第2章现代信息技术.docx

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第2章现代信息技术

第2章现代信息技术

现代信息技术应用指导思想的阶段性特征

2.4

信息技术（InformationTechnology简称IT）,是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。

一切与信息的获取，加工，表达，交流，管理和评价等有关的技术都可以称之为信息技术。

它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。

它也常被称为信息和通信技术（InformationandCommunicationsTechnology,IC）主要包括传感技术、计算机技术和通信技术。

第2章现代信息技术

本章重点

现代信息技术的定义电子数字计算机的发展历程和基本结构现代信息技术发展的阶段性特征现代信息技术处理内容和重点的演变和阶段性特征应用现代信息技术的指导思想的演变和阶段性特征

2.1现代信息技术的发展

2.1.1“信息技术”概念的形成信息技术的定义基于计算机和微电子技术的，与信息的生产、处理、存储、通信、交换、传播和利用相关的各种技术

信息技术主要构成微电子技术、计算机技术、电子通信技术以及软件技术

（ENIAC）开始运行

存在两个重大的缺点：

一是没有存储器；二是采用布线连接进行程序的控制

2.1现代信息技术的发展

1945年，冯诺依曼和他的同事们发表了著名的“存储程序通用电子计算机方案——EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer）”奠定了现代电子数字计算机体系结构的基础，开启了通用电子数字计算机的时代

冯诺依曼也因此被称为

“计算机之父”冯.诺依曼结构处理器具有以下几个特点：

1：

必须有一个存储器；2：

必须有一个控制器；3：

必须有一个运算器，用于完成算术运算和逻辑运算；4：

必须有输入设备和输出设备，用于进行人机通信。

:

另外，程序和数据统一存储并在程序控制下自动工作

功能

根据冯•诺依曼体系结构构成的计算机，必须具有如下功能：

把需要的程序和数据送至计算机中。

必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。

能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。

能够按照要求将处理结果输出给用户。

为了完成上述的功能，计算机必须具备五大基本组成部件，包括：

输入数据和程序的输入设备；记忆程序和数据的存储器；完成数据加工处理的运算器；控制程序执行的控制器；输出处理结果的输出设备。

2.1

现代信息技术的发展

电子数字计算机的冯诺依曼体系结构

2.1

现代信息技术的发展

2.1.3描述现代信息技术发展的四大定律

摩尔定律计算机芯片的性能每两年增加一倍，而制造成本也会相应减少

2.1

英特尔公司创建人之一摩尔提出现代信息技术的发展

摩尔定律

摩尔定律（Moore'sLaw）：

微处理器的速度每18个月翻一番。

美国人高登?

摩尔提出摩尔定律，即微处理器的速度每18个月翻一翻。

这意味着同等价位的微处理器速度会变得越来越快，同等速度的微处理器会变得越来越便宜。

作为迄今为止半导体发展史上意义最深远的摩尔定律，集成电路数十年的发展历程,令人信服地证实了它的正确性。

它并不是严格的物理定律，而是基于一种几乎不可思议的技术进步现象所做出的总结。

在过去10年中，摩尔定律所描述的技术进步不断冲击着计算机工业：

晶体管越做越小,芯片性能越来越高，计算能力呈指数增长,生产成本和使用费用不断降低。

世界半导体工业界预测，这种进步至少仍将持续10到15年。

面对现有的晶体管模式及技术已经临近极限，借助芯片

2.1现代信息技术的发展

贝尔定律如果保持计算能力不变，微处理器的价格和体积每18个月减小一半

第二定律“贝尔定律”（Bell'SLaw）:

微处理器的价格和体积每18个月减小一倍

两大定律互相补充，前者断定微处理器的速度会每18个月翻一倍，而后者则认为如果保持计算能力不变，微处理器的价格和体积每18个月减小一倍，这就意味着同等价位的微处理器的速度会越变越快，而同等速度的微处理器则会越来越便宜。

2.1现代信息技术的发展

吉尔德定律

1996年，吉尔德预言未来的25年内:

带宽的增长速度比计算能力，即计算机中央处理器

（CPU）的运算能力，增长的速度至少要快3倍全球主干网的带宽每6个月增长一倍

第三定律：

吉尔德定律”（Gilder'sLaw）:

在未来25年，主干网的带宽每6个月增长一倍，其增长速度是摩尔定律预测的CPU增长速度的3倍。

吉尔德定律是数字时代三大思想家之一的乔治?

吉尔德先生提出的，在大学期间，他师从于享利?

基辛格博士。

根据吉尔德的观点，在可预见的将来，总有一天，人人可以免费上网。

他认为正如20世纪70年代昂贵的晶体管，在现如今变得如此便宜一样，主干网如今还是稀缺资源的网络带宽,有朝一日会变得足够充裕，那时上网的代价也会大幅下降。

随着带宽的增加，将会有更多的设备以有线或无线的方式上网，这些设备本身并没有什么智能，但大量这样的“傻瓜”设备通过网络连接在一起时，其威力将会变得很大，就像利用便宜的晶体管可以制造出价格昂贵的高档电脑一样，只要将廉价的网络带宽资源充分利用起来，也会给人们带来巨额的回报，他同时认为，其实从根本上讲，无论何种资源都无法和人的头脑相比，人类智慧才是未来社会中真正的稀缺资源。

2.1现代信息技术的发展

梅特卡夫定律

网络的价值与网络结点数量的平方成正比在网络时代，“网以多为贵”，上网的人越多，拥有用户群体越大，共享程度越高，产生的效益就越多，网络的价值越能够得到最大程度的体现

第四定律：

麦特卡尔夫定律（Metcalfe'sLaw）:

网络的价值同网络用户数量的平方成正比。

也就是说，N个联结创造出N*N的效益。

该定律的提出者为以太网的发明人鲍勃?

麦特卡尔夫。

举例来说，电话是一个人打给另一个人，信息是从一个端口到另一个端口，得到的效益是1，一个电

视节目N个人同时收看，信息是从一个端口到N个端口,得到的效益是N;而在网上，每一个人都能够连接到N个人，N个人能看到N个人的信息，所以信息的传送效益是N的平方。

上网的人数越多，产生的效益越多。

按照摩尔定律和吉尔德定律，未来的计算机成本将会持续回落，而网络将呈指数级发展;随着网络用户数量迅速膨胀到数以亿计，网络的价值越发不可估量，这又与麦特卡尔夫定律不谋而合

2.2现代信息技术发展的阶段性特征

2.2.1主机阶段第一代的电子计算机使用真空电子管和磁鼓储存数据操作指令为特定任务而编制不同的机器则有各自不同的机器语言不仅功能受到限制，而且速度也很慢

2.2现代信息技术发展的阶段性特征

世界上第一台电子计算机其实是ABC（Atanasoff-BerryComputer,阿塔纳索夫-贝瑞计算机），ENIAC是第二台。

之前很多纪录声称第一台电子计算机叫ENIAC（电子数字积分计算机的简称，英文全称为ElectronicNumericalIntegratorAndComputer）,事实上它是世界上第一台电子多用途计算机，它于佃46年2月14日在美国宣告诞生。

承担开发任务的“莫尔小组”由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成。

总工程师埃克特在当时年仅26岁。

ENIAC长30.48米,宽1米,高2.4米,占地面积约170平方米,30个操作台,重达30英吨,耗电量150千瓦,造价48万美元。

它包含了17,468根真空管7,200根水晶二极管,1,500个中转,70,000个电阻器,10,000个电容器,1500个继电器,6000多个开关,每秒执行5000次加法或400次乘法,是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。

2.2现代信息技术发展的阶段性特征第二代的电子计算机以大量使用晶体管和磁芯存储器为主要特征印刷电路、打印机、磁带、磁盘、内存储器等开始在计算机中使用计算机体积更小、速度更快、功耗更低，而且性能更稳定程序语言出现，使用操作系统

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2

现代信息技术发展的阶段性特征

基尔比发明的世界上第一快集成电路现代信息技术发展的阶段性特征

第三代的电子计算机

采用中、小规模集成电路

1964年开始出现，60年代末进入大量生产

机种多样化、系列化，外部设备品种繁多，并开始与通信设备相结合而发展为由多机组成的计算机网运算速度每秒几百万次，甚至更高现代信息技术发展的阶段性特征

第四代的电子计算机

1971年微处理器发明以后，极大规模集成电路和微处理器被用于计算机之中，成为第四代计算机的主要特征

20世纪70年代中期，小型机（minicomputer）问世,

为个人计算机的问世开启了先河现代信息技术发展的阶段性特征

第五代的电子计算机

具有人工智能的计算机

主要目标包括：

知识处理，大规模数据库和知识库处理，高性能工作站，分布式计算，以及超级计算机个人计算机（PC）的成功问世，令计算机的发展模式和发展方向已经发生重大的转变现代信息技术发展的阶段性特征

2.2.2微机加局域网阶段世界上第一台微处理器Intel4004现代信息技术发展的阶段性特征

第一台供个人使用的个人计算机

1974年英特尔公司推出8080微处理器之后，1975年就

诞生了以该芯片为CPU的“牵牛星（Altair）”计算机

IBM5150个人计算机

使用8088微处理器，在微软公司的磁盘操作系统MS-DOS上运行

2.2

2.2

现代信息技术发展的阶段性特征

佃81年IBM公司推出的IBM5150个人计算机现代信息技术发展的阶段性特征

80286微处理器问世

第一种32位微处理器80386问世。

80486芯片问世

奔腾4处理器问世

Datapoint公司于首先推出了ARC系统，成为全球

1982年，

1985年，

1989年，2000年，1977年，

2.2

第一个商用局域网1979年，以太网确定为局域网的标准现代信息技术发展的阶段性特征2.2.3互联网阶段（网络计算阶段）

ARPANET（ARPA网）

1969年，由美国国防部研究计划署（ARPA）研发初衷是在核战争的条件下，保证联网的计算机可以经由不同的路由继续保持数据通信

“互联网之父”——瑟夫及其研发小组

1969年11月，美国国防部高级研究计划管理局（ARPA全称：

AdvancedResearchProjectsAgency）开始建立一个命名为ARPAnet的网络，但是只有4个结点，分布在洛杉矶的加利福尼亚州大学洛杉矶分校、加州大学圣巴巴拉分校、斯坦福大学、犹他州大学四所大学的4台大型计算机。

选择这四个结点的一个因素是考虑到不同类型主机联网的兼容性。

对arparnet发展具有重要意义的是它利用了无限分组交换网与卫星通信网。

通过专门的接口信号处理机（IMP）和专门的通信线路，相互连接把美国的几个军事及研究用电脑主机联接起来。

起初是为了便于这些学校之间互相共享资源而开发的。

ARPANET采用了包交换机制。

当初，ARPAnet只联结4台主机，从军事要求上是置于美国国防部高级机密的保护之下，

从技术上它还不具备向外推广的条件。

最初，ARPAnet主要是用于军事研究目的，它主要是基于这样的指导思想：

网络必须经受得住故障的考