第1章计算机概论

2) 冯·诺依曼和程序存储方式 诺依曼和程序存储方式
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2. 电子计算机的发展历程
1) 电子真空管及继电器作为逻辑元件
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EDVAC、UNIVAC、IBM701等 、 、 等 贝尔实验室发明晶体管 TRADIC、IBM7090 、 计算速度几十万次 存储器的革命, 容量10万字节以上 存储器的革命 容量 万字节以上
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三. 未来的计算机
1. 电子计算机的发展方向
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1) 2) 3) 4)
微型化: 微型化 LSI和VSI,走入千家万户 和 走入千家万户 巨型化: 速度高,容量大 容量大,功能完善 巨型化 速度高 容量大 功能完善 网络化: 网络化 实现信息传递和资源共享 智能化: 智能化 模拟人的思维活动
计算数学： 计算数学：研究数值计算方法 计算机： 计算机：计算数学强有力的工具 理论研究： 理论研究：无法求得理论解 科学实验： 科学实验：难以应用实验手段 可以进行计算
科学计算是第三种科学手段
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计算机是人类计算能力的延伸
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科学和工程计算的步骤
建立数学模型 探索有效的计算方法 计算方法的理论分析 编写程序进行计算 数值模型问题的计算
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分时操作系统 实时操作系统 并行操作系统 网络操作系统 分布式操作系统
5) 数据库、集成开发环境 数据库、
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4. 微型计算机
1) 处理器芯片
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Intel 4004微处理器 微处理器 8080~P4 ALTAIR 8800 第一台微机 苹果机 IBM PC
2)微机的代表 微机的代表(PC) 微机的代表
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人-机系统 机系统 技术手段+现代管理思想 技术手段 现代管理思想
» 计算机技术 » 信息技术 » 管理技术 » 决策技术
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辅助管理和决策
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二. 信息管理
3. 企业信息系统 1)产生背景：现代化的大生产给机械制造业 产生背景： 产生背景 带来了许多困难
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原材料不能准时供应 零部件生产不配套 产品生产周期过长， 产品生产周期过长，劳动率下降 资金积压严重， 资金积压严重，周转期长 市场和客户的要求多变， 市场和客户的要求多变，使企业经营计划系统 难以适应
1. 信息的编码表示 (1) 数值
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1) 绝对值 转化为二进制 绝对值: 正负号: 正负号 编码 小数点: 小数点 定点 2) BCD码 码 位二进制代码表示1位十进制数 用4位二进制代码表示 位十进制数 位二进制代码表示 例如: 例如 0----0000 9----1001
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1 1 1 1 = 1 − + − + − ... 4 3 5 7 9
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二. 信息管理
1. 信息处理的发展
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数据处理系统 办公自动化（ ） 办公自动化（OA）系统 管理信息系统( 管理信息系统( MIS) 例：零售业霸主沃尔玛
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二. 信息管理
2. MIS概念要点 概念要点
1. 科学与工程计算 2. 信息处理 3. 过程控制 4. 计算机辅助系统 5. 多媒体技术应用 6. 计算机通信和网络应用 7. 人工智能
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计算机典型应用领域介绍
一. 科学与工程计算 二. 信息管理 三. 电子商务
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一. 科学和工程计算
计算数学+计算机 计算数学 计算机
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科学计算
2) 广义信息论：信息科学 广义信息论：
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一. 信息科学及信息技术
2. 信息技术革命
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1)文字的使用 文字的使用 2)印刷术的发明 印刷术的发明 3)电话 3)电话、广播和电视的使用 电话、 4)计算机与通信相结合的信息技术 计算机与通信相结合的信息技术
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二. 基于计算机的信息处理
二. 电子计算机时代
1. 电子计算机的诞生 1) ENIAC
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30吨，1500平方英尺，150千瓦 吨 平方英尺， 千瓦 平方英尺 主频仅为0.1MHz—比炮弹还要快的计算机 主频仅为 比炮弹还要快的计算机 编程通过线路连接实现---体力活 编程通过线路连接实现 体力活 电子计算机诞生的标志 将程序事先存放: 将程序事先存放 自动计算
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二. 信息管理
2) 企业信息系统和现代管理方法 (1)物料需求计划 物料需求计划MRP 物料需求计划
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(Material Requirement Planning) 通过主生产调度，物料用量清单、库存、 通过主生产调度，物料用量清单、库存、 未交货单等资料，计算未来的物料需求。 未交货单等资料，计算未来的物料需求。
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计算π（ ） 例：计算 （续2）
公式(1)的编程实现： 公式 的编程实现： 的编程实现
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π
int s = 1; double n = 1.0, t = 1.0, pi = 0.0; while(fabs(t)>=1e-10) { pi = pi+t; n = n+2; s = -s; t = s/n; }
二. 基于计算机的信息处理
(2) 字符
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1) 标准编码: ASCII码 标准编码 码 2) 编码组成 1个字节 编码组成: 个字节 7位码 基本 位码:基本 8位码 扩充 位码: 位码 基本ASCII 位码 扩充ASCII 3) 包含字符 字母 A~Z, a~z 包含字符: 字母: 数字: 数字 0~9 标点符号及运算符号 控制符
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π= ？
的求值， 例：π的求值，古老的计算问题 的求值的历史
公元前250年，古希腊，阿基米德，≈3.14 年 古希腊，阿基米德， 公元前 公元480年，祖冲之，3.1415926~3.1415927 公元 年 祖冲之， 1609年，德国，Ludolph Van Ceulen，35位小数 年 德国， ， 位小数 1874年，William Shanks，707位小数 位小数(527位正确 位正确) 年 ， 位小数 位正确 1949年，ENIAC，2,037位小数 年 ， 位小数 1958年，IBM 704，10,000位小数 年 ， 位小数 1961年，IBM 7090，100,265位小数 年 ， 位小数 1973年，CDC 7600，1,001,250位小数 年 ， 位小数 1999年，HITACHI SR8000，206,158,430,000位小 年 ， 位小 数
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π求值的方法 求值的方法
•实验法 •几何法 •分析法（计算数学）
•计算机运算法：使用分析法得到公式，通 过计算机进行计算
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例：π的计算方法 的计算方法
1 1 1 1 π 1 1 2 1 2 3 = 1 − + − + − ... = 1 + + × + × × + ... (1) (2) 4 3 5 7 9 2 3 3 5 3 5 7 1 1 Machin公式 (3) π = 16arctg − 4arctg 5 239 2 n −1 x3 x5 x7 n −1 x arctgx = x − + − + ... + (− 1) 3 5 7 2n − 1 9801 (4) π = ∞ Ramanujan公式 (4n )! × (1103 + 26390n ) 2 2 ∑ 4n 4 99 4 n n = 0 4 (n!) 426880 10005 (5) π = ∞ Chudnovsky公式 (6n )!(545140134n + 13591409) ∑ (n!)3 (3n)!(− 640320)3n n =0
2) 晶体管计算机
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2. 电子计算机的发展历程
3) 集成电路计算机
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1958年，基尔比和诺伊斯发明集成电路 年 微程序控制、系列兼容、流水线技术、 微程序控制、系列兼容、流水线技术、 高速缓存 IBM S/360系列 系列 计算机分化为大型机,小型机 巨型机和微 计算机分化为大型机 小型机,巨型机和微 小型机 型机
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一. 计算和计算装置的发展
1. 算筹和算盘 2. 计算尺和机械计算机 图1-2、图1-3 、 3. 机电式计算机 图1-4 4. 计算机的理论基石
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数理逻辑: 计算机逻辑设计的理论根据 数理逻辑 图灵机: 图灵机 数学模型和二进制 开关电路理论: 开关电路理论 逻辑运算的实现
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5.中国计算机的发展 中国计算机的发展
1)科学计算 科学计算
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103机、104机、107机、109乙机、109丙 机 乙机、 丙 机 机 乙机 机、119机 机 银河、曙光、神威系列 银河、曙光、
2)高性能计算机 高性能计算机
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3) 微机：长城 微机：长城0520CH 4) 芯片：龙芯 芯片： 5) 软件 CCDOS、WPS 软件: 、
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π
计算π（ ） 例：计算 （续1）
理论分析： 理论分析：
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公式（1）计算量小，程序编制简单，收敛很慢； 公式（ ）计算量小，程序编制简单，收敛很慢； 公式（ ）计算量不大，收敛较快， 公式（2）计算量不大，收敛较快，程序编制较 简单； 简单； Machin公式每计算一项可以得到 位的十进制 公式每计算一项可以得到1.4位的十进制 公式每计算一项可以得到 精度，收敛较快，容易在计算机上编程实现； 精度，收敛较快，容易在计算机上编程实现； Ramanujan公式和 公式和Chudnovsky公式收敛更快， 公式收敛更快， 公式和 公式收敛更快 但程序实现比较复杂。 但程序实现比较复杂。