组成的广域网 72年，50余所大学和研究所加入 技术发展——军事用途淡化 85年在美国家科学基金组织 (NFS) 和各大学推动下，逐渐形成今日之Internet。Internet：简史从头看Internet：世界变小了Internet 是一个非常独特的全球性计算机网络，从理论上讲，它不属于任何机构与个人，也没有任何机构或个人对它进行管理和协调，而是由用户自行管理，有关Internet的任何活动都是自发的。它把世界上许多独立存在的计算机网络通过一套独特的指令系统连通起来，使得网络中所拥有的巨大的信息资源听令于世界上每个角落的使用者。 意义：世界变小了——人类之间相互交流不再有国界、地域之别 开创了一个全新的信息时代——全球资源共享， “足不出户而知最新之天下大事”。Internet：世界变小了CNNIC：“因特网之中国网管”CNNIC：“因特网之中国网管”97年6月3日，国务院信息化工作领导小组办公室在京宣布中国互联网络信息中心(CNNIC)工作委员会成立——一个非营利性的管理和服务机构，行使国家互联网络信息中心的职责——并授权中科院计算机网络信息中心承担CNNIC的运行和管理工作。这标志着我国互联网络的发展、运行和服务进入更加有序、完善和规范的发展轨道。 CNNIC每年1月都会发布最新的《中国互联网络发展状况统计报告》。null中国Internet 概况CASNET 中国科技网CERNET 中国教育网CHINANET 中国电信网CHINANETCOM 中国网通网UNINET 中国联通网中科院系统的12个分院和123个研究