第12章 计算机技术
合集下载
第12章-2 必备电脑技能
电子商务概论
11
12.3.2 病毒概念
12.3.2.1 病毒
病毒
特点
病毒 潜伏性 隐蔽性 破坏性
木 马
可触发性
蠕虫
2014-12-31
电子商务概论
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12.3.2.2 木马
表面上是有用的软件、 实际目的却严重破坏的计算机程序
病毒破坏网民的信息 木马窃取网民的信息
不"刻意"地去感 染其他文件
与病毒的 区别
2014-12-31
电子商务概论
6
12.3.1.2 电脑部件介绍
内存 立式机箱 卧式机箱 机箱 键盘 鼠标 声卡 显卡 软驱 主板 显示器 多媒体音箱 扫描仪
针式打印机
喷墨打印机 打印机
打印机
电源
光驱
只读光驱 可写光驱
CPU
硬盘
2014-12-31
电子商务概论பைடு நூலகம்
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CPU是整个微机系统的核心，它往往是各种档次微机的代名
瑞星卡卡
/
电驴
/
360安 全卫士3 下载类 插件清理
/
哇嘎
/
金山清 理专家 常用工具软件
…
/qing/
电子商务概论
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12.3.3.6 诺顿杀毒软件
诺顿2009是目前世界上公认的速度快速的安全套装 为用户提供了全方面保护 防止受病毒感染的电子邮件和即时消息任意传播 能够高效阻止病毒、蠕虫、间谍软件以及僵尸网络等威胁 阻止浏览器漏洞被黑客利用进行攻击 请网民一定要注意以下几点： 1.杀毒软件不可能杀掉所有病毒； 2.杀毒软件能查到的病毒，不一定能杀掉； 3.一台电脑每个操作系统下不能同时安装两套或 两套以上的杀毒软件 （除非是兼容的，有部分同公司生产的杀毒软件）；
计算机网络技术及应用12PPT课件
第十二章 Internet接入技术
本章主要内容 基于传统电信网的有线接入技术 基于有线电视网接入技术 光纤接入技术 以太网接入技术 无线接入技术 电力线接入技术
计算机网络技术及应用
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
12.1 基于传统电信网的有线接入
第15步：系统弹出“拨号连接”对话框，如下图所示。 单击【连接】按钮系统自动完成拨号上网。
计算机网络技术及应用
23
12.1 基于传统电信网的有线接入
第16步：当你的系统正确连接上网以后，在你的桌面 状态栏下会出现如下图所示的状态。这时你可以通过 浏览器快意地遨游Internet了。
端口（另一标有phone的端口可同时接上你的电话 机）；
第2步：将通信电缆一端插入Modem，另一端插 入计算机后面的9针或25针串口；
第3步：插好Modem的电源适配器。 软件安装与设置
详细过程如下：
计算机网络技术及应用
8
12.1 基于传统电信网的有线接入
第1步：在“控制面板|网络和拨号连接”的窗口下双 击“新建连接”图标。如下图。
按 其 使 用 的 信 道 类 型 分 类 ， 有 无 线 Modem 和 有 线 Modem两种类型。有线Modem又分为话带和宽带两种。
根据Modem的功能分类，有智能Modem和非智能Modem 之分。智能Modem具有自动拨号呼叫／应答摘机功能。
按 Modem 速 率 分 类 ， 有 14.4Kbps 、 28.8Kbps 、 33.6Kbps和56Kbps。
计算机网络技术及应用
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12.1 基于传统电信网的有线接入
本章主要内容 基于传统电信网的有线接入技术 基于有线电视网接入技术 光纤接入技术 以太网接入技术 无线接入技术 电力线接入技术
计算机网络技术及应用
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
12.1 基于传统电信网的有线接入
第15步：系统弹出“拨号连接”对话框，如下图所示。 单击【连接】按钮系统自动完成拨号上网。
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12.1 基于传统电信网的有线接入
第16步：当你的系统正确连接上网以后，在你的桌面 状态栏下会出现如下图所示的状态。这时你可以通过 浏览器快意地遨游Internet了。
端口（另一标有phone的端口可同时接上你的电话 机）；
第2步：将通信电缆一端插入Modem，另一端插 入计算机后面的9针或25针串口；
第3步：插好Modem的电源适配器。 软件安装与设置
详细过程如下：
计算机网络技术及应用
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12.1 基于传统电信网的有线接入
第1步：在“控制面板|网络和拨号连接”的窗口下双 击“新建连接”图标。如下图。
按 其 使 用 的 信 道 类 型 分 类 ， 有 无 线 Modem 和 有 线 Modem两种类型。有线Modem又分为话带和宽带两种。
根据Modem的功能分类，有智能Modem和非智能Modem 之分。智能Modem具有自动拨号呼叫／应答摘机功能。
按 Modem 速 率 分 类 ， 有 14.4Kbps 、 28.8Kbps 、 33.6Kbps和56Kbps。
计算机网络技术及应用
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12.1 基于传统电信网的有线接入
微型计算机原理作业第十二章 习题与思考题
第十二章习题与思考题典型例题解析例12-1 总线标准与接口标准的特点答案：总线标准与接口标准在概念上是不同的，但是，往往把一些接口标准说成是总线标准。
实际上两者之间是有其区别特征的。
（1）总线标准的特点①公用性，同时挂接多种不同类型的功能模块；②在机箱内以总线扩展插槽形式提供使用；③一般为并行传输；④定义的信号线多，且齐全，包括分离的数据、地址和控制信号线以及电源线。
（2）接口标准的特点①专用性，一般是一个接口只接一类或一种设备；②一般设在机箱外，以接口插头（座）形式提供使用；③有并行和串行两种传输；④定义的信号线少，且不齐全，一般是控制信号线、数据信号线、地址信号线共用。
例12-2 计算机系统采用“面向总线”的形式有何优点？答案：面向总线结构形式的优点主要有：①简化了硬件的设计。
从硬件的角度看，面向总线结构是由总线接口代替了专门的I/O接口，由总线规范给了传输线和信号的规定，并对存储器、I/O设备和CPU如何挂在总线上都作了具体的规定。
所以，面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作CPU插件、存储器插件以及CPU、存储器插件以及I/O插件等，将它们连入总线即可工作，而不必考虑总线的详细操作。
②简化了系统结构。
整个系统结构清晰，连线少，底板连线可以印刷化。
③系统扩充性好。
一是规模扩充，二是功能扩充。
规模扩充仅仅需要多插一些同类型的插件；功能扩充仅仅需要按总线标准设计一些新插件。
插件插入机器的位置往往没有严格的限制。
这就使系统扩充即简单又快速可靠，而且也便于查错。
④系统更新性能好。
因为CPU、存储器、I/O接口等都是按总线规约挂到总线上的，因而只要总线设计恰当，可以随时随着处理器芯片以及其他有关芯片的进展设计新的插件，新的插件插到底板上对系统进行更新，而这种更新只需更新需要新的插件，其他插件和底板连线一般不需更改。
例12-3某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个时钟周期，总线时钟频率为33MHz，求总线带宽是多少？解：设总线带宽用Dr表示，总线时钟周期用T=1/f表示，一个周期传送的数据量用D表示，根据总线带宽的定义，则有：Dr = D/T = D×f = 4B×33×106/s = 132MB/s习题与思考题一、填空题：1.微机总线的信号线包括①、②、③、以及电源和地线。
计算机组成原理第12-浮点数的运算2
Tk＝k＋(n－1) 其中k个时钟周期用于处理第一个任务。k个周期后，流水线被装满，剩余的n－1个 任务只需n－1个周期就完成了。 用非流水线的硬件来处理这n个任务，时间上只能串行进行，则所需时钟周期数为 TL＝n·k 将TL和Tk的比值定义为k级线性流水线的加速比：
ＣＫ＝ＴＬ/TK＝（n·k)/(k+(n-1)) 当 n>>k 时, Ck－>k 。这就是说,理论上k级线性流水线处理几乎 可以提高k倍速度。但实际上由于存储器冲突、数据相关,这个理想的加速比不一定能 达到。
[解:] (1)加法器的流水线时钟周期至少为 τ＝90ns＋10ns＝100ns
如果采用同样的逻辑电路,但不是流水线方式,则浮点加法所需的时间为 τ1＋τ2＋τ3＋τ4 ＝300ns
因此,4级流水线加法器的加速比为 Ck＝300/100＝3
(2) 当每个过程段的时间都是75ns时,加速比为 Ck＝300/75＝4
[例30] 已知计算一维向量ｘ,ｙ的求和表达式如下：
ｘ
ｙ
ｚ
56
65
20.5
14.6
0
336
121 35.1 336
114.3 + 7.2 = 121.5
69.6
72.8
142.4
3.14
1.41
4.55
试用4段的浮点加法流水线来实现一维向量的求和运算,这4段流水线是阶码比较、 对阶操作、尾数相加、规格化。只要求画出向量加法计算流水时空图。
2.CPU之内的浮点运算器
奔腾CPU将浮点运算器包含在芯片内。浮点运算部件采用流水线设计。
指令执行过程分为8段流水线。前4 段为指令预取(DF)、指令译码(D1)、地址生 成(D2)、取操作数(EX)，在U、V流水线中完成；后4段为执行1(X1)、执行2(X2) 、结果写回寄存器堆(WF)、错误报告(ER)，在浮点运算器中完成。一般情况下 ，由U流水线完成一条浮点数操作指令。
ＣＫ＝ＴＬ/TK＝（n·k)/(k+(n-1)) 当 n>>k 时, Ck－>k 。这就是说,理论上k级线性流水线处理几乎 可以提高k倍速度。但实际上由于存储器冲突、数据相关,这个理想的加速比不一定能 达到。
[解:] (1)加法器的流水线时钟周期至少为 τ＝90ns＋10ns＝100ns
如果采用同样的逻辑电路,但不是流水线方式,则浮点加法所需的时间为 τ1＋τ2＋τ3＋τ4 ＝300ns
因此,4级流水线加法器的加速比为 Ck＝300/100＝3
(2) 当每个过程段的时间都是75ns时,加速比为 Ck＝300/75＝4
[例30] 已知计算一维向量ｘ,ｙ的求和表达式如下：
ｘ
ｙ
ｚ
56
65
20.5
14.6
0
336
121 35.1 336
114.3 + 7.2 = 121.5
69.6
72.8
142.4
3.14
1.41
4.55
试用4段的浮点加法流水线来实现一维向量的求和运算,这4段流水线是阶码比较、 对阶操作、尾数相加、规格化。只要求画出向量加法计算流水时空图。
2.CPU之内的浮点运算器
奔腾CPU将浮点运算器包含在芯片内。浮点运算部件采用流水线设计。
指令执行过程分为8段流水线。前4 段为指令预取(DF)、指令译码(D1)、地址生 成(D2)、取操作数(EX)，在U、V流水线中完成；后4段为执行1(X1)、执行2(X2) 、结果写回寄存器堆(WF)、错误报告(ER)，在浮点运算器中完成。一般情况下 ，由U流水线完成一条浮点数操作指令。
第12章 单片机应用系统设计举例
a）路路路路路路
b）路测路路
增强型8051单片机实用开发技术
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4．电机驱动电路 ．
U11 PWMP PWMN VCC R29 1K R30 1K 3 19 13 18 20 1 9 10 11 12 IN1 IN2 D2 D1 DNC AGND PGND PGND PGND PGND MC33886 OUT1 OUT1 OUT2 OUT2 DNC V+ V+ V+ Ccp FS 6 7 14 15 8 4 5 16 17 2 VBAT J1 2 1 Header 2
U13 IN GND OUT OUT 2 4 C14 47uF
VCC
REG1117-5
C15 0.1uF
增强型8051单片机实用开发技术
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12.1.4 12.1.4 系统软件设计
单片机的检测报警程序采用C语言编写。 单片机的检测报警程序采用 语言编写。 语言编写 单片机的7个 单片机的 个ADC转换通道对小车路径检测的模拟量进 转换通道对小车路径检测的模拟量进 行采样， 行采样，进行二值化和坐标变换后得到小车中心与路径的 偏差， 偏差，然后根据偏差大小对舵机转角和小车速度进行相应 的调整。由于舵机和电机驱动对PWM频率要求差别较大， 的调整。由于舵机和电机驱动对 频率要求差别较大， 频率要求差别较大 驱动电机的PWM由单片机内部 由单片机内部PWM模块产生，而驱动舵 模块产生， 驱动电机的 由单片机内部 模块产生 机的PWM则由定时器 产生。 则由定时器T0产生 机的 则由定时器 产生。
增强型8051单片机实用开发技术
具体程序请参见教材！！！ 具体程序请参见教材！！！
增强型8051单片机实用开发技术
12.2 基于实时操作系统 基于实时操作系统uC/OS-II的压力测控系统 的压力测控系统
孟庆伟主编第十二章 计算机常用维护工具软件的使用
网络系统克隆
注意事项
① 重要文件和私人文件等最好不要放在主分区上（因 为每一次恢复映像文件都会将原来的所有内容完全 覆盖）。 ② 在新安装了软件和硬件后，最好重新制作映像文件， 否则很可能在恢复后出现一些莫名其妙的错误。 ③ 保存备份文件的分区容量要大一些，以免空间不足 以保存备份文件。
12.3 PQ软件的使用
系统备份
首先用一张干净的启动盘启动计算机到纯DOS模式下， 并且不加载任何应用程序，执行Ghost.exe文件，屏 幕上显示出Ghost主界面。 按【Enter】键确认，出现Ghost菜单
系统备份
选择Local（本地）→Partition（分区）→To Image（到映像）命令，按【Enter】键，屏幕 显示出分区选择画界。
高职高专计算机实用教程系列规划教材（电子教案 ）
孟庆伟 主编
胡娟莉 孙陆鹏 副主编
中国铁道出版社
第1标： 本章主要学习DM分区及格式化工具、Ghost 系统的快速备份与克隆工具、PQ软件工具及 360安全卫士的使用。
系统备份
根据需要选择所备份的硬盘（假如只有一块硬 盘按【Enter】键即可）
系统备份
你可以选择把映像文件保存的目标盘路径，在File name框中输入文件名，默认扩展名为GHO，而且属 性为隐含，选择Save按钮。注意映像文件不要保存在 主分区上。 在压缩映像文件的对话框中选择No（不压缩）、 Fast（低压缩比，速度较快）、High（高压缩比，速 度较慢）三者之一，应该根据自己的主机配置来决定。 在最后确认的对话框中选择Yes按钮。 映像文件开始生成，屏幕上显示有进度条和已用时间、 剩余时间等信息。一般需要5～10min。备份完成后， 出现提示对话框，选择Continue（继续）按钮回到初 始界面。
计算机科学导论(第4版)习题答案-第11、12章
第11章人机交互习题(答案)一．选择题1. ABC2.D3. C4. ABCD5. A6.ABCD7. C二．简答题1．什么是人机交互技术？它的发展阶段有哪些？答：人机交互技术是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。
它的发展阶段由指示灯和机械开关组成的操纵界面到由终端和键盘组成的字符界面(80年代)，再到由多种输入设备和光栅图形显示设备构成的图形用户界面(GUI)，(90年代)PC，工作站，WIMP(W-windows、I-icons、M-menu、P-pointing devices)界面到VR技术(发展方向)。
2. 人机界面交互有哪几种方式？答：数据交互、图像交互、语音交互、行为交互。
3．简述人机界面的设计原则？答：设计一个友好的用户界面应遵循以下原则：(1) 用户针对性原则；(2) 尽量减少用户的工作；(3) 应用程序与人机界面相分离；(4) 人机界面一致性；(5) 系统反馈及时性；(6) 尽量减少用户记忆；(7) 及时的出错处理及帮助功能；(8) 使用图形。
4．数据交互主要的交互形式有哪些？答：(1) 问答式对话数据输入交互；(2) 菜单选择数据输入交互；(3) 填表数据输入交互特点；(4) 直接操纵数据输入交互；(5) 关键词数据输入交互；(6) 条形码数据输入；(7) 光学字符识别；(8) 声音数据输入交互；(9) 图像数据输入。
三．讨论题1．多媒体计算机技术逐渐进入人们的生活，多媒体在娱乐方面的应用必将在很大程度上改变人们的生活方式，谈谈多媒体技术对人们的生活会带来哪些变化？答案略。
2．多媒体计算机技术逐渐进入人们的生活，多媒体在娱乐方面的应用必将在很大程度上改变人们的生活方式，谈谈多媒体技术对人们的生活会带来哪些变化？答案略。
第12章 离 散 结 构习题（答案）一．单项选择题 1．D 2．C3．B 4．C 5．D 6．B 7．A8．B9．D10．C二．解答题1. 令x 和y 是正整数，P (x )：x 是奇数，Q (x )：x 是素数，R (x,y )：x+y 是偶数。
第12章专家系统
——有些专家系统还具有“自学习”能力, 即不断对自己的 知识进行扩充、完善和提炼。这一点是传统系统所无法比拟的。
——专家系统不像人那样容易疲劳、遗忘,易受环境、情绪等 的影响, 它可始终如一地以专家级的高水平求解问题。因此, 从这种意义上讲,专家系统可以超过专家本人。
第 12 章 专 家系 统
12.1.3
第 12 章 专 家系 统
12.2 系统结构
专家系统是一种计算机应用系统。由于应用领域和实际 问题的多样性, 因此, 专家系统的结构也就多种多样。但抽 象地看, 它们还是具有许多共同之处。
第 12 章 专 家系 统
12.2.1
从概念来讲, 一个专家系统应具有如图 12-1所示的一般 结构模式。其中知识库和推理机是两个最基本的模块。
第 12 章 专 家系 统
3. 动态数据库
动态数据库也称全局数据库、综合数据库、工作存储器、 黑板等,它是存放初始证据事实、推理结果和控制信息的场所, 或者说它是上述各种数据构成的集合。动态数据库只在系统 运行期间产生、变化和撤消, 所以称为“动态”数据库, 且 在图中用虚线包围。 需要说明的是, 动态数据库虽然也叫数 据库, 但它并不是通常所说的数据库, 两者有本质差异。
第 12 章 专 家系 统
12.1.2
同一般的计算机应用系统(如数值计算、 数据处理系统等) 相比,专家系统具有下列特点：
——从处理的问题性质看, 专家系统善于解决那些不确定性 的、 非结构化的、没有算法解或虽有算法解但在现有的机器 上无法实施的困难问题。例如,医疗诊断、地质勘探、天气预 报、市场预测、管理决策、军事指挥等领域的问题。
这里的解释是对仪器仪表的检测数据进行分析、 推测得 出某种结论。例如通过对一个地区的地质数据进行分析, 从 而对地下矿藏的分布和储量等得出结论。又如,通过对一个人 的心电图波形数据进行分析, 从而对该人的心脏生理病理情 况得出某种结论。显然,以上两种事情都是经验丰富的专家才 能胜任的。而所谓“规划”, 就是为完成某任务而安排一个 行动序列。例如, 对地图上的两地间找一条最短的路径、为 机器人做某件事安排一个动作序列等。
——专家系统不像人那样容易疲劳、遗忘,易受环境、情绪等 的影响, 它可始终如一地以专家级的高水平求解问题。因此, 从这种意义上讲,专家系统可以超过专家本人。
第 12 章 专 家系 统
12.1.3
第 12 章 专 家系 统
12.2 系统结构
专家系统是一种计算机应用系统。由于应用领域和实际 问题的多样性, 因此, 专家系统的结构也就多种多样。但抽 象地看, 它们还是具有许多共同之处。
第 12 章 专 家系 统
12.2.1
从概念来讲, 一个专家系统应具有如图 12-1所示的一般 结构模式。其中知识库和推理机是两个最基本的模块。
第 12 章 专 家系 统
3. 动态数据库
动态数据库也称全局数据库、综合数据库、工作存储器、 黑板等,它是存放初始证据事实、推理结果和控制信息的场所, 或者说它是上述各种数据构成的集合。动态数据库只在系统 运行期间产生、变化和撤消, 所以称为“动态”数据库, 且 在图中用虚线包围。 需要说明的是, 动态数据库虽然也叫数 据库, 但它并不是通常所说的数据库, 两者有本质差异。
第 12 章 专 家系 统
12.1.2
同一般的计算机应用系统(如数值计算、 数据处理系统等) 相比,专家系统具有下列特点：
——从处理的问题性质看, 专家系统善于解决那些不确定性 的、 非结构化的、没有算法解或虽有算法解但在现有的机器 上无法实施的困难问题。例如,医疗诊断、地质勘探、天气预 报、市场预测、管理决策、军事指挥等领域的问题。
这里的解释是对仪器仪表的检测数据进行分析、 推测得 出某种结论。例如通过对一个地区的地质数据进行分析, 从 而对地下矿藏的分布和储量等得出结论。又如,通过对一个人 的心电图波形数据进行分析, 从而对该人的心脏生理病理情 况得出某种结论。显然,以上两种事情都是经验丰富的专家才 能胜任的。而所谓“规划”, 就是为完成某任务而安排一个 行动序列。例如, 对地图上的两地间找一条最短的路径、为 机器人做某件事安排一个动作序列等。
第12章 Internet技术基础
搜索引擎的发展
搜索引擎分类 使用搜索引擎查询信息
文件下载
在Internet上提供的免费资源可以说是无所不有，如果用户能够将网络中一些文件下载下来 (比如常用软件)，并加以学习和利用，将会给今后的工作、学习带来很大的益处。
下载的基本概念
用浏览器直接下载 使用断点续传工具
MSN Messenger介绍
产生了很多疑问：大量的专业术语、各种新兴的词汇以及高科技的体系阻碍了用户对Internet
的进一步的了解。所以在学习 Internet 之前，用户有必要初步了解一些Internet 的基本知识。 Internet的产生与发展
Internet的特点
Internet在中国的发展 Internet的作用及其提供的服务 Internet相关术语
Windows XP中的MSN Messenger对实时声音和视频会议、即时消息和联机协作的突破性支 持而使用户的计算机称为通讯的集成中心。
MSN功能简介 登录MSN 使用MSN Messenger
Internet Explorer 6.0功能简介 使用收藏夹 脱机浏览 灵活使用历史纪录 使用Internet Explorer的安全设置
使用搜索引擎
搜索引擎是专门帮助用户查询信息的站点，通过这些具有强大查找能力的站点，用户可以 能够方便、快捷的查找到所需信息。因为这些站点提供全面的信息查询和良好的速度，就像发 动机一样强劲有力，所以把这些站点称为“搜索引擎et和Web的结合，Web浏览器、Web页和Web索引查询站点的使用，现在上网漫 游世界各地的网站、网页已变得非常的简单。 Internet Explorer 6.0是Windows XP操作系统中集 成的一款浏览器。它功能强大，操作简单，是目前使用最为频繁的Web浏览器之一。
网络信息安全技术(第二版)第12章信息隐藏技术
第12章 信息隐藏技术
12.3 数字图像水印技术
12.3.1
数字水印技术的基本原理是通过一定的算法将一些标志性 信息直接嵌入到多媒体内容中，但不影响原内容的价值和使用， 而且不会被人感知或注意。水印信息可以是作者的序列号、 公 司标志、有特殊意义的文本、图形、图像标记等。其作用是可 用于识别文件、图像或音乐制品的来源、 版本原作者、 拥有 人、发行人以及合法适用人对数字产品的所有权。 数字水印技 术包含嵌入水印和提取水印两个过程。 下面给出通用意义下的 数字水印嵌入和提取过程。
第12章 信息隐藏技术
3．扩充数据的嵌入（AugmentationDataEmbedding） 扩充数据包括对主信号的描述或参考信息、控制信息 以及其他媒体信号等等。描述信息可以是特征定位信息、 标题或内容注释信息等，而控制信息的嵌入则可实现对主 信号的存取控制和监测。扩充数据可以是多种附属描述信 息，例如针对不同所有权级别的用户存取权限信息，跟踪 某一特定内容对象创建、行为以及被修改历史的“时间戳 （TimeStamp）”信息等。信息隐藏技术使得主信号无需在 原信号上附加头文件或历史文件情况下附加扩充数据，记 录主信号对象的使用权限描述、历史使用操作信息等，避 免了扩充信息因为附加文件被改动或丢失造成的破坏，节 省了传输带宽和存储空间。
第12章 信息隐藏技术 12.2.2 信息隐藏技术的应用领域
1．版权保护（CopyrightProtection） 到目前为止，信息隐藏技术的绝大部分研究成果都集中 在版权保护这一领域中，相关成果已经得到了应用。信息隐 藏技术在应用于版权保护时，所嵌入的签字信号通常被称做 “数字水印（DigitalWatermark）”。版权保护所需嵌入的数 据量最小，但对签字信号的安全性和鲁棒性要求也最高，甚 至是十分苛刻的。为了避免混淆，应用于版权保护的信息隐 藏技术一般称做“鲁棒型水印技术”，而所嵌入的签字信号 则相应地称做“鲁棒型水印（RobustWatermark）”，从而与 下文将要提到的“脆弱型水印”区别开来。一般在版权保护 领域所提到的“数字水印”则多指鲁棒型水印。
第12章 新技术领域-计算机导论(第2版)-微课版-吕云翔-清华大学出版社
承载人工智能系统的机器人
人工能简介
• 社交
• 社交领域致力于情感分析，并赋予机器人以情 感。
• 创造力
• 创造力领域关注如何赋予机器人以创造力。
• 伦理管理
• 针对人工智能的伦理讨论由来已久。现有事实 是：机器常失控导致人员伤亡，这样的情况是 否会更加扩大规模出现，历史显然无法给出可 靠的乐观答案。
• 人工智能的核心问题包括如何赋予机器能 够比拟甚至超越人类的推理、知识、规划、 学习、交流、感知、移动和操作物体的能 力等。
人工智能简介
• 自20世纪40年代始，人工智能经历了多次 低谷与繁荣，研究方向大体可分为以下几 个领域
• 演绎、推理和解决问题 • 知识表示法 • 规划 • 机器学习 • 自然语言处理 • 运动和控制（机器人学） • 知觉 • 社交 • 创造力 • 伦理管理
• 智能机器人必须能够制定目标和实现这些目标。 它们需要一种方法来创建一个可预测的世界模 型，并能预测它们的行为将如何改变这个世界， 这样它们就可以选择功效最大的行为。强化学 习就是该领域的一个延伸方向。
人工智能简介
• 机器学习
• 机器学习的主要目的是为了让机器从输入的的 数据中获得知识，以便自动地判断和输出相应 的结果。机器学习可以帮助减少错误率，提高 解决问题的效率。
大数据简介
• 大数据是一个不断发展的概念，可以指任 何体量或复杂性超出常规数据处理方法的 处理能力的数据。数据本身可以是结构化、 半结构化甚至是非结构化的。
• 大数据技术的发展可以分为六大方向
• 大数据采集与预处理方向 • 大数据存储与管理方向 • 大数据计算模式方向 • 大数据分析与挖掘方向 • 大数据可视化分析方向 • 大数据安全方向
人工智能简介
人工能简介
• 社交
• 社交领域致力于情感分析，并赋予机器人以情 感。
• 创造力
• 创造力领域关注如何赋予机器人以创造力。
• 伦理管理
• 针对人工智能的伦理讨论由来已久。现有事实 是：机器常失控导致人员伤亡，这样的情况是 否会更加扩大规模出现，历史显然无法给出可 靠的乐观答案。
• 人工智能的核心问题包括如何赋予机器能 够比拟甚至超越人类的推理、知识、规划、 学习、交流、感知、移动和操作物体的能 力等。
人工智能简介
• 自20世纪40年代始，人工智能经历了多次 低谷与繁荣，研究方向大体可分为以下几 个领域
• 演绎、推理和解决问题 • 知识表示法 • 规划 • 机器学习 • 自然语言处理 • 运动和控制（机器人学） • 知觉 • 社交 • 创造力 • 伦理管理
• 智能机器人必须能够制定目标和实现这些目标。 它们需要一种方法来创建一个可预测的世界模 型，并能预测它们的行为将如何改变这个世界， 这样它们就可以选择功效最大的行为。强化学 习就是该领域的一个延伸方向。
人工智能简介
• 机器学习
• 机器学习的主要目的是为了让机器从输入的的 数据中获得知识，以便自动地判断和输出相应 的结果。机器学习可以帮助减少错误率，提高 解决问题的效率。
大数据简介
• 大数据是一个不断发展的概念，可以指任 何体量或复杂性超出常规数据处理方法的 处理能力的数据。数据本身可以是结构化、 半结构化甚至是非结构化的。
• 大数据技术的发展可以分为六大方向
• 大数据采集与预处理方向 • 大数据存储与管理方向 • 大数据计算模式方向 • 大数据分析与挖掘方向 • 大数据可视化分析方向 • 大数据安全方向
人工智能简介
计算机网络基础[电子教案]第12章网络管理与网络安全
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3.计费管理
计费管理用于记录用户对网络业务的使用情况以确定 使用这些业务的费用。包括：
建立和维护一个目标机器地址数据库，能对该数据库中的 任意一台机器（一个IP地址）进行计费； 能够对指定IP地址进行流量限制，当超过使用限额时，即 可将其封锁，禁止其使用； 能够按天、按月、按IP地址或按单位提供网络的使用情况， 在规定的时间到来（比如一个月）的时候，根据本机数据 库中的E-mail地址向有关单位或个人发送帐单； 可以将安装有网络计费软件的计算机配置成Web服务器，允 许使用单位和个人随时进行查询。
2.CMIP协议
ISO制定的公共管理信息协议（CMIP），主要是针对 OSI七层协议模型的传输环境而设计的。CMIP是一个更 为有效的网络管理协议。
一方面，CMIP采用了事件报告机制，具有及时性的 特点；
另一方面，CMIP把更多的工作交给管理者去做，减 轻了终端用户的工作负担。
12.2 网络安全
三、网络安全技术
1. 数字签名技术
数字签名数字签名是通过一个单向函数对要传送的信息进 行处理得到的用以认证信息来源并核实信息在传送过程中 是否发生变化的一个字母数字串。数字签名提供了对信息 来源的确定并能检测信息是否被篡改。 数字签名与手书签名的区别在于，手书签名是模拟的，且 因人而异。而数字签名是0和1的数字串，因消息而异。 数字签名有两种：一种是对整体消息的签名，即消息经过 密码变换后被签名的消息整体。一种是对压缩消息的签名， 即附加在被签名消息之后或某一特定位置上的一段签名图 样。
一、网络安全概述 二、数据加密 三、网络安全技术 四、防火墙技术
一、网络安全概述
1.网络安全的定义 网络安全从其本质上来讲就是网络上的信息安全，是 指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护， 不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露， 系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。
第12章(网络与信息安全)
12.2.3 聊天账号和密码防盗的安全策略
保护密码的安全，首先要将密码设置的足 够强大，不容易被人盗取。最直接方法就是在 密码中设置复杂的字符串或特殊字符，以增加 密码的安全系数。仍然还在使用简单密码的用 户，可把自己的密码设置成为安全系数高的复 杂型密码。
12.2.3 邮箱账号和密码防盗的安全策略
黑客对邮箱进行攻击时通常使用电子邮件炸弹。电子邮件炸弹是指 那些所发邮件自身容量超过了信箱容量的电子邮件或由某服务器在短时 间内连续不断地向同一个信箱发送大量的电子邮件。 面对邮件炸弹的威胁，用户可以采用防御和回击两种办法进行处理， 如果用户没有受到邮件攻击，可以登录至个人邮箱中，设置拒绝垃圾邮 件的接收和以及接收邮件的最大容易限制。如果个人邮箱已经受到威胁， 可以使用软件进行回击，例如，使用E-Mail Chomper软件就可以利用它 有效地对付那些垃圾邮件和巨型邮件炸弹的进攻。 除此之外，如果要想较好地解决网络邮件的安全问题，用户还需要 对邮件进行正确的使用。如果在正确使用网络邮件时仍然存在安全问题， 那就只有去选择一个好的邮件服务商或通过邮件客户端软件来收发邮件 了。
12.5 技能拓展 认识电脑病毒和木马 （1）计算机病毒。计算机病毒是指编制的或 在计算机程序中插入的可以破坏计算机功能 或毁坏数据、影响计算机使用并能自我复制 的一组计算机指令或程序代码。计算机病毒 可以快速蔓延，又常常难以根除。它们能把 自身附着在各种类型的文件上，当文件被复 制或从一个用户传送到另一个用户时，它们 就随同文件一起蔓延开来。
12.3.2 防御SQL注入式攻击
SQL注入式攻击是根据IIS给出的ASP错误信息进行入 侵的，因此用户可以通过配置IIS和数据库用户权限的方法， 对错误提示信息进行设置，以实现有效防范SQL注入的入侵。 如果用户希望自己的网站更加安全，除了使用上述方 法进行设置外，也需要网站程序员注意以下几点。 （1）在为网站数据库上命名时，尽量不要取那些看起来意 义明显的名字。 （2）仔细检测客户端提交的变量参数。利用一些检测工具 对用户通过网址提交的变量参数进行检查，发现客户端提交 的参数中有“exec、insert、select、delete、from、update、 count、user、xp_cmdshell、add、net、Asc”等用于SQL 注入的常用字符时，立即停止执行并给出警告信息或转向出 错页面。 （3）对重要数据进行加密。
第12章 计算机通信
地址标识
1. MAC地址 网络中的每一个主机都有一个物理地址，也称硬件地址 或 MAC 地址（Media Access Address，介质访问地址）。 MAC地址是一个全局地址，而且要保证世界范围内唯一。 主机的MAC地址实际上是其连网所用的网卡上的地址，通常 每一块网卡都带有一个全球唯厂商要向IEEE的注册管理委 员会购买地址的前3个字节，作为生产厂商的唯一标识，后3 个字节由生产厂商自行分配，并在生产网卡时固化在ROM中。
第 12 章 计算机通信——概述
通信协议
计算机通信系统由多个互联的节点组成，通信各节点之 间传送的信号必须要有一些基本的规则。 就像使用不同语言的人之间需要一种通用语言才能交流 一样，网络节点之间的通信也需要一种通信双方都能理解 的通用语言，遵守一些事先约定好的规则，这种通用语言 和规则就是通信协议。
成都工业学院
计算机导论
第 12 章 计算机通信——信息的编码
调制与解调
在实际的通信过程中，往往需要在数字信号和模拟信号 之间进行多次转换。 把数字信号转换为模拟信号称为调制。 把模拟信号还原为数字信号称为解调。 完成调制和解调的设备叫做调制解调器，也称为 Modem 。
成都工业学院
计算机导论
模拟信号
模拟信号是一种连续变化的波，模拟信号的基本特征是频 率和振幅。
在传送模拟信号时，每隔一定的距离就要通过放大器来增强信 号的强度，但与此同时，由噪声引起的信号失真也随之放大。 传输距离增大时，多级放大器的串联会导致失真的叠加，从而 使得信号的失真越来越大。
成都工业学院
计算机导论
第 12 章 计算机通信——信息的编码
成都工业学院
计算机导论
第 12 章 计算机通信——寻址
1. MAC地址 网络中的每一个主机都有一个物理地址，也称硬件地址 或 MAC 地址（Media Access Address，介质访问地址）。 MAC地址是一个全局地址，而且要保证世界范围内唯一。 主机的MAC地址实际上是其连网所用的网卡上的地址，通常 每一块网卡都带有一个全球唯厂商要向IEEE的注册管理委 员会购买地址的前3个字节，作为生产厂商的唯一标识，后3 个字节由生产厂商自行分配，并在生产网卡时固化在ROM中。
第 12 章 计算机通信——概述
通信协议
计算机通信系统由多个互联的节点组成，通信各节点之 间传送的信号必须要有一些基本的规则。 就像使用不同语言的人之间需要一种通用语言才能交流 一样，网络节点之间的通信也需要一种通信双方都能理解 的通用语言，遵守一些事先约定好的规则，这种通用语言 和规则就是通信协议。
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计算机导论
第 12 章 计算机通信——信息的编码
调制与解调
在实际的通信过程中，往往需要在数字信号和模拟信号 之间进行多次转换。 把数字信号转换为模拟信号称为调制。 把模拟信号还原为数字信号称为解调。 完成调制和解调的设备叫做调制解调器，也称为 Modem 。
成都工业学院
计算机导论
模拟信号
模拟信号是一种连续变化的波，模拟信号的基本特征是频 率和振幅。
在传送模拟信号时，每隔一定的距离就要通过放大器来增强信 号的强度，但与此同时，由噪声引起的信号失真也随之放大。 传输距离增大时，多级放大器的串联会导致失真的叠加，从而 使得信号的失真越来越大。
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计算机导论
第 12 章 计算机通信——信息的编码
成都工业学院
计算机导论
第 12 章 计算机通信——寻址
教学课件 大学计算机--袁方
• 输入输出装置主要用穿孔卡片，速度很慢。
1.2.1 第一代电子计算机
• 应用领域
– 主要用于科学计算。
• 代表机型
– IBM公司的IBM 700系列。
1.2.2 第二代电子计算机
• 主要特点
– 用晶体管代替了电子管。 – 采用磁芯存储器作主存，采用磁盘与磁带作辅存。 – 出现了Fortran等高级语言；出现了监控程序。 – 作为现代计算机体系结构的许多新技术相继出现。 – 出现了超级计算机。
• 计算机辅助系统
– 计算机辅助设计（CAD)、计算机集成制造系统 （CIMS）、计算机辅助软件工程（CASE）、计算机 辅助教学（CAI）。
• 网络应用
– 截至2016年12月，我国网民规模达到7.31亿人。 – 网络已广泛应用于人们的工作、生活和休闲娱乐中。
学 习 愉 快！
第1章 计算机发展简史
1.2.8 计算机的特点
• 记忆能力强
– 如果按纯文本方式存储，1TB的硬盘可以存储50万册 100万字的大部头书籍。
• 判断能力好
– 计算机和人下棋/机器人足球比赛。
1.2.8 计算机的特点
• 自动运行
– 在程序控制下自动运行，这也是计算机最本质 的特点。
1.2.9 计算机的应用领域
• 科学计算
运筹帷幄之中，决胜千里之外。 • 算盘：从唐朝一直延续到现在，仍有人在使用。
1.1.2 机械计算机
• 1642年，法国科学家帕斯卡发明了齿轮式能实现加减法运 算的机械计算机Pascaline。
• 1673年，德国数学家莱布尼茨建造了一台能进行加减乘除 四则运算的机械式手摇计算机。
1.1.3 机械计算机
• 1904年，英国物理学家佛来明研制出世界上第一只真空二 极管；1906年，美国工程师福雷斯特发明了具有放大作用 的真空三极管。
1.2.1 第一代电子计算机
• 应用领域
– 主要用于科学计算。
• 代表机型
– IBM公司的IBM 700系列。
1.2.2 第二代电子计算机
• 主要特点
– 用晶体管代替了电子管。 – 采用磁芯存储器作主存，采用磁盘与磁带作辅存。 – 出现了Fortran等高级语言；出现了监控程序。 – 作为现代计算机体系结构的许多新技术相继出现。 – 出现了超级计算机。
• 计算机辅助系统
– 计算机辅助设计（CAD)、计算机集成制造系统 （CIMS）、计算机辅助软件工程（CASE）、计算机 辅助教学（CAI）。
• 网络应用
– 截至2016年12月，我国网民规模达到7.31亿人。 – 网络已广泛应用于人们的工作、生活和休闲娱乐中。
学 习 愉 快！
第1章 计算机发展简史
1.2.8 计算机的特点
• 记忆能力强
– 如果按纯文本方式存储，1TB的硬盘可以存储50万册 100万字的大部头书籍。
• 判断能力好
– 计算机和人下棋/机器人足球比赛。
1.2.8 计算机的特点
• 自动运行
– 在程序控制下自动运行，这也是计算机最本质 的特点。
1.2.9 计算机的应用领域
• 科学计算
运筹帷幄之中，决胜千里之外。 • 算盘：从唐朝一直延续到现在，仍有人在使用。
1.1.2 机械计算机
• 1642年，法国科学家帕斯卡发明了齿轮式能实现加减法运 算的机械计算机Pascaline。
• 1673年，德国数学家莱布尼茨建造了一台能进行加减乘除 四则运算的机械式手摇计算机。
1.1.3 机械计算机
• 1904年，英国物理学家佛来明研制出世界上第一只真空二 极管；1906年，美国工程师福雷斯特发明了具有放大作用 的真空三极管。
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第十二章 计算机技术 §12.1 历史的源流
巴贝奇（Charles Babbage ）英 国数学家。1792年12月26日生于 德文郡廷茂斯；1871年10月18日 卒于伦敦。他自修数学，1810年 入剑桥大学学习。1822年，他设 计了一台差分机模型。1834年， 他提出一种“分析机”的构想， 与计算机的最后实现已经十分接 近，故被后人尊称为“计算机先 驱者之父”。
算机的大量生产，电子计算机进入第二代。之
后，集成电路的出现及其大规模化又把计算机
推向第三代、第四代。
12.3.1 晶体管与第二代计算机的问世 晶体管问世 肖克利，1936年来到AT&T贝尔实验室工作，与布拉 顿合作研究项目，希望能研制一种取代电子管的新器 件。 1947年圣诞节前夕，布拉顿和巴丁得到了一个有放大 肖克利 作用的新电子器件，这种器件被他们命名为“晶体 管”。 肖克利在同伴成功的激励下继续研究，一年后发明了 一种“结型晶体管”，成为现代晶体管的始祖。为此， 肖克利、布拉顿和巴丁分享了1956年诺贝尔物理奖。
第一代计算机的出现实质上也标志着程序语言的开始
机器语言：计算机能识别的二进制机器代码。
汇编语言：用助记符号来表示机器指令的操作符与操作数。
高级语言：FORTRAN和COBOL等，在二、三代计算机 上才得到了广泛应用。
§12.3 从第二代到第四代
在经历了第一代计算机的实用化发展时期后，
从20世纪60年代开始，计算机技术开始得到了 更进一步的加速发展。1960年，随着晶体管计
12.3.3 大规模集成电路的问世与第四代计算机 • • • 1968年，威斯汀豪斯公司和美国无线电公司研制出互补
金属半导体集成电路(CMOS)。
由于MOS集成电路的能耗低、工艺简单、集成度高，使 得集成电路业在1967年进入了大规模集成电路时代。 大规模集成电路的出现，为20世纪70年代第四代计算机 的出现奠定了实质性的基础。
他硬件方面也有很大进步。第二代计算机引入快速磁芯存
储器和磁鼓、磁带、磁盘外存储器等，从而全面提高了计 算机的性能与可靠性。第二代计算机的速度从电子管的几
千次提高到几十万次以上，但重量、体积、功耗和售价却
成倍减少。因此，晶体管计算机的出现无疑是计算机技术 发展史上的一次伟大革命。
12.3.2 IBM360——第三代计算机的里程碑 • 集成电路的问世催生了微电子产业，采用集成电路作为逻 辑元件成为第三代计算机的最重要特征。作为第三代计算 机的杰出代表，IBM360为IBM带来了极大成功，“IBM”几 乎成为计算机的代名词。 作为第三代计算机的典型代表， IBM360是迄今在历史上影响最 大的一个通用计算机系列，其 最大的特点是通用化、系列化、 标准化。通过IBM360系统， IBM进一步巩固了它在世界计 算机市场的领导地位。 第三代电子计算机代表机型 IBM360计算机系统
想。按照科学家们的估计，制造一台电子计算机所需
的经费为15万美元，这在当时是一笔巨款，因此遭到 了军方内部很多人的坚决反对。然而，美国著名数学
家维伯伦博士坚定地站到了支持者的行列里，他最终
说服了美国军方。 • 经过两年多的紧张研制，第一台电子计算机终于在 1946年2月14日问世。埃克特和莫克利也因共同研制 成功ENIAC而名垂青史。
超级计算机又称高性能计算机、巨型计算机，是世界公认 的高新技术制高点和21世纪最重要的科学领域之一。当今 世界，高性能计算已成为理论和试验之外的第三种科学研 究手段，是推动科技创新和经济社会发展的战略高技术。
各大国纷纷投入巨资研制开发超级计算机系统，以提升综
合国力和科技竞争力。
美国总统信息技术顾问委员会2005年6月对总统提交的报告， 报告中说：计算科学对国家保持科学研究领导地位、提高经济 竞争力以及维护国土安全发挥了重要作用。该委员会确信，计 算科学是21世纪最重要的技术领域之一，因为它对整个社会的 进步起着基础性的作用。
斯特因发明三极管而被称为 “无线电之父”。
12.2.2 战火催生的庞然大物——ENIAC的诞生
二战爆发后，美国陆军军械
部为研制和开发新型大炮， 在马里兰州的阿伯丁设立了 “弹道研究实验室”。
埃克特（右）和莫克利（左）
• 为了解决繁重的计算问题，宾夕法尼亚大学莫尔电机
学院的莫克利博士提出了试制第一台电子计算机的设
计算机先驱者之父巴贝奇 (Charles Babbage, 1791-1871)
1833年，巴贝奇构想了一种新 型的分析机(Analyfical Engine) 。 该分析机由四个基本部件构成： 存储库、运算室、传送机构和 送入取出机构。因此说，巴贝 奇的分析机的重大贡献在于它 包括了现代计算机的五大装置： 输入、控制、运算、存储和输 出装置。目前，国际计算机界 公认巴贝奇为当之无愧的计算 机之父。
•
1973年开始运行的 I LLI AC – IV 是第一台全面采用大 规模集成电路作为逻辑元件和存储器的计算机，它标志
着计算机真正发展到了第四代。
•
1975年美国阿姆尔公司研制成功的470V/6和随后日本富 士通生产的M-190机，是全面采用大规模集成电路的比 较有代表性的第四代计算机。
12.3.4 巨型计算机 • • 第四代电子计算机一个引人注目的成就就是巨型机的发展。
机强大的计算能力和模拟技术，大量的实验可以通
过计算机计算和模拟而省去，周期可以缩短到3～6 个月。”
•在石油勘探领域，巨型计算机也发挥着重要的作用。 1983年面世的“银河一号”巨型计算机，其当时研制
的主要目的就是为了石油勘测。“我们当时要从美国
进口相关的计算机，但是美国人不允许我们进核心控 制室。所以，国家当时就下定决心要研制出自己的巨 型计算机。”
DEC创始人 肯· 奥尔森（Ken Olsen）“小型机之父”
随着第三代计算机的出现，系统的各方面性能都得到了提高。 1. 2. 3. 4. 更高的处理速度 更高的精确性 联机系统与分时系统的出现 更高的性能价格比
第三代计算机的出现，还使计算机程序与软件取得了重大进展。 1. 2. 3. 高级语言的进一步发展 操作系统的出现 各种应用软件争相问世
第一只晶体管
•
第二代晶体管计算机问世
1954年5月24日，贝尔实 1955年执行的Stretch（上）和LARC 验室使用800只晶体管组装了 （下）在商业上都不成功，但在设计 世界上第一台晶体管计算机 中采用了大量新思想，为开发第三代 计算机打下了良好的基础。 TRADIC。
•
第二代晶体管计算机问世
而美国国家研究委员会计算机科学与通信部2004年11月也 提交过以下报告：为满足美国现在和未来的需求，政府部门应 该和国会一起在加速超级运算发展和确保国家在持有多个强有 力的软硬件供应方面担负起主要职责。
从这两份报告中，可以充分表明美国以及世界各国对发展 巨型计算机重要意义的认识。
2009年10月29日我国首台由103个机柜组成、占地
科研人员在对“天河一号”超级计算机在精选系统测试
“天河一号”有哪些特点？
12.2.4 第一代计算机 在计算机技术的发展历史上，人们把根据EDVAC设计 方案制造出来的电子管计算机称为第一代计算机。 莫克利和埃克特再次联袂制造的 UNIVAC，于1951年6月14日正式 移交给了美国人口普查局使用。 这 台机器是第一代电子管计算机趋于 成熟的标志。它标志着人类社会从 此进入了计算机时代，因为电脑最 终走出了科学家的实验室，直接为 千百万人民大众事业服务。
1884年，爱迪生发现了碳棒 1904年，英国人弗莱明发明了 灯泡照明过程中的热电子放 真空二极管。他的发明得益于 射现象，即“爱迪生效应”。 爱迪生发现的“爱迪生效应”。
1906年，美国人德弗雷斯特 发明了电子三极管。德弗雷
1939年，阿塔纳索夫设 计并试制数字电子计算 机的样机“ABC机”， 但未能完工。
•
第三代计算机中的一支重要新秀——小型计算机 1. 1957年，出身于麻省理工学院的奥 尔森与其同伴创立了数字设备公司 (DEC)，其目标是制造和销售体积 较小、价格较低廉的计算机。 2. 1960年该公司生产了第一台小型计 算机PDP-1。 3. 1965年5月，公司推出12位、4千字 节存储器的新机型PDP-8，售价约 15000美元，是当时最低。PDP-8作 为首批大量生产的真正小型计算机， 引起了巨大的反响。
“ENIAC” 内部有成千上万 个电子管、二极管、电阻器
等元件，电路的焊接点多达 50万个；在机器表面，则布 满电表、电线和指示灯。它 的耗电量超过174千瓦小时， 使用时全镇的电灯都会变暗。
世界上第一台电子计算机 “ENIAC”诞生在情人节
然而，“埃尼阿克”的计算速度却是手工计算的20万倍、 继电器计算机的1000倍。美国军方也从中尝到了甜头，因
为它计算炮弹弹道只需要3秒钟，而在此之前，则需要200 人手工计算两个月。除了常规的弹道计算外，它后来还涉 及诸多的科研领域，曾在第一颗原子弹的研制过程中发挥 了重要作用。
12.2.3 冯•诺伊曼与EDVAC
1945年6月，冯·诺依曼与戈德斯坦、勃 克斯等人，联名发表了一篇长达101页纸 的报告《关于EDVAC的报告草案》，即计 算机史上著名的“101页报告”，直到今 天，仍然被认为是现代电脑科学发展里 程碑式的文献。
的研制周期可以缩短为3～5年。“一种新药可以改变 人类的命运，比如盘尼西林，就以其广谱抗菌能力， 挽救了无数人的生命。”
• 在飞机制造领域，巨型计算机也发挥了不可替代的 作用。以前，飞机确定外形需要在风洞中进行大量
实验。“比如，某型波音飞机在确定外形前就在风
洞中进行了3年的定型试验。而现在，通过巨型计算
现代计算机之父冯•诺伊曼
报告明确规定出计算机的五大部件，并用二进制替代十进制运
算。EDVAC方案的革命意义在于“存储程序”，以便电脑自动 依次执行指令。EDVAC方案的主要内容是确定了计算机由
巴贝奇（Charles Babbage ）英 国数学家。1792年12月26日生于 德文郡廷茂斯；1871年10月18日 卒于伦敦。他自修数学，1810年 入剑桥大学学习。1822年，他设 计了一台差分机模型。1834年， 他提出一种“分析机”的构想， 与计算机的最后实现已经十分接 近，故被后人尊称为“计算机先 驱者之父”。
算机的大量生产，电子计算机进入第二代。之
后，集成电路的出现及其大规模化又把计算机
推向第三代、第四代。
12.3.1 晶体管与第二代计算机的问世 晶体管问世 肖克利，1936年来到AT&T贝尔实验室工作，与布拉 顿合作研究项目，希望能研制一种取代电子管的新器 件。 1947年圣诞节前夕，布拉顿和巴丁得到了一个有放大 肖克利 作用的新电子器件，这种器件被他们命名为“晶体 管”。 肖克利在同伴成功的激励下继续研究，一年后发明了 一种“结型晶体管”，成为现代晶体管的始祖。为此， 肖克利、布拉顿和巴丁分享了1956年诺贝尔物理奖。
第一代计算机的出现实质上也标志着程序语言的开始
机器语言：计算机能识别的二进制机器代码。
汇编语言：用助记符号来表示机器指令的操作符与操作数。
高级语言：FORTRAN和COBOL等，在二、三代计算机 上才得到了广泛应用。
§12.3 从第二代到第四代
在经历了第一代计算机的实用化发展时期后，
从20世纪60年代开始，计算机技术开始得到了 更进一步的加速发展。1960年，随着晶体管计
12.3.3 大规模集成电路的问世与第四代计算机 • • • 1968年，威斯汀豪斯公司和美国无线电公司研制出互补
金属半导体集成电路(CMOS)。
由于MOS集成电路的能耗低、工艺简单、集成度高，使 得集成电路业在1967年进入了大规模集成电路时代。 大规模集成电路的出现，为20世纪70年代第四代计算机 的出现奠定了实质性的基础。
他硬件方面也有很大进步。第二代计算机引入快速磁芯存
储器和磁鼓、磁带、磁盘外存储器等，从而全面提高了计 算机的性能与可靠性。第二代计算机的速度从电子管的几
千次提高到几十万次以上，但重量、体积、功耗和售价却
成倍减少。因此，晶体管计算机的出现无疑是计算机技术 发展史上的一次伟大革命。
12.3.2 IBM360——第三代计算机的里程碑 • 集成电路的问世催生了微电子产业，采用集成电路作为逻 辑元件成为第三代计算机的最重要特征。作为第三代计算 机的杰出代表，IBM360为IBM带来了极大成功，“IBM”几 乎成为计算机的代名词。 作为第三代计算机的典型代表， IBM360是迄今在历史上影响最 大的一个通用计算机系列，其 最大的特点是通用化、系列化、 标准化。通过IBM360系统， IBM进一步巩固了它在世界计 算机市场的领导地位。 第三代电子计算机代表机型 IBM360计算机系统
想。按照科学家们的估计，制造一台电子计算机所需
的经费为15万美元，这在当时是一笔巨款，因此遭到 了军方内部很多人的坚决反对。然而，美国著名数学
家维伯伦博士坚定地站到了支持者的行列里，他最终
说服了美国军方。 • 经过两年多的紧张研制，第一台电子计算机终于在 1946年2月14日问世。埃克特和莫克利也因共同研制 成功ENIAC而名垂青史。
超级计算机又称高性能计算机、巨型计算机，是世界公认 的高新技术制高点和21世纪最重要的科学领域之一。当今 世界，高性能计算已成为理论和试验之外的第三种科学研 究手段，是推动科技创新和经济社会发展的战略高技术。
各大国纷纷投入巨资研制开发超级计算机系统，以提升综
合国力和科技竞争力。
美国总统信息技术顾问委员会2005年6月对总统提交的报告， 报告中说：计算科学对国家保持科学研究领导地位、提高经济 竞争力以及维护国土安全发挥了重要作用。该委员会确信，计 算科学是21世纪最重要的技术领域之一，因为它对整个社会的 进步起着基础性的作用。
斯特因发明三极管而被称为 “无线电之父”。
12.2.2 战火催生的庞然大物——ENIAC的诞生
二战爆发后，美国陆军军械
部为研制和开发新型大炮， 在马里兰州的阿伯丁设立了 “弹道研究实验室”。
埃克特（右）和莫克利（左）
• 为了解决繁重的计算问题，宾夕法尼亚大学莫尔电机
学院的莫克利博士提出了试制第一台电子计算机的设
计算机先驱者之父巴贝奇 (Charles Babbage, 1791-1871)
1833年，巴贝奇构想了一种新 型的分析机(Analyfical Engine) 。 该分析机由四个基本部件构成： 存储库、运算室、传送机构和 送入取出机构。因此说，巴贝 奇的分析机的重大贡献在于它 包括了现代计算机的五大装置： 输入、控制、运算、存储和输 出装置。目前，国际计算机界 公认巴贝奇为当之无愧的计算 机之父。
•
1973年开始运行的 I LLI AC – IV 是第一台全面采用大 规模集成电路作为逻辑元件和存储器的计算机，它标志
着计算机真正发展到了第四代。
•
1975年美国阿姆尔公司研制成功的470V/6和随后日本富 士通生产的M-190机，是全面采用大规模集成电路的比 较有代表性的第四代计算机。
12.3.4 巨型计算机 • • 第四代电子计算机一个引人注目的成就就是巨型机的发展。
机强大的计算能力和模拟技术，大量的实验可以通
过计算机计算和模拟而省去，周期可以缩短到3～6 个月。”
•在石油勘探领域，巨型计算机也发挥着重要的作用。 1983年面世的“银河一号”巨型计算机，其当时研制
的主要目的就是为了石油勘测。“我们当时要从美国
进口相关的计算机，但是美国人不允许我们进核心控 制室。所以，国家当时就下定决心要研制出自己的巨 型计算机。”
DEC创始人 肯· 奥尔森（Ken Olsen）“小型机之父”
随着第三代计算机的出现，系统的各方面性能都得到了提高。 1. 2. 3. 4. 更高的处理速度 更高的精确性 联机系统与分时系统的出现 更高的性能价格比
第三代计算机的出现，还使计算机程序与软件取得了重大进展。 1. 2. 3. 高级语言的进一步发展 操作系统的出现 各种应用软件争相问世
第一只晶体管
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第二代晶体管计算机问世
1954年5月24日，贝尔实 1955年执行的Stretch（上）和LARC 验室使用800只晶体管组装了 （下）在商业上都不成功，但在设计 世界上第一台晶体管计算机 中采用了大量新思想，为开发第三代 计算机打下了良好的基础。 TRADIC。
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第二代晶体管计算机问世
而美国国家研究委员会计算机科学与通信部2004年11月也 提交过以下报告：为满足美国现在和未来的需求，政府部门应 该和国会一起在加速超级运算发展和确保国家在持有多个强有 力的软硬件供应方面担负起主要职责。
从这两份报告中，可以充分表明美国以及世界各国对发展 巨型计算机重要意义的认识。
2009年10月29日我国首台由103个机柜组成、占地
科研人员在对“天河一号”超级计算机在精选系统测试
“天河一号”有哪些特点？
12.2.4 第一代计算机 在计算机技术的发展历史上，人们把根据EDVAC设计 方案制造出来的电子管计算机称为第一代计算机。 莫克利和埃克特再次联袂制造的 UNIVAC，于1951年6月14日正式 移交给了美国人口普查局使用。 这 台机器是第一代电子管计算机趋于 成熟的标志。它标志着人类社会从 此进入了计算机时代，因为电脑最 终走出了科学家的实验室，直接为 千百万人民大众事业服务。
1884年，爱迪生发现了碳棒 1904年，英国人弗莱明发明了 灯泡照明过程中的热电子放 真空二极管。他的发明得益于 射现象，即“爱迪生效应”。 爱迪生发现的“爱迪生效应”。
1906年，美国人德弗雷斯特 发明了电子三极管。德弗雷
1939年，阿塔纳索夫设 计并试制数字电子计算 机的样机“ABC机”， 但未能完工。
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第三代计算机中的一支重要新秀——小型计算机 1. 1957年，出身于麻省理工学院的奥 尔森与其同伴创立了数字设备公司 (DEC)，其目标是制造和销售体积 较小、价格较低廉的计算机。 2. 1960年该公司生产了第一台小型计 算机PDP-1。 3. 1965年5月，公司推出12位、4千字 节存储器的新机型PDP-8，售价约 15000美元，是当时最低。PDP-8作 为首批大量生产的真正小型计算机， 引起了巨大的反响。
“ENIAC” 内部有成千上万 个电子管、二极管、电阻器
等元件，电路的焊接点多达 50万个；在机器表面，则布 满电表、电线和指示灯。它 的耗电量超过174千瓦小时， 使用时全镇的电灯都会变暗。
世界上第一台电子计算机 “ENIAC”诞生在情人节
然而，“埃尼阿克”的计算速度却是手工计算的20万倍、 继电器计算机的1000倍。美国军方也从中尝到了甜头，因
为它计算炮弹弹道只需要3秒钟，而在此之前，则需要200 人手工计算两个月。除了常规的弹道计算外，它后来还涉 及诸多的科研领域，曾在第一颗原子弹的研制过程中发挥 了重要作用。
12.2.3 冯•诺伊曼与EDVAC
1945年6月，冯·诺依曼与戈德斯坦、勃 克斯等人，联名发表了一篇长达101页纸 的报告《关于EDVAC的报告草案》，即计 算机史上著名的“101页报告”，直到今 天，仍然被认为是现代电脑科学发展里 程碑式的文献。
的研制周期可以缩短为3～5年。“一种新药可以改变 人类的命运，比如盘尼西林，就以其广谱抗菌能力， 挽救了无数人的生命。”
• 在飞机制造领域，巨型计算机也发挥了不可替代的 作用。以前，飞机确定外形需要在风洞中进行大量
实验。“比如，某型波音飞机在确定外形前就在风
洞中进行了3年的定型试验。而现在，通过巨型计算
现代计算机之父冯•诺伊曼
报告明确规定出计算机的五大部件，并用二进制替代十进制运
算。EDVAC方案的革命意义在于“存储程序”，以便电脑自动 依次执行指令。EDVAC方案的主要内容是确定了计算机由