计算机科学导论概述扩展教程分析.pptVIP

1.3 计算机的应用领域和发展趋势 1.3.1 计算机的应用领域 1．科学研究和科学计算 2．信息传输和信息处理 3．生产过程的自动化控制和管理自动化 4．计算机辅助设计/辅助制造/辅助教学 5．娱乐 1.3.2 计算机的发展趋势 1. 微型化（ microcomputer ） 2. 巨型化（ supercompter ） 3. 网络化（net computer） 4. 智能化 5. 新型计算机 拥有最强的并行计算能力，主要用于科学计算。 在气象、军事、能源等领域承担大规模、高速度的计算任务。 趋势是用许多台计算机构成一台超级计算机。 巨型计算机 83年银河-I 亿次机 92年银河-II 10亿次机 97年银河-III 百亿次机 大中型计算机 具有比小型机更强的数据处理能力。 价格比小型机高。 在银行等最早使用计算机的行业中广泛使用。 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 小型计算机 具有比微机更强的数据处理能力和数据存储能力。 多个用户可以同时使用（多用户，Multi-user）。 目前主要用作服务器。 微型计算机（微机，Microcomputer） 台式计算机（Desktop） 是通用计算机。 通常是由一个用户来使用（单用户，Single-user）。 配有文字、声音、图像等输入输出设备。 可通过网络与其他计算机相连。 高档台式机可充当服务器。 微型计算机（微机，Microcomputer）膝上型电脑（Laptop）/ 笔记本计算机（Notebook） 功能与台式机类似。 一体化结构。 耗电更少，并配有电池，可在没有交流电源的场合使用。 可装在文件包中。 微型计算机（微机，Microcomputer）掌上型电脑（Palmtop）、个人数字助理（PDA, Personal Digital Assistant） 向用户提供专门的功能。 靠电池供电。 可装在衣袋中。 有些已具有无线通信能力。 是嵌入式计算机的一类。 工作站（Workstation） 以联网为标志。 计算能力比台式机更强，特别是在图形处理方面。 价格比台式机高得多。 随着台式机能力的不断提高，有可能被台式机所替代。 服务器（Server） 一种在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备。 可分为文件服务器、通信服务器、打印服务器等。 IBM z 系列z900 服务器 IBM z系列z990服务器 网络计算机（net computer） 一种在网络环境下使用的终端设备，其特点是内容量大、 显示器的性能高、通信功能强，但本机中不一定配置外 存，所需要的程序和数据存储在网络的服务器中。 网络计算机 1.4 计算机科学与技术学科概述1.4.1 计算学科的定义 计算学科是对描述和变换信息的算法过程，包括对理论分析、设计、效率、实现和应用等进行的系统研究。它来源于对算法理论、数理逻辑、计算模型、自动计算机器的研究，并与存储式电子计算机的发明一起形成于20世纪40年代初期。 计算学科的研究包括了从算法与可计算性的研究到根据可计算硬件和软件的实际实现问题的研究。这样，计算学科不但包括从总体上对算法和信息处理过程进行研究的内容，也包括满足给定规格要求的有效而可靠的软硬件设计—它包括所有科目的理论研究实验方法和工程设计。 1.4.2 计算学科的本质 计算学科的根本问题是“什么能被有效地自动进行？”。 计算学科的根本问题讨论的是能行性的有关内容，而凡是与能行性有关的讨论都是处理离散对象的。因为非离散对象(连续对象)是很难进行能行处理的，因此能行性这个计算学科的根本问题决定了计算机本身的结构和它处理的对象都是离散型的，许多连续型的问题也必须在转化为离散型问题以后，才能被计算机处理。例如计算定积分就是把它变成离散量，再用分段求和的方法来处理的。 美国计算机协会(ACM)和美国电气和电子工程学会计算机分会(Institute of Electrical and Electronics Engineers-Computer Society：IEEE-CS)发布了“计算学科2001教程(Computing Curricula 2001：CC2001)”，中国计算机学会和阿全国高等学校计算机教育研究会在学习和研究了CC2001教程后，发布了《中国计算机科学与技术学科教程2002》(China Computing Curricula 2002：CCC2002)，提取了计算学科中具有方法论性质的12个核心概念， 即绑定(Binding)、大问题的复杂性(Complexity of Large Problems)、概念和形式模型(Conceptual and Format Models)、一致性(Consistency)和完