1.1.1 早期的计算工具
按时间的先后顺序来讲，早期的计算工具有小石头、算筹、算盘、计算尺。
• 小石头是最早的计算工具。随着人类的不断发展，人们想用一种方法代替小石头， 使计算更方便。
• 到了春秋战国时期，人们开始用小木棍代替小石头，便形成了算筹。算筹被分为横 式和竖式两种，横式的算筹代表1，竖式的算筹代表5。
艺术
第1章 计算机的发展与新技术
1.2.5 二进制思维
二进制是一种计数方式，它与十进制、十六进制等相似，只是一种数学计数方式。其 主要优点在于符号简单。在计算机飞速发展的当下，由于二进制在计算机中的广泛使用， 从而形成了一种独特的文化体系，即二进制思维方式。
二进制计数用0和1进行表示，在人类的社会生活中，对于语句的判断方式用真或假来 完成。如果用0表示假，用1表示真，然后定义“与”“或”的运算关系，那么，也能用数 学来描述逻辑，或也能用数字严格地描述语言文字。
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.3.2 人工智能与机器学习
2．人工智能的发展
1956年夏季，以麦卡赛、明斯基、罗切斯特和申农等为首的一批年轻科学家一起聚 会，共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题，并首次提出了“人工智能” 这一术语，它标志着“人工智能”这门新兴学科的正式诞生。
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.1.2 计算机的发展历程
2．电子计算机发展的探索奠基期
技术基础的建立
Colossus计算机
ENIAC计算机
理论基础的建立
ABC计算机
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
通用性 高可靠性 极其廉价 潜在的危险性
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.3.1 云计算与高性能计算
1．云计算
1
2
3
4
理论完善阶段
准备阶段
成长阶段
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
• 大约在1620~1630年间，为了解决复杂的计算问题，人们发明了计算尺，计算尺分为直 算尺和圆算尺两种。
• 直算尺是英国的甘特于1620~1626年间发明，圆算尺是英国的奥特瑞德于1630年发明。 • 计算尺采用的是对数原理，对数的概念是苏格兰数学家纳皮尔于1614年提出的。
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.1.2 计算机的发展历程
1．机械计算机和机电计算机发展时期
机械计算机的发展历程中有5位代表人物，达芬奇、什卡尔、帕斯卡、莱布尼兹、巴贝 奇。 • 达芬奇曾经设计了加法器，但最终未能实现。 • 德国人什卡尔1623年发明了计算器，但遗憾的是，快研制成功的时候毁于大火。 • 帕斯卡1642年发明了加法器，是世界上第一个研制成功的加法器。 • 莱布尼兹在1674年发明了能直接进行乘法运算的乘法器。 • 1822年，在政府的支持下巴贝奇开始研制差分机，后来人们称巴贝奇为现代计算机之父。
逻辑性原则：在逻辑上要求严密，达到归纳和演绎的统一。 方法论原则：在方法上要求严谨，达到分析和综合的统一。 历史性原则：在体系上要求一致，到达历史与现实的统一。
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.2.2 思维与科学思维
科学思维有3种思维方式。 实证思维 逻辑思维 计算思维
几万至几十万条
主存储器采用磁芯，开始使用高级程序及操作系统， 运算速度提高、体积减小
应用领域
国防及科学研 究工作
工程设计、数 据处理
第三代计算机
1965 ～ 1970 年
中小规模集成 几十万至几百万 主存储器采用半导体存储器，集成度高、功能增强、 工业控制、数
电路
条
价格下降
据处理
第四代计算机
1971 年至今
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.3.2 人工智能与机器学习
1．人工智能的定义
人工智能（Artificial Intelligence，AI）也叫做机器智能，是指由人工制造的系统 所表现出来的智能，可以概括为研究智能程序的一门科学。主要目标在于研究用机器来 模仿和执行人脑的某些智力功能，探究相关理论、研发相应技术，如判断、推理、识别、 感知、理解、思考、规划、学习等思维活动。
COMPUTER
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019） （微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
目录
CONTENTS
1.1 计算机的发展
1.2 计算思维 1.3 计算机新技术
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.1.3 计算机的分类
01
巨型机
02
大型机
03
中型机
04
小型机
05
微型机
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.1.4 计算机的应用领域
数
据
计
科 学 计 算
处 理 和 信 息
过 程 控 制
人 工 智 能
算 机 辅 助 工
网 络 通 信
高性能计算（High Performance Computing，HPC），通常指使用很多处理 器的单个机器，或某一集群中组织的多台计算机的计算系统和环境。HPC系统的类型 繁多，从标准计算机的大型集群，到高度专用的硬件类型等范围不同。基于集群的 HPC系统大多采用高性能网络互连。
从应用与市场角度来划分，中高档可分为两种，一种叫超级计算机，主要用于科 学工程计算和专门的设计，如Cray T3E；另一种叫超级服务器，可用来帮助计算、事 务处理等，如我国的曙光2000。
• 由于算筹中的小木棍易丢、易散，所以到了唐宋时期，人们用珠子串在竹签上将其 固定起来，便出现了算盘。算盘是在算筹的基础上发展起来的，算盘在当时是世界 上领先的计算工具。
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.1.1 早期的计算工具
从1956年正式提出人工智能学科算起，60多年来，取得长足的发展，成为一门广 泛的交叉和前沿科学。
第1章 计算机的发展与新技术
1.3.1 云计算与高性能计算
1．云计算
云计算模式如同单台发电模式向集中供电模式的转变，它将计算任务分布在由大 量计算机构成的资源池上，使用户能够按需获取计算力、存储空间和信息服务。与传 统的资源提供方向相比，云计算主要具有以下特点。
超大规模 高可扩展性 按需服务 虚拟化
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.2.4 计算思维的应用
计算思维在现代社会中的应用非常广泛，这里主要介绍以下3方面的应用。
计算思维已经渗透到生物信 息学的研究中。例如，从各 种生物的DNA数据中发现 DNA序列自身规律和DNA 序列进化规律，能帮助人们 从分子层面认识生命的本质 及其进化规律。
EDVAC方案的提出
第1章 计算机的发展与新技术
1.1.2 计算机的发展历程
3．电子计算机的蓬勃发展时期
阶段 第一代计算机 第二代计算机
划分年代
1946 ～ 1957 年
1958 ～ 1964 年
采用的元 器件
电子管
晶体管
运算速度 （每秒指令数）
主要特点
几千条
主存储器采用磁鼓，体积庞大、耗电量大、运行速度 低、可靠性较差、内存容量小
从二进制的计数方式到二进制思维方式，二者没有本质上的联系，二进制思维是二进 制计数方式的拓展。
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
目录
CONTENTS
1.1 计算机的发展
1.2 计算思维 1.3 计算机新技术
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
多 媒 体 技 术
管
程
理
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.1.5 计算机的发展展望
1．计算机的发展趋势
1
2
3
巨型化
微型化
网络化
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
4
智能化
第1章 计算机的发展与新技术
1.1 计算机的发展
1.2 计算思维 1.3 计算机新技术
大学计算机基础（Windows 10+WPS Office 2019）（微课版）
第1章 计算机的发展与新技术
1.2.1 科学与计算科学
科学是如实反映客观事物固有规律的系统知识，是获取知识的过程，而非知识本身。 科学的涵盖范畴非常广泛，按研究对象的不同可分为自然科学、社会科学和思维科学等。
1.1.5 计算机的发展展望
2．研制中的新型计算机