现代信息处理工具.doc

问题引导   本节课,我们重点解决以下几个问题 1、计算机的基本功能是什么? 2、数据与信息有何不同? 3、计算机具有哪些基本特征? 4、为什么说计算机不是万能的? 5、用计算机处理信息需要经过哪几个阶段? 6、为什么说学习算法和编程知识很有必要?教学活动   随着超大规模集成电路和信息处理技术的发展,计算机应用几乎无所不在。小到手机、家用电器,大到飞机、汽车。还有取款用的自动取款机(ATM),买东西时用的销售点终端机(POS),买车票机票所用的自动售票机……它们都在使用计算机或嵌有微处理器(microprocessor)芯片的设备进行信息处理工作。计算机已经实实在在地成为信息处理的重要工具。一、计算机的基本功能   1、计算机的基本功能是什么?   计算机之所以能够得到如此广泛的应用,主要有两方面的原因。一是计算机本身的特点,计算机能够快速、准确地执行指令。二是信息处理技术的发展。计算机本身只能对二进制数进行运算,所以它最初的应用仅限于科学计算领域。现在,计算机能够在众多领域里应用,是因为人们发现了把各种形态的信息转换成二进制数据的方法,从最初的文字,到后来的图形、图像、声音以及视频等,都能通过计算机来进行处理。   在某些人看来,计算机似乎无所不能。实际上,计算机是“笨拙”的,它只是一堆由集成电路构成的高速电子开关,只会按照程序的规定执行指令。计算机一般只“认识”数十条到数百条不同的指令。实际上这些指令只有算术(如+、-、*、/)和逻辑运算(如and、or、not)、存储、输入输出以及控制、转移等几种基本功能。   所以,puting),信息加工处理本质上都是通过计算完成的。 2、人类社会计算工具的演变以下是人类社会计算工具的大致演变过程:远古时代石块古代算筹古代算盘17世纪帕斯卡机加法器17世纪莱布尼兹乘法器19世纪巴贝齐差分机1946年ENIAC   3、数据与信息有何不同?   我们经常提到“数据”和“信息”两个词,它们在计算机科学中有不同的含义。   数据(data)是指计算机能够生成和处理的数字、字母和符号等,是信息的一种表现形式。在计算机或通信系统中,数据常常作为信息的载体。例如,计算机里处理的二进制数是数据,它可以表示工程计算的数据,编写的文章,由图形、图像设备生成的图形和图像,录制的声音和视频等信息。信息(information)则是指数据、信号、消息中所包含的意义。如电视上重大新闻,报纸上各类比赛结果等。二、计算机的基本特征 1、速度快   计算机的实际速度取决于多方面的因素。首先,计算机主要元器件所采用的材料和制造工艺。计算机主要元器件从电子管、晶体管,发展到集成电路,而集成电路又从小规模(SSI)、中规模(MSI)、大规模(LSI),发展到超大规模(VLSI)和甚大规模(ULSI),使计算机的运算速度不断翻倍。随着硅晶体纯度的提高、光刻工艺的突破、低阻抗导电材料的使用和封装技术的改进等,现在一块集成电路上可集成上万亿个晶体管。其次,是计算机的体系结构。由于并行体系和流水线结构模式、超高速缓存、虚拟存储、超标量、精简指令集计算技术(RISC)以及新型总线和接口等技术的使用,采用同样元器件的计算机,速度也能够成倍地提高。现在,超级计算机每秒能执行上万亿条指令(instruction)。此外,影响计算机速度的还有软件(softwa