信息学奥赛知识点(一)—计算机基础知识【转载】
1.计算机发展史
年代 | 原件 | |||
第一代 | 1946-1958 | 电子管 | ||
第二代 | 1959-1964 | 晶体管 | ||
第三代 | 1965-1970 | 集成电路 | ||
第四代 | 1971—~ | 大规模集成电路 |
2.世界上第一台电子计算机
时间:1946年2月
地点:美国宾夕法尼亚大学
名字: ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)
描述:占地170平方米,重30吨,使用了18000多电子管,每秒可以进行5000多次加法运算。是世界上第一台通用计算机,也是继ABC(阿塔纳索夫-贝瑞计算机)之后的第二台电子计算机,是图灵完全的电子计算机。
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3.冯诺依曼理论
1944年,美籍匈牙利数学家 冯·诺依曼 提出计算机基本结构和工作方式的设想,为计算机的诞生和发展提供了理论基础。时至今日,尽管计算机软硬件技术飞速发展,但计算机本身的体系结构并没有明显的突破,当今的计算机仍属于冯·诺依曼架构。
冯·诺依曼理论要点:
1、计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5部分组成。
2、存储程序思想——把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序,然后把程序和数据一起输入计算机,计算机对已存入的程序和数据处理后,输出结果。
4.冯诺依曼结构
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冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构,提出了计算机制造的三个基本原则,即采用二进制逻辑、程序存储执行以及计算机由五个部分组成(运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备),这套理论被称为冯·诺依曼体系结构。
5.计算机分类
按照其规模和处理能力分可以分为:巨型机,大型机,中型机,小型机,微型机。
巨型机:高速度,大容量,配有多种外部设备及丰富的,高功能系统软件。如我国首台千万亿次超级计算机“天河一号”。在2016年6月TOP500组织发布的最新一期世界超级计算机500强榜单中,神威·太湖之光超级计算机和天河二号超级计算机位居前两位。
大、中型机:使用专门处理器的指令集、操作系统和应用软件,大量使用冗余等技术确保其安全性及稳定性。擅长非数值计算。一般大型商业公司使用。
小型机:采用精简指令集处理器,性能和价格介于PC服务器和大型主机之间的一种高性能64位计算机。
小型机与普通服务相比:
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(1)架构完全不一样。
(2)小型机一般都是专用的操作系统。不同公司生产的小型机只能运行特定的操作系统。
(3)小型机比服务器性能要强大很多,稳定性也比较好,年宕机只有几小时
(4)小型机的价格会更贵
微型机:个人计算机,有软件系统和硬件系统组成,能够独立运行完成特定功能的设备。个人计算机不需要共享打印机等也可以独立工作。家用台式机、笔记本电脑、平板电脑等都属于个人计算机范畴。
工作站:是一种高端的通用微型计算机。提供比平常计算机更强的性能。尤其擅长图形处理能力。一般配有高分辨率大屏,高性能存储器。另外,连接到服务器的终端机也可称为工作站。
6.计算机应用
- 科学计算
- 信息处理
- 自动控制
- 计算机辅助技术
计算机辅助设计(CAD)( Computer Aided Design)
计算机辅助制造(CAM)( computer Aided Manufacturing)
计算机辅助教学(CAI)( Computer Aided Instruction)
计算机辅助测试(CAT)( Computer Aided Testing)
另外计算机辅助翻译也称为CAT - 人工智能
- 网络应用
7.计算机相关人物
(1)冯·诺依曼,美籍匈牙利裔科学家、数学家,被誉为“电子计算机之父”。1945年,冯·诺依曼首先提出了“存储程序”的概念和二进制原理,后来人们把利用这种概念和原理设计的电子计算机系统统称为“冯.诺曼型结构”计算机。
(2)艾伦·麦席森·图灵是英国数学家、逻辑学家,他被视为计算机之父。计算机科学之父。提出著名的“图灵机”(Turing Machine)的设想,图灵机”与“冯·诺伊曼机”齐名,被永远载入计算机的发展史中。死于食用浸染过氰化物溶液的苹果。
(3)克劳德·艾尔伍德·香农1916年4月30日诞生于美国密西根州,现代信息论的著名创始人,信息论之父。信息论及数字通信时代的奠基人通信数学模型中,清楚地提出信息的度量问题,改进著名的计算信息熵H的公式。今天在计算机和通信中广泛使用的字节(Byte)、KB、MB、GB等词都是从比特演化而来。
(4)赫伯特•亚历山大•西蒙提出了“物理符号系统假说”PSSH(Physical Symbol System Hypothesis),成为人工智能中影响最大的符号主义学派的创始人和代表人物,而这一学说则鼓励着人们对人工智能进行伟大的探索。
(5)范内瓦·布什是模拟计算机的开创者,信息论之父香农是他的学生,提出了微缩摄影技术和麦克斯储存器(memex)的概念,开创了数字计算机和搜索引擎时代。
(6)林纳斯·托瓦茨:linux之父
(7)蒂姆·伯纳斯·李: 互联网之父。
8.计算机相关奖项
图灵奖:是计算机界的诺贝尔奖。是国际计算机协会(ACM)于1966年设立的,又叫“A.M. 图灵奖”,专门奖励那些对计算机事业作出重要贡献的个人。其名称取自计算机科学的先驱、英国科学家阿兰·图灵,这个奖设立目的之一是纪念这位科学家。获奖者的贡献必须是在计算机领域具有持久而重大的技术先进性的。大多数获奖者是计算机科学家。
历年图灵奖:
年份 | 姓名 | 主要成就 |
1990年 | 费尔南多·考巴托 | CTSS和Multics |
1991年 | 罗宾·米尔纳 | LCF,ML语言,CCS |
1992年 | 巴特勒·兰普森 | 分布式,个人计算环境 |
1993年 | 尤里斯·哈特马尼斯 | 计算复杂度理论 |
1994年 | 爱德华·费根鲍姆 拉吉·瑞迪 | 大规模人工智能系统 |
1995年 | 曼纽尔·布卢姆 | 计算复杂度理论,及其在密码学和程序校验上的应用 |
1996年 | 阿米尔·伯努利 | 时序逻辑,程序与系统验证 |
1997年 | 道格拉斯·恩格尔巴特 | 互动计算 |
1998年 | 詹姆斯·尼古拉·格雷 | 数据库与事务处理 |
1999年 | 弗雷德里克·布鲁克斯 | 计算机体系结构,操作系统,软件工程 |
2000年 | 姚期智(华人) | 计算理论,包括伪随机数生成,密码学与通信复杂度 |
2001年 | 奥利-约翰·达尔 克利斯登·奈加特 | 面向对象编程 |
2002年 | 罗纳德·李维斯特 阿迪·萨莫尔 伦纳德·阿德曼 | 公钥密码学(RSA加密算法) |
2003年 | 艾伦·凯 | 面向对象编程 |
2004年 | 文特·瑟夫 罗伯特·卡恩 | TCP/IP协议 |
2005年 | 彼得·诺尔 | Algol 60语言 |
2006年 | 法兰西斯·艾伦 | 优化编译器 |
2007年 | ||
[5] | 爱德蒙·克拉克 艾伦·爱默生 约瑟夫·斯发基斯 | 开发自动化方法检测计算机硬件和软件中的设计错误 |
2008年 | 芭芭拉·利斯科夫 | 编程语言和系统设计的实践与理论 |
2009年 | 查尔斯·萨克尔 | 帮助设计、制造第一款现代PC |
2010年 | 莱斯利·瓦伦特 | 对众多计算理论所做的变革性的贡献 |
2011年 | 朱迪亚·珀尔 | 通过概率论和因果推理(英语:Causal reasoning)对人工智能领域作出的根本性贡献 |
2012年 | 莎菲·戈德瓦塞尔 希尔维奥·米卡利 | 在密码科学领域里,,做出变革性工作; |
2013年 | 莱斯利·兰波特 | 分布式系统 |
2014年 | 迈克尔·斯通布雷克 | 对现代数据库的概念和实践作出的根本性贡献 |
2015年 | 惠特菲尔德·迪菲 | 发明迪菲-赫尔曼密钥交换,对公开密钥加密技术有重大贡献[8]。 |
2016 | 蒂姆·伯纳斯-李 | 万维网(World Wide Web) |
2017 | 轩尼诗 帕特森 | 研究体系架构,确立了RISC处理器的可行性 |
2018 | 约书亚·本吉奥 杰弗里·辛顿 杨立昆 | 深度学习 |
2019 | 艾德文·卡特姆 | 3D 计算机图形学的贡献,以及这些技术对电影制作和计算机生成图像(CGI)等应用的革命性影响 |
计算机先驱奖:IEEE—CS的计算机先驱奖(Computer Pioneer Award)设立于1980年。兼顾了理论与实践,设计与工程实现,硬件与软件,系统与部件。计算机先驱奖打破了社会制度和意识形态的限制,一批前苏联和东欧国家的计算机科学家获得了表彰。
9.计算机与通信技术
第一代通信技术:1G,最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准,制定于上世纪80年代。美国贝尔试验室研制成功了全球第一个移动蜂窝电话系统—先进移动电话系统(AMPS)中国的第一代模拟移动通信系统于1987年11月18日在广东第六届全运会上开通并正式商用,采用的是英国TACS制式。
第二代通信技术:2G,以数字语音传输技术为核心。用户体验速率为10kbps,峰值速率为100kbps。一般定义为无法直接传送如电子邮件、软件等信息;只具有通话和一些如时间日期等传送的手机通信技术规格。不过手机短信在它的某些规格中能够被执行。2G技术基本可被切为两种,一种是基于TDMA所发展出来的以GSM为代表,另一种则是CDMA规格,复用﹙Multiplexing﹚形式的一种。
中国移动:GSM
中国电信:CDMA
中国联通:GSM
第三代通信技术:3G,支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息。3G是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的一代移动通信系统。第三代移动通信采用码分多址技术,现已基本形成了三大主流技术,包括有:W-CDMA.CDMA-2000和TD-SCDMA。这三种技术都属于宽带CDMA技术。GPRS(General Packet Radio Service)可认为是介于第二代和第三代之间的2.5代移动通信系统。
中国移动:TD-SCDMA
中国电信:CDMA2000
中国联通:WCDMA
第四代通信技术: 4G, 是将WLAN技术和3G通信技术进行了很好的结合,使图像的传输速度更快,让传输图像的质量和图像看起来更加清晰。
联通度4G:TD-LTE、FDD-LTE
电信问4G:TD-LTE、FDD-LTE
移动4G:TD-LTE
第五代通信技术:5G,其网络是数字蜂窝网络,数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络,最高可达10Gbit/s,比当前的有线互联网要快,比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍。
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