计算机导论 第1章
计算机导论第一章绪论
1.22 我国计算机的发展
ü 1993年10月中科院计算所研制成功曙光一号计算机 ü 1995年以后，研制成功曙光1000/2000/3000/4000A ü 2008年6月，超级计算机曙光5000A研制成功，使用了 6600颗AMD巴塞罗那型4核处理器，峰
值运算速度达到每秒230万亿次，世界高性能计算机排名第十
分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置 。 ü 至今绝大部分的计算机还是采用冯•诺依曼计算机模式。
John von Neumann 冯•诺依曼
1.21 计算机的发展简史 1.第一代计算机（1946年～1958年） ü 逻辑器件使用电子管 ü 运算速度为每秒几千次 ü 没有计算机软件，使用机器语言编制程序 ü 主要用于军事和科学计算 ü 体积大、耗能高、速度慢
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
美籍华裔科学家朱传榘1919年生于天津，1939年 赴美留学，1946年在美国宾夕法尼亚大学与其他5人 共同发明了世界上第一台计算机ENIAC，获得电子和 电 气 工 程 师 协 会 （ IEEE ） 的 “ 计 算 机 先 驱 奖 ” （Computer Pioneer Award）。
1.1 计算机的产生 发展历程 Ø 算筹：以纵横两种排列方式来表示单位数目。表示多位数时，个位用纵式，十位用横式
，百位用纵式，千位用横式，以此类推，遇零则置空。
数字 1 2 3 4 5 6 7 8 9
纵式 横式
1998
1.1 计算机的产生 发展历程 Ø 算盘：通过手动完成从低位到高位的数字传送，数字由算珠的数量表示，数位则由算珠
1.22 我国计算机的发展
【精品】计算机导论_基础知识
两数绝对值的大小，然后用大数减去小数，最后再确定差的符号，换言之，用这样一种 直接的形式进行加运算时， 负数的符号位不能与其数值部分一道参加运算， 而必须利用
单独的线路确定和的符号位。 要实现这些操作， 电路就很复杂， 这显然是不经济实用的。
为了减少设备， 解决机器内负数的符号位参加运算的问题， 算，也就引进了反码和补码这两种机器数。
二、进制之间的转换
非十进制数 –> 十进制数 位权法：把各非十进制数按权展开求和
转换公式： (F)10 =a1× xn-1 + a2× xn-2 + ... +
am-1×x1 + a m× x0 + am+1× x-1 + ...
示例： (1011.1) 2 = 1 ×3２+0×２2 + 1 ×1 +２1 ×0 +２1 × 2-1
8 位、 16
位、 32 位、 64 位。
3) 机器数的分类 根据小数点位置固定与否，机器数又可以分为定点数和浮点数。
数表示整数，而用浮点数表示实数。整理如下： （ 1）整数。
通常，使用定点
认为整数没有小数部分，小数点固定在数的最右边。整数可以分为无符号整数和 有符号整数两类。无符号整数的所有二进制位全部用来表示数值的大小；有符号整数
4) 机器数与真值 不带符号的数是数的绝对值， 在绝对值前加上表示正负的符号就成了符号数。
直接
用正号 “+和”负号 “-”来表示其正负的二进制数叫做符号数的真值。 在计算机中不仅用 0，
1 编码的形式表示一个数的数值部分，正、负号亦同样用
0， 1 编码表示。把符号数值
化以后， 就能将它用于机器中。 我们把一个数在机器内的表示形式称为机器数。
计算机导论第一章讲稿
Foundations of Computer ScienceSecond EditionBEHROUZ FOROUZANFIROUZ MOSHARRAFChapter 1Introduction 1Outlinesz Turing Modelz von Neumann Modelz Computer Componentsz Historyz Social and Ethical Issuesz Computer Science as a Discipline2CSIM@PUObjectivesAfter studying this chapter, the student should be able to:z Define the Turing model of a computer.z Define the von Neumann model of a computer.z Describe the three components of a computer: hardware,data, and software.z List topics related to computer hardware.z List topics related to data.z List topics related to software.z Discuss some social and ethical issues related to the use ofcomputers.z Give a short history of computers.3CSIM@PU1-1 Turing Model 4CSIM@PU5Data Processors• A computer acts as a black box that accepts input data, processes the data, and creates output data.Figure 1.1A single purpose computing machineProgrammable Data Processors(1)•The idea of a universal computational devicewas first described by Alan Turing in 1937.•He proposed that all computation could beperformed by a special kind of a machine,now called a Turing machine.67Programmable Data Processors(2)z The Turing model is a better model for a general-purpose computer. This model adds an extra element to the specific computing machine: the program . A program is a set of instructions that tells the computerwhat to do with data.Figure 1.2 A computer based on the Turing model8Figure 1.3The same program, different data An Example9Figure 1.4The same data, different programsAnother ExampleThe Universal Turing Machine• A Universal Turing Machine, a machine that can do any computation if the appropriate program isprovided, was the first description of a moderncomputer.•It can be proved that a very powerful computer and a universal Turing machine can compute the samething.•We need only provide the data and the program—the description of how to do the computation—toeither machine.•In fact, a Universal Turing Machine is capable of computing anything that is computable.101-2 von Neumann Model 11Overviewz Computers built on the Turing universalmachine store data in their memory.z Around 1944–1945, John von Neumannproposed that, since program and data arelogically the same, programs should also bestored in the memory of a computer.12CSIM@PUvon Neumann Modelz Every computer today is based on the vonNeumann Model.z It is based on 3 ideas:1.Four subsystems2.Stored Program Concept3.Sequential Execution of Instructions13Four Subsystemsz Memory–the storage area of programs and data.z ALU–arithmetic/logic operations take placez Control Unit –control Memory, ALU, and I/Oz I/O–accept input data/send output data14Figure 1.5 The von Neumann modelStored Program Conceptz The von Neumann model states that the program must be stored in memory.z The memory of modern computershosts both–a program–its corresponding data15Sequential Execution of Instructionsz A program is made of a finite number of instructions.z The control unit–fetches one instruction from memory–interpret it–execute itz The instructions are executed one after another.161-3 Computer Components 17Overview• A computer is made up of threecomponents: computer hardware, data,and computer software.•Computer hardware today has fourcomponents under the von Neumann model 1819Storing Dataz Store data in the form of an electrical signal,specifically its presence or absence.z This implies that a computer can store data in one of two states.z Binary number system20Data Organizationz Although data should be stored only in one form(a binary pattern) inside a computer,data outside a computer can take many forms.z Data come in different forms:–Numbers–Text–Images–Audio–Video21Requirements ofvon Neumann model1.The programs must bestored in memory. (Fig. 1.6)2.The programs must bea sequence of instructions. (Fig. 1.7)22Algorithmsz A programmer should–first solve the problem in a step-by-step manner and then–try to find the appropriate sequence ofinstructions that solves the problem.z The step-by-step solutionis called an algorithm.23Operating Systemsz An operating system originally worked as a manager to facilitate access of the computer components for aprogram.241-4 History 25Before 1950z Mechanical machines (before 1930)z Early electronic computers (1930-1950)z ENIAC(Electronic Numerical Integrator andCalculator)first general-purpose, totally electroniccomputerUniversity of Pennsylvania, 1946261950z The preceding computers used memory onlyfor storing data.z EDVACthe first computer based on von Neumann’sidea,University of Pennsylvania,19502728zFirst generation (1950-1959)vacuum tubes zSecond generation (1959-1965)transistors, High-level languages(FORTRAN, COBOL)zThird generation (1965-1975)IC(Integrated Circuit), Minicomputer, software industry was born zFourth generation (1975-1985)VLSI, microcomputer zFifth generation (1985-)laptop and palmtop computerComputer generations (1950-present)Microcomputerz Microcomputers are designed to be used byindividuals, whether in the form of PCs, workstationsor notebook computers.z A microcomputer contains– a CPU on a microchip (the microprocessor),– a memory system (typically ROM and RAM),– a bus system and–I/O ports,z typically housed in a motherboard.291-5 Social and Ethical Issues 30Social issuesz Dependency–Some people think that computers have created a kind ofdependency, which makes people’s lives more difficult.z Social Justice–Using computers at home is a luxury benefit that not all people can afford.z Digital Divide–The concept divides society into two groups: those who areelectronically connected to the rest of society and those who are not.31CSIM@PUEthical issuesz Privacy–Much needs to be done to make this type of communication private.z Copyright–The Internet has created opportunities to share ideas, but has also brought with it a further ethical issue: electroniccopyright.z Computer Crime–Computers and information technology have created new types of crime.321-6 Computer Science as aDiscipline33Computer Science as a Disciplinez We can divide computer science into two broad categories: systems areas andapplications areas.z This book is a breadth-first approach to all these areas.34CSIM@PU。
计算机导论第1章(新)
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§ 3 信息数字化技术
第 一 章 信 息 与 计 算 机 基 础 知 识 区位码 GB2312-80国标字符集构成一个二维平面，由94 行和94列组成，其中的行号称为区号，列号称为 位号。每一个汉字或符号都有一个唯一的区号和 位号，将区号与位号放在一起就构成了汉字或符 号的区位码。 区位码中的区号和位号都是十进制数。 例：“杭”字的区号是26，位号是28，所以它的区 位码是2628。
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§1 信息与信息技术
第 一 章 信 息 与 计 算 机 基 础 知 识 一、信息的概念 根据人们的研究角度不同说法不一。 信息是对现实世界事物存在方式或运动状态的反 映。 二、信息的特征 ⑴普遍性 ⑵寄载性 ⑶共享性 ⑷时效性 ⑸有价值性 信息还有其他的特征，如可处理性、传递性、再 生性、增值性、压缩性、抽象性、滞后性等 。
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§3 信息数字化技术
第 一 章 信 息 与 计 算 机 基 础 知 识
⑵十进制数转换为二进制、八进制、十六进制数 首先要把这个十进制数分为整数部分和小数部分， 然后对整数部分采用“除2取余”法得到相应二 进制数的整数部分，小数部分则采用“乘2取整” 法得到相应的二进制数的小数部分，最后将两部 分合起来就得到了与原十进制数等值的二进制数。 例3 将十进制数30.375转换为等值的二进制数。 注意：整数部分 “取余值”时从下往上取，小数部 分 “取整值”则要从上往下取。 结果：(30.375)10 = (11110.011 )2 ⑶十进制数转换为八进制、十六进制数 其转换方法与十进制数转换为二进制相同。
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§3 信息数字化技术
第 一 章 信 息 与 计 算 机 基 础 知 识 3、各种数制之间的转换 ⑴二进制、十六进制转换为十进制 将一个二进制数或十六进制数转换为十进制数， 统一将这个数按权位展开成多项式，然后计算该 多项式的值即为十进制数。 例1：将二进制数（10110.101） 2 转换成等值的十 进制数。 例2：将十六进制数（3D.B2）16转换成等值的十进 制数。
计算机导论第1章简明教程PPT课件
英国科学家艾兰· 图灵（Alan Turing）提出了一种理想的计算机器 的数学模型——图灵机，发展了可计算性理论。现在该理论不仅是 计算机科学的基础，也是数学的基础之一，为纪念图灵而设立的图 灵奖已成为计算机界的诺贝尔奖。
图灵（1912-1954）
第一章 概述
电子管 (1904)
第一章 概述
面向职业 体现系统 重视实践 强化应用
任务2：熟悉计算机发展简史
第二代（1959年～1964年）是晶体管时代 逻辑元件是半导体晶体管。软件方面使 用操作系统和各种计算机高级语言。
晶体管 (1948)
该时期计算机主要用于数据处理、自动 控制等方面，代表机型有：IBM7090、 IBM7094、CDC7600等。
面向职业 体现系统 重视实践 强化应用
计算机导论
第一章 概述
面向职业 体现系统 重视实践 强化应用
第一章 概述
第一章 概述
面向职业 体现系统 重视实践 强化应用
学习目标
了解信息技术的概念
熟悉计算机发展简史 掌握计算机中常用的数制
第一章 概述
面向职业 体现系统 重视实践 强化应用
任务1：了解信息技术的概念
第一章 概述
面向职业 体现系统 重视实践 强化应用
任务2：熟悉计算机发展简史
计算机的产生
人类使用的计算工具随着生产力的发展和社会的进步 ,经历了从 简单到复杂、由低级到高级发展的过程。
世界上最早的计算工具是算盘，世界上最早的计算机，可以 说是计算尺。
算盘和计算尺最大的区别是，算盘由算盘珠组成，计算尺是 由刻度构成的。
第一章 概述
面向职业 体现系统 重视实践 强化应用
计算机导论第一章
P60基本的应用软件读完这章之后,你应该:1.讨论大多数应用软件的特征2.讨论字处理器和字处理的特征3.描述电子表格和电子表格的特征4.讨论数据管理系统和数据管理的特征5.描述演示图形和演示图形的特征6.讨论完整软件和软件的适应性.7.描述再应用中共享数据的方法P61不久之前,要求许多培训专家演示我们现在用微型计算机所作的许多操作.秘书使用打字机来产生商业联系.市场分析员使用计算器来制定买卖.图像艺术家通过手来进行设计.数据处理员通过电子文件存储在大型计算机上.现在,我们可以使用一台微型计算机和适当的应用软件做所有这些工作(甚至更多的其它工作).你可能对买卖零售存储中使用的实用性软件比较熟悉.你购买程序,把他们存储在你的硬盘上,并且运行他们.然而,一个明显的趋势是使用基于应用的网络.也就是你可以从Internet 获得程序,并且可以在你的计算机上运行.P62正如我们在第一章中谈论的,有两大类软件.系统软件是终端用户,应用软件和计算机硬件为了提交大多数技术细节而使用的.应用软件能够描述终端用户设计软件来实现完成一系列不同的工作.依次应用软件也可以分为两类.一类,即基本应用,也就是这章的重点.这类程序,也就是经常说的基本目的应用和生产率应用,在最近的每一种学科和职业中应用广泛,总结为:字处理,电子表格,数据管理系统和图形演示系统.另一类,即特殊应用,也就是特殊目的的应用,包括成千上万的程序,这些程序包括在特殊的学科和职业中非常狭窄的关注焦点.这些当中比较出名的是一些绘图程序,音视频编辑器,多媒体编辑程序,web创造,还有虚拟现实程序(这些特殊化应用的详细细节在第四章中讨论).公共特性用户接口是工作所用的应用程序的一部分.大多数用户程序使用图形用户接口(GUI),图形用户接口展现了我们成为光标的图形元素来描述相似物体和鼠标.鼠标控制着屏幕上的指针来选择类似与光标的项.另一特点是利用窗口来显示信息.窗口是一个能够包含文档,程序或者信息的矩形区域,(不要将窗口术语和微软不同的Windows操作系统版本也就是程序混淆),多个窗口可以在同一时间在计算机屏幕上打开和显示.几乎大多数软件程序都有显示命令的菜单.典型的,在屏幕的顶部有一个菜单栏来显示菜单项.当选中一个菜单项时,将会显示一个折叠式菜单或者下拉菜单.这是一个选项列表或者是与选中菜单相关联的命令.选中这些选项中的一个将会显示一个菜单选项的附加列表或者是一个能够提供附加信息和要求用户输入的对话框.菜单栏里其中的一个命令是帮助,这个选项能够提供一系列的帮助特性,并且能够为应用充当在线关联手册.典型的工具栏在菜单栏下面,它们包含一些小区域的轮廓也就是我们所说的按纽,按纽能够提供快捷方式来快速记录通用的使用命令.例如,标准的工具栏包括一系列的按纽,这些按纽对于大多数应用包括打开,保存和打印文件都是通用的(见图3-1).所有的微软的office应用有一个通用的用户接口,包括相似的命令和菜单结构(见图3-2.).P63基于Web的应用代表性的是,应用程序被一些组织或个人拥有,并且存储在他们计算机硬盘上.对于使用的应用,程序或者程序一部分的拷贝被读进计算机的内存当中.然而,一个明显的趋势是,通过使用基于Web的应用为用户免费提供拥有和存储应用.特殊的Web地址,也就是应用服务供应商(ASPs),允许获得他们的应用程序,为了使用这些基于Web的应用,应该连接到ASP,将应用程序拷贝到你的计算机系统的内存中,然后运行应用程序.大多数ASPs提供很广的应用程序,并且从他们的服务中收取一定的费用.为了了解更多的获得如何基于Web应用工作,你可以求助与你的计算机科学引论CD或者访问/oleary/CE05站点并且从Tim的工具箱中选择.为了教你如何使用基于Web的应用,可以查阅如何做IT工作:在64和65页的基于Web的应用.P64你希望从世界上的任何地方免费获得普通目的的应用吗?如何从任何地址获得你的数据文件呢?你可以拥有一个所有基于Web应用的地址.注册:许多网络上的ASP地址何他们中的一些能够提供免费的服务.其中最出名的一个是Web0OS,他们仅仅需要你对服务注册一下就可以了.P65获得应用:每当你连接WebOS并且登陆时,将会显示基于Web的桌面,将会出现许多图标,使用这些图标能够获得基于Web的应用,他们包括附注,个人信息的管理者,日历,和许多游戏.基于Web的应用将来可能取代传统的应用软件,他们指出基于Web的应用比普通的应用在获得软件和数据上具有更大的优势.其中的一个优势是当一个新的版本可用时用户不需要再在自己的硬盘上升级软件.当然,这其中对于基于Web的应用也参在一些潜在的缺点或挑战,其中的一个挑战是关系到存储在一个ASP上的隐私性和安全性.Web不断的变化并且他们当中的一些特定的存在页在如何做IT工作中已经发生了改变.为了为你获得如何信息技术,你可以访问我们的网站: /oleary/CE05并且从Tim的工具箱中选择教你做IT工作.P66字处理器产生一个基于文本的文档,并且能够比较灵活和广泛的使用软件工具.所有的个人或者组织使用字处理器能够生成备忘录,信件和传真.组织为他们的顾客提供信息而生成时事通讯,指南和小册子.学生和研究者使用字处理器可以生成报告.字处理器甚至还可以制作个人网页.使用最广泛的三个字处理程序是Microsoft Word, Corel WordPerfect和Lotus Word Pro.特点字处理器为比较容易的打开,编辑和文档格式提供了一系列的特征.打开文本中的一个最基本的特征是字换行,这个特征在当前行满的时候能够自动移动到下一行的插入点.当你打字时,字能够”换行环绕”到下一行.有许多设计特性来支持编辑或修改文档.这些当中一种就是词典,词典能够对于选定的单词或者短语提供同义词,反义词和关系词.使用查询或者替代属性你可以迅速的定位和代替选中的单词. 拼音检查和语法检查寻找在大写,标点和句子结构方面拼错的单词和错误.另外一些特点是为了改进了文档的格式和外观,这些最基本特点中的一个就是字体或者字体的设计(见图3-3).每个字体的高度是它的字体的大小,每个字体的外观可以使用字体加强例如粗体,斜体和颜色来加强.项目列表和编号列表能够生成一个主题次序一边阅读.为了获得字处理特点, 你可以求助与你的计算机科学引论CD或者访问我们的站点: /oleary/CE05并且从Tim的工具选择扩展.案例:假定现在你接受了一份为冒险旅游的广告协调的工作,活动冒险假期中的一个特殊化的旅游机构.你的责任是协调公司提升材料包括传单和旅游报告.为了看你如何使用Microsoft Word, 对冒险旅游,你作为广告协调者,你应该最广泛的使用字处理程序,具体见图3-4和3-5.电子表格电子表格操纵数字数据.特点包括工作手册,操作说明,单元格,范围,文本和数字条目,公式,函数,图表,重新计算和假设分析.电子表格程序组织,分析和绘制数字数据,例如预算和财政报告.一旦专门被会计师使用,几乎被每一个职业都广泛的使用电子表格,学生和老师记录等级和计算每个等级的平均学分.市场专业人士分析销售趋势.财政分析师评估和绘制图形来分析储存市场趋势.电子表格程序最广泛的使用是Microsoft Excel, Corel Quattro Pro 和Lotus1-2-3.特点操纵文本和产生文本文档的不连接的字处理器,电子表格程序操纵数字数据和产生工作手册文件.工作手册文件组成一个或更多的工作手册.一个工作手册,也就是我们说的电子文档或者工作表,是一个有行列的矩形网格.例如在图3-6中,列以字母为标识,行以数字为标识.每一行和每一列的相交点是一个单元格.例如,在图3-6中,B8单元格是Food标签.在D8单元格中是许多食物的费用标识.数字条目可以是许多公式.一个公式是计算和处理的一条指令.例如,在单元格F15中是公式E5-E13.这个公式需要计算一个值然后将这个值显示在单元格F15(Net)中.这个值从E5中取值(工资)然后减去单元格E13(总的花费)中的值.函数是电子表格程序预先写好的公式来完成形如一系列单元格相加的计算.例如,单元格E13是一个加函数SUM(D8:D12),即从D8一直加到D12.范围是一系列的单元格.在这个案例中,范围包括D8,D9,D10,D11,D12并且在E13中显示它们的和.电子表格程序提供标准的一系列不同类型的函数,包括财政,数学,统计学和逻辑函数.这些函数中的一些在图3-7中列出.分析图或者图表是工作手册中数据的直观形式.你可以很容易的通过选择包含图表数据的单元格在电子表格中生成图,然后选择图标的类型来显示它.如果你在电子表格中改变一个或多个数据,所有相关的公式将自动重新计算并且图表将会重新生成.这叫做重新计算.观察改变一个或多个单元格的影响的过程也就是我们常说的假设分析.例如,为了分析在图3-6中每个月预算工作手册的租金增长的影响,你所要做的就是替换单元格D9中的内容.全部的包含产生的所有图表的工作手册将会自动的重新计算.案例假定你现在接收了一份工作,工作是提供一系列风味咖啡并且以网上获得而出名的Downtown Internet Café的经理,你的其中的一个责任是为下一年生成一个财政计划.为了看你如何使用Microsoft Excel,作为Downtown Internet Café的经理,你应该广泛的使用电子表格程序,见图3-8到图3-10.P74数据库像一个电子文件橱,DBMS构造数据并提供工具.相关的数据库使用表,记录和字段.特点包括存储工具,查询,和生成报告.一个数据库是相关数据的集合.它是文件橱的电子设备.数据库管理系统(DBMS)或者数据库管理者是一个建立,或者构造数据库的程序.它也提供从数据库中记录,编辑和检索数据的工具.从老师记录成绩到警官检查罪犯的犯罪纪律都使用各种各样的数据库.学院和大学使用数据库来记录他们的学生,导师和课程.所有的公司都有包含他们职员的数据库.为微型计算机设计的使用最广泛的三个数据库管理系统是Microsoft Access, Corel Paradox和Lotus Approach.特点关系数据库是使用最广泛的数据库结构,数据组织在关系表中.每个表由叫做记录的行和叫做字段的列组成.每个记录包含数据关于某个人,地方或者事情的字段.DBMS提供一系列的工具来生成和使用数据库.一个排列工具可以根据一个选择的字段快速的重新排列表中的记录.然而,一个DBMS最强大的是使用查询,形成和报告来快速发现和协调存储在不同表中的信息.案例假定你接受了一份工作,工作是Lifestyle Fitness Club的职业主管,你的其中的一个责任是生成一个记录职员信息的管理系统来取代俱乐部的手工系统.为了看你如何使用Microsoft Access,作为Lifestyle Fitness Club的职业主管,其中一个最广泛的是使用关系DBMS程序,见图3-11和3-12.P77演示图形产生兴趣和专业表达.特点包括幻灯片,向导,颜色概要,幻灯片布局.特定效果,设计模版和总幻灯片.研究显示当信息可以观看时,人们能够更好的学习.一幅图画事实上比一千个单词或者更多更有价值.演示图形是一个程序,这个程序能够把一系列的可以看到的物体结合起来产生吸引人的,可以看见的引人入胜的演示图形对信息的沟通和使观众信服,他们是很出色的工具.在一系列设置和环境中,人们使用演示图形程序来产生演示会更能引人入胜和职业.例如,市场经理使用演示图形来给他们的上级演示市场决策,销售人员使用这些程序来控制他们的产品和鼓励顾客购物.学生使用演示图形程序来生成高质量的课堂演示.演示图形程序的三个最广泛的应用使Microsoft PowerPoint Corel和Presentations Lotus Freelance Graphics.特点一个电子演示包括一系列的幻灯片.为了帮助你生成有效的动态的演示,演示程序包括一系列的特点.大部分包括想到,例如微软的AutoContent Wizard来教你生成一个演示的过程的步骤.其它的特点包括工具,这些工具可以选择可选择的颜色概要,幻灯片布局.特定效果,设计模版和总幻灯片.任何一个演示都有一个总幻灯片.它是一个特殊的幻灯片,它不显示在演示中,但是在一个演示中它能控制所有的格式和所有幻灯片的安排.例如,对于一个使用总幻灯片的全部演示,演示的设计能够很容易的改变.案例假定对于Animal Rescue Foundationg(一个动物救助机构) 你是一个志愿者,要求你生成一个强大的,有说服力的演示来鼓励你们组织中的其它成员成为志愿者.作为Animal Rescue Foundationg的志愿者,为了看你如何使用图形演示程序中使用最广泛的Microsoft PowerPoint,见图3-13和3-14.完整的软件包提供在一个单独的程序中的许多分开的应用程序的机能.也以个人或家庭软件而出名,他们以最低价格提供有限的权利.一个完整的软件包是一个程序,这个程序能够提供字处理器,电子表格,数据库管理甚至更多机能.一个完整的软件包的主要的缺点是每个功能的能力(例如字处理)不像它单独程序(Microsoft Word)中那么广泛.最重要的有点是便宜和简单.一个完整软件包的花费比在这章中讨论的一个单独的应用程序花费要少的多.完整软件包对许多家庭用化比较出名,并且划分为个人和家庭软件.完整软件包最广泛的应用是Microsoft Works和AppleWorks.案例假定你公布一个花园时事通讯,使用AppleWorks,在种植种子上你准备一篇有特点的文章,使用字处理功能,你进入文本和插入许多照片(见图3-15).使用电子表格功能,对这篇有特点的文章,你分析日常的降雨量和包括图表.完成这个时事通讯后,你使用数据库功能和会员资格数据库来打印邮件标签.P80一个软件组是一组应用程序,四种类型分别是生产力,个人,特殊化的和实用性.软件组时捆在一起并且作为一个组出卖的单独应用程序的集合.无论购买是一组或者单独时,应用功能确切相同,很明显,要用少的花费买一组应用而不是单独的购买每个应用.有四种类型的组:生产力组:生产力组,也就是商业组,包括专业级别应用程序,专业级别应用程序包括字处理器,电子表格,数据库管理还有更多.最出名的时Microsoft Office(见图3-16).另外两个比较出名的生产力组是Corel WordPerfect OfficeSuite和Lotus SmartSuite.个人组: 也就是家庭组,它包括个人软件应用或者倾向于家庭使用的程序,最出名的是Microsoft Works Suite,它包括属于工作日历,街道和旅行还有更多的工作综合组.特殊组:特殊组重点关注于特殊应用.它包括图形组,财政计划组和其他的组(图形组和财政计划组将在第四章中讨论).实用组:这个组包括一系列的能是计算简单和安全的程序.最出名的一个是Norton系统工作组和Norton Internet安全组.(实用组将在第五章中仔细讨论).P81共享数据包括复制和粘贴,对象连接和对象嵌入.复制和粘贴是基本的.OLE是动态的.许多时候在应用之间共享数据是很方便的.例如,当写一个报告时,电子表格的中图表或者数据库中的数据可能很有用.一个应用生成的数据可以以一系列方式与另一个应用共享,这包括复制和粘贴,对象连接,和对象嵌入.复制与粘贴最直接的共享数据的方式时复制然后粘贴.从包含共享数据的文件中,你可以选择项目然后选择复制命令,接下来,到选择数据被插入的文件.插入指针的位置到插入数据将要被插入的地方,然后选择粘贴命令.数据将会插入到文件中.这是一个静态复制,一个文件的改变将不会影响另一个文件.,然而,对象的连接和对象嵌入将会产生动态的关系.对象连接和对象嵌入对象连接和嵌入(OLE)能够使在应用中动态共享和交换数据变得容易.例如,你可以使用包括由一个电子表格程序生成的图表和图形程序生成的演示组成的字处理程序生成一个文本文档.无论何时,文本文档打开时,在文档中将会显示图表最现代化的版本,并且将会运行演示(见图3-18).使用对象连接,从源文件(包含对象的文件)中对象的拷贝将会插入到目的文件(接收对象的文件)中.并且在两个文件中的连接很容易建立,在我们的例子中,对象是一个电子表格(源)文件中的图表.如果电子表格中出现一个变化并且影响到了图表,两个文件的连接将会自动更新字处理文件中的图表.如果你像目的文档总是包含最现代的数据,对象连接将会非常有用.使用对象嵌入,对象将会从源文件嵌入或者加到目的文档中,并且变成目的文档的一部分.在我们的例子中,嵌入对象是一个由演示图形程序生成的一个演示.在目的文档中,演示(嵌入物体)能够运行并且编辑.然而,改变嵌入对象将不会影响源文件.对象连接和嵌入是非常强大和有用的功能特性,它将单独的应用程序连接起来和支持数据的共享和交换.。
《计算机导论》第1章 开始使用计算机
⑴“开始”菜单：启动应用程序的起点，单击可以打开。
⑵“快速启动”工具栏：放置用户频繁使用的程序图标，单击图标可启 动相应的应用程序。
任务3 认识桌面
⑶应用程序按钮分布区域：显示当前正在运行的应用程序和打开窗口的 按钮，单击按钮可进行应用程序的快速切换。 提示：Windows是一个多任务操作系统，可同时运行多个任务，但计算机 的屏幕只有一个，位于前台的任务（正在运行的应用程序）只有一个。 单击任务栏上应用程序按钮或图标，可方便快速地切换。 ⑷通知区域：任务栏最右边，显示系统启动后自动执行的任务，如系统 时间、输入法按钮、音量控制等。 可以根据需要改变任务栏的宽度，或移至桌面两侧或顶部，还可以改变 任务栏的属性，隐藏以及自定义任务栏。 提示：右击任务栏空白处，在快捷菜单中选择“属性”命令，可打开 “任务栏和菜单属性”对话框进行外观、通知区域和显示时钟等设置。
图1-13 鼠标器
任务4 键盘与鼠标的使用
按工作原理分为机械式鼠标和光电式鼠标。 机械式鼠标：底部有一个滚动球，在平面上移动时，小球跟随滚动，控制光 标在屏幕上的位置；
光电式鼠标：内部有一个发光元件和两个聚焦透镜，在特制的光栅板上移动
时，通过光栅板反射光的强弱变化测出鼠标器移动的方位和距离。 按照按键的个数分为两键鼠标（Microsoft鼠标）和三键鼠标（Logitech鼠
图1-1 微型计算机的外观
任务1 从外观上认识计算机
[知识拓展] 微型计算机是大规模集成电路技术与计算机技术相结合的产物，又称个 人计算机（Personal Computer, PC）。 主机的机箱可以分为立式机箱和卧式机箱两种，区别仅仅在于内部各部 件的安放位置不同；外部设备有显示器、键盘、鼠标、音箱、打印机、
Caps lock━━大／小写英文字母转换键。 Enter━━回车键，表示当前输入行的结束。 ←Backspace━━退格键，每按一次该键可删去光标左边的一个字符。 Alt━━转换键，必须与其它键组合使用。 Ctrl━━控制键，必须与其它键组合使用。
计算机导论第一章 计算机基础知识
计算机体积更小、耗电量更低、价格更低、可靠性更强； 软件逐步完善，高级程序语言有了很大的发展，操作系统日臻完 善，数据库管理系统、通信处理系统等也相继出现，计算机的使用 效率显著提高，开始广泛应用于各个领域。
（4）第四代（1971—至今）：大规模、超大规模集成电路计算机
采用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）技术 微处理器和微型计算机应运而生； 计算机的体积和成本越来越小，容量越来越大，运算速度越来快 可达每秒上千万次至上亿次；
体积、耗电量、热量都大大降低，可靠性和计算机能力则大为 提高。 出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高级语言。操作系统初 步成型，使计算机的使用方式由手动操作改变为自动作业。
（3）第三代（1965—1970）：中小规模集成电路计算机
采用中、小规模集成电路作为计算机的逻辑元器件，使用硅半 导体制造主存储器； 运算速度可达每秒几十万次到几百万次 ，内存容量增至几MB；
神经网络计算机
生化计算机 光子计算机
3. 计算机的未来
计算机未来的发展趋势可大致总结为以下几点：
多极化
智能化
网络化
虚拟化
1.1.3 计算机的特点
计算机的特点可概括为以下几点。
1．高度自动化
计算机可以不需要人工干预而自动、协调地完成各种运算或操 作。这是因为人们将需要计算机完成的工作预先编成程序并存储 在计算机中，使计算机能够在程序控制下自动完成工作。
图1-1 电子数字积分计算机ENIAC
ENIAC奠定了电子计算机的发展基础，在计算机史上具有跨时 代的意义，它的问世标志着电子计算机时代的正式到来，它与现代 PC的比较如图1-2所示。
图1-2 ENIAC与现代PC比较
计算机导论-第一章绪论
算法
方法二、可以将八个球分为三组：A、B、 C。其中A、B中各有三个球，C中有两个。 用天平比较A和B的重量，若不平衡则轻的 小球在重量轻的那个组中。假设在A中，我 们从A中取两个小球进行比较，如果不平衡， 则马上可以知道哪个是轻的了；如果平衡， 则剩下的是较轻的。若第一次A、B平衡了， 则较轻的小球在C中。再秤一次必然也能找 到它。
• 操作系统
• 网络计算
• 软件工程
• 社会和职业问题
• 程序设计语言
• 科学计算
离散结构
• 主要内容：集合论、数理逻辑、近似代数、 图论和组合数学等。
• 以抽象和理论两个学科形态出现在 计算学 科中，为计算学科各分支领域解决其基本 问题提供了强有力的数学工具。
程序设计基础
• 内容包括：程序设计结构、算法、问题求 解和数据结构等。 • 基本问题主要包括：对给定的问题进行程 序设计、编码、测试和调试。
⑴计算设备是以抽象工具的层次构建的;
⑵大型软件系统的开发是以模块化的方式完成的,其 中每个模块被作为较大模块上的一种抽象工具; ⑶在计算机科学本身的发展中,抽象也扮演了很重要 的角色,有了它,研究人员可以把精力集中在一个 复杂领域的特定范围内。
算法
从这个例子当中第二种方法的 效率比 较高。可见算法在程序设计中的作用是很 重要的。算法与特定的计算机语言没有关 系，任何一种计算机语言的实现都离不开 算法的支撑。所以，算法是程序设计的核 心，也是软件技术的核心。
算法
• 算法的定义：是指解题方案的准确而 完整的描述，也可以说它是解决某一 特定问题的一组有穷规则的集合。
•
软件工程
• 主要内容：软件过程、软件需求与规格说明、软 件设计、软件验证、软件演化、软件项目管理、 软件开发工具与环境、基于构件的计算、形式化 方法、软件可靠性、专用系统开发等。
计算机导论课件第1章 绪论
1.2.1 学科概述
计算机科学与技术学科是研究计算机的 设计、制造和利用计算机进行信息获取、 表示、存储、处理、控制等的理论、方 法和技术的学科。计算机科学与技术学 科包括计算机系统结构、计算机软件与 理论、计算机应用技术、计算机网络与 信息安全4个研究方向。
1.2.1 学科概述
计算机系统结构主要研究计算机系统中软件与 硬件的功能匹配，确定软件与硬件的界限；研 究计算机系统各组成部分功能、结构以及相互 协作的方式；研究计算机系统的物理实现方法； 研究计算机系统软硬件协同优化技术。主要目 标是合理地把各种部件和设备组成计算机系统， 与计算机软件配合，满足应用对计算机系统性 能、功耗、可靠性、价格等方面的要求。
1.2.1 学科概述
计算机软件与理论是研究计算的基本理论、计算系统 的程序理论与方法和计算系统的基础软件的学科。计 算系统基本理论主要研究求解问题的可计算性和计算 复杂性，研究可求解问题的建模和表示以及到物理计 算系统的映射，目标是为问题求解提供基本方法和理 论。计算系统的程序理论与方法主要研究如何构造程 序形成计算系统，以完成计算任务，目标是为问题求 解提供程序实现；计算系统基础软件主要研究计算系 统资源（硬件、软件和数据）的高效管理方法和机制； 研究方便用户使用计算系统资源的模式和机制，目标 是为用户高效便捷地使用计算系统资源提供基础软件 支持。
计算机导论(全套课件466P)
计算机导论
1.1 概述
1.1.1 近代计算机的发展
加法器
Charles Babbage
1642 Blaise Pascal 1822 差分机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电子计算机时代
MARK I
1833 分析机
计算机导论
1.1 概述
1.1.1 近代计算机的发展
计算机的发明是以计算为基本原则，早先 则是被定位为工业用产品。早在19世纪初叶， 英国剑桥大学数学家、机械设计专家、经济学 家和哲学家查尔斯•巴贝基（Charles Babbage， 1791-1871，见图1-1）发明了差分机 （Difference Engine，见图1-2）即可计算等 式间的差距。而之后的分析机（Analytical Engine，见图1-3）则尝试用来执行多种类的运 算，尽管这台机器在他有生之年并未完成，但 其概念其实已经具备了现代电脑的特征，所以 称巴贝基为计算机之父。
查尔斯巴贝基
计算机导论
1.1 概述
1.1.1 近代计算机的发展
差分机
分析机
英国著名诗人拜伦的女儿阿达•拉芙拉斯伯爵夫人（Ada Augusta Lovelace，1815-1852）协助巴贝基完善了分析机的设 计，指出它可以像提花机那样编程。她被誉为世界上第一位 程序员。
计算机导论
1.1 概述
1.1.1 近代计算机的发展
巴贝基生于1791年的英国，当他在剑桥大学攻读博士时，即 为了解决计算等式间的差异数，于1812年首先设计出了一台名为 差分机（Difference Engine）的机器，并于1822年制成了差分机 样机。这是一台利用蒸汽为动力，以齿轮为基础所构成的机器， 由于齿轮的数量过于庞大（约四千），以至于差分机所计算的成 果并不精确。经历十年失败的尝试，1834年巴贝基在研制差分机 的工作中，看到了制造一种新的、在性能上大大超过差分机的计 算机的可能性，从而放弃了差分机转而构想出了名为分析机的自 动运算机器，由于这台机器具备有“输入”、“运算”、“输出” 及“储存”的四大现代计算机特征，最后因英国政府停止资助使 这项计划，直到巴贝基逝世，亦未能最终实现他所设计的计算机。
计算机导论第一章计算机发展历程
计算(一)考试重点
❖ 例如（-26）10求他的原码，反码，补码
2∟26---0 2∟13---1
(+26)10=(00011010)2原码 (-26)10原=(10011010)2原码
2∟6---0
(-26)10反=(11100101)2反
图灵与图灵机
计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。
图灵机是一种思想模型， 它由三部分组成： 一个控制器，一条可以无限延伸的 带子和一个在带子上左右移动的读 写头。
为纪念图灵对计算机的贡献， 美国计算机博物馆于1966年 设立了“图灵奖”
冯·诺依曼计算机
存储程序工作原理
计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二 是能够自动地执行程序。 计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执 行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存 储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和 执行，直至完成全部指令任务为止。
10011110
2 ∟1---1 0
商为0，停止
结果为：（10011110.101）
2
二进制的转换
❖ 二进制十进制 整数部分-二进制1，0乘以2的n-1次方，n为对
应的bit位数。 小数部分-二进制1,0 乘以2的-n次方，n为对应
的bit位数。 例如：111001.1011 1*25 + 1*24 + 1*23 + 0*22 + 0*21 + 1*20 =57
❖ 字—由二个字节组成。ASCII编码一个汉字就是二个字节大小。 以16进制表示 Unicode编码为全世界所有字符编码，一个字节
计算机科学导论：第一章-绪论
一本章内容本章讲述了图灵模型冯.诺依曼模型计算机组成部分历史社会问题和道德问题等1.1 图灵模型1.Alan Turing（阿兰-图灵）1937年首次提出通用计算设备的设想：所有的计算都可能在一种特殊的机器上执行。
2.是一种数学上的描述3.不是一台真实的机器通用图灵机是对现代计算机的首次描述，该机器只要提供合适的程序就能做任何运算1.1.1 数据处理器首先，将计算机定义为数据处理器。
也就是接收数据、处理数据并产生输出数据的黑盒。
该模型存在一个问题，就是没有说明基于该模型能够完成处理类型和数量。
1.1.2 可编程数据处理器图灵模型添加了一个额外元素，也就是程序。
程序：就是告诉计算机对数据处理的指令集合在该模型中，输出数据是由两个维度进行控制--输入数据和程序•相同数据，不同程序；输出数据不同•不同数据，相同程序；输出数据不同•相同输入，相同程序；输出数据相同1.2 冯.洛伊曼模型•由科学家冯-诺依曼提出的模型理论•基于通用图灵机建造的计算机都是在存储器(内存/寄存器)上存储数据•鉴于程序和数据在逻辑上是相同的，因此程序也能存储在计算机的存储器中1.2.1 4个子系统基于冯.诺依曼模型建造的计算机有4个子系统：存储器、算术逻辑单元、控制器、输入/输出单元•存储器: 用于存储数据和程序的区域•算术逻辑单元(ALU): 用来计算和逻辑运算的地方•控制器: 对存储器、算术逻辑单元、输入输出等子系统进行控制操作•输出/输出单元:–输入子系统负责从计算机外部接收输入数据；–输出子单元负责将计算机处理结果输出到计算机外部1.2.2 存储程序概念•冯.诺依曼模型要求程序也必须存储在存储器（内存）中•现代计算机的存储单元用来存储程序和数据，这意味着程序和数据应该有相同的格式，实际上它们都是以位模式（0和1序列）存储在内存中1.2.4 指令执行顺序•冯-诺依曼模型中的一段程序是由一组数量有限的指令组成。
•控制单元从内存中提取一条指令，解释指令，接着执行指令，也就是说指令是一条接着一条顺序执行的。
计算机导论 - [课件]第1章 计算机系统的基础知识
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第1章 计算机系统的基础知识 *
3. 第三代微型计算机
特点
字 长：16位 芯片集成度（晶体管数目/片）：2万~7万 时钟频率：5~10MHz 基本指令执行时间：0.4~0.75μS 地址总线：20/24条
微处理器（CPU）举例：
Intel 8086、Intel 8088 、Intel 80286、M68000
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第1章 计算机系统的基础知识 *
1.1.3 计算机应用的发展趋势 P6~7
综合化、智能化 网络化、高速化、整体化、协同化 多样化、大众化 微小化、低能耗、低污染、缩微化、绿色化 商品化 集成化、 高效化
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第1章 计算机系统的基础知识
教学小结
第1台电子计算机的诞生； 现代计算机发展4阶段； 微型计算机发展4阶段——CPU的性能参数
常用逻辑运算（与、或、非、复合） （1. 5）逻辑电路（与门、或门、非门、复合）
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第1章 计算机系统的基础知识 *
1.1 计算机发展概述
教学目的： 了解计算机的产生、发展和应用
教学重点： 计算机的发展
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第1章 计算机系统的基础知识 *
教学 引入
现在，计算机在我们的日常生活中无处不 在，你了解计算机的发展史吗？
122122计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理p11p11122122计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理p11p11动画演示上一页下一页教学小结教学小结教学小结教学小结计算机系统的组成硬件各部分的功能cpu主机外设内存外存地址总线数据总线控制总线指令程序机器指令的概念cpu工作指令执行的三阶段冯诺依曼计算机的特点学习计算机中数据信息的表示方式和各种表示方式之间的内在联系二进制的定点与浮点表示及其原码反码补码表示计算机中非数值数据的编码使大家对数值数据的表示方式有所了解
计算机导论 第一章完美总结
（4）分析机
分析机
1833年，巴贝奇设计出了分析机模型，这个模型 包括了现代计算机所具有的5个基本组成部分。
输入装臵——穿孔卡片输入数据； 齿轮式的存储装臵（“仓库”） ——能存
储1000个50位十进制数的容量；
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（4）分析机
资料处理装置“工厂” ——完成加减乘除，还 能根据运算符号改变计算进程。 控制装臵——使用指令进行控制，指令时通过穿 孔卡片顺序输入处理装臵。 输出装臵——穿孔卡片或者打印机输出
1.1 计算机的产生 1.2 计算机的发展 1.3 计算机的分类 1.4 计算机的应用领域 1.5 计算机的特点 1.6 著名的计算机组织团体和计算机科学家 1.7 计算机科学及研究的领域
什么是计算机？
计算机（Computer）是一种能够按照事先存储的程序 ，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代
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1.1.3 机电计算机
制表机
1.1.3 机电计算机
1941年，德国工程师康拉德•祖斯研制成功全部采用继电 器的计算机Z-3 ，这是世界上第一台完全由程序控制
的机电式计算机。 采用了浮点计数法、二进制运 算、带数字存储的指令格式等。
第一位全部采用电器元件来制造计算机的德国工程师康拉德· 祖斯
1.1 计算机的产生
ENIAC的基本情况
36岁的莫奇利提出总体设计， 24岁的埃克特负责工程技术问题， 年轻的
30岁戈尔斯坦负责组织协调，另两位成员是阿瑟﹒伯克斯28岁，哈利赫斯
基27岁。平均年龄29岁。IEEE-CS先驱奖。 1943年6月5日开始研制，1946年2月15日揭幕，1947年开始在阿拉丁弹
1944年冯·诺依曼加入了莫尔小组的研发，经过改进
计算机导论第一章
人工智能的历史与现状人工智能（Artificial Intelligence, AI）在所有动物中，人类的身体缺陷是最严重的在所有动物中，人类的智能水平是最高的千百年来，人类一直在试图理解我们怎样思考，也就是说，仅仅一小堆东西怎么就能够感知、理解、预测和应对一个远比我们自身庞大和复杂的多的世界。
1人工智能的历史与现状2人工智能的历史与现状什么是人工智能人工智能的历史与现状人v.s. 理性以人为中心的方法从模拟人类功能的逼真度的角度度量人工智能成功与否经验科学，涉及许多假设和实验证实理性主义方法从理想的智能概念来度量人工智能成功与否数学和工程相结合。
一个系统如果能够在它所知的范围内“正确行事”，它就是理性的4人工智能的历史与现状类人行为：图灵测试（Turning Test）方法图灵：英国数学家、逻辑学家，被誉为人工智能之父、计算机之父图灵机：一种十分简单但运算能力极强的计算模型，用来计算所有能想象得到的可计算函数。
“图灵机”与“冯诺伊曼机”齐名，被永远载入计算机的发展史中。
图灵测试：一种测试机器是不是具备人类智能的方法被测试的有一个人，另一个是声称自己有人类智力的机器。
测试时，测试人与被测试人是分开的，测试人只有通过一些装置（如键盘）向被测试人问一些问题，这些问题随便是什么问题都可以。
问过一些问题后，如果测试人能够正确地分出谁是人谁是机器，那机器就没有通过图灵测试，如果测试人没有分出谁是机器谁是人，那这个机器就是有人类智能的。
5人工智能的历史与现状图灵预言，在20世纪末，一定会有电脑通过“图灵测试”。
目前为止还没有电脑通过图灵测试。
“图灵测试”没有规定问题的范围和提问的标准，如果想要制造出能通过试验的机器，以我们现在的技术水平，必须在电脑中储存人类所有可以想到的问题，储存对这些问题的所有合乎常理的回答，并且还需要理智地作出选择。
6问：你会下国际象棋吗？答：是的。
问：你会下国际象棋吗？答：是的。
问：请再次回答，你会下国际象棋吗？答：是的。
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计算机的主要指标
1、运算速度 指每秒钟所能执行的指令条数，一般 用“百万条指令/ 秒 MIPS”。 2、字长 CPU 一次能处理数据的位数，与CPU 中的 寄存器位数 有关。
计算机导论 28
3、主频 指CPU在单位时间内发出的脉冲数。
无
5
按用途分类
通用计算机 专用计算机
计算机导论
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专用机是以快速、经济和高集成度为主要指标的特殊计
算机，它是针对某一任务设计的计算机，但是它的适
应性较差。 通用机适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经济性。 通用计算机又分巨型机、大型机、中型机、小型机、微 型机和单片机六类。
计算机导论 17
量子计算机处理器
计算机导论
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1946年 美国 ENIAC（埃尼阿克）
十进制运算 18 000 1 500 150
多个电子管
多个继电器 千瓦 吨
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1 500 5 000
平方英尺
次加法／秒
用手工搬动开关和拔插电缆来编程 计算机导论 19
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硬件技术对计算机更新换代的影响
代 一 时间 1946-1957 硬件技术 电子管 速度（次/ 秒 ） 5千-1万
二
三 四
1958-1964
1965-1971 1972-现在
晶体管
几万-几十万
中小规模集成 几十万-几百 电路 万 大规模集成电 几千万-几百 路和超大规模 万亿 集成电路
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计算机导论
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计算机的分类
按规模分类 巨型计算机 大/中型计算机 小型计算机 服务器 工作站 微型计算机 网络计算机
计算机导论
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巨型机、大型机、服务器、工作站、微型机和单 片机，它们的结构规模和性能指标依次递减。 随着超大规模集成电路的迅速发展,今天的小型 机可能是明天的微型机,而今天的微型机可能是 明天的单片机。
计算机科学与技术学科毕业生的基本要求
知识、能力和素质 “知识”是基础、是载体、是表现形式。知识还具有“载体”的
计算机导论
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计算机的特点
运算速度快 运算精度高 具有记忆能力 具有逻辑判断能力 存储程序
计算机导论
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计算机的用途
科学计算 数据处理 实时控制 人工智能 娱乐与游戏 计算机辅助工程和辅助教育
计算机导论
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J.V.Neumann计算机的主要特点是： ⒈计算机采用五大部件: ⑴运算器 ⑵控制器 ⑶存储器 ⑷输入部件 ⑸输出部件 ⒉计算机内部采用二进制表示指令和数据；
⒊存储程序 即将编好的程序和原始数据事 先存入存储器中，然后启动计算机不需要人 工直接干预，能够自动、高速、准确地从存 储器中取出指令加以执行。
计算机导论 22
冯· 诺依曼计算机硬件框图
存储器
输入设备
运算器
输出设备
控制器
计算机导论 23
第一台von Neumann 系统结构的计算机IAS
计算机导论
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EDVAC
计算机的分类
按处理对象分类 数字计算机 模拟计机由模拟运算器件构成，其
变量由连续量（如：电压、电流等） 来表示，运算过程也是连续的； 数字计算机则是由逻辑电子器件构成 ，其变量为开关量（离散的数字量） ，采用数字式按位运算，运算模式是 离散式的。
4、主存储器 1 Byte=8 bit 1 KB=210 B 1 MB=210 KB=220 B 1 GB=210 MB 1 TB=210 GB
计算机导论 29
计算机科学与技术学科
计算机科学技术是研究计算机的设计与制造和利用计 算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制等的理论、 原则、方法和技术的学科。它包括科学与技术两方面。科 学侧重于研究现象、揭示规律；技术则侧重于研制计算机 和研究使用计算机进行信息处理的方法与技术手段。科学 是技术的依据,技术是科学的体现；技术得益于科学,它又 向科学提出新的课题。科学与技术相辅相成、互为作用,二 者高度融合是计算机科学技术学科的突出特点。计算机科 学技术除了具有较强的科学性外,还具有较强的工程性，因 此，它是一门科学性与工程性并重的学科。表现为理论性 和实践性紧密结合的特征。
计算机导论
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计算机科学与技术学科的根本问题及研究范畴
计算机科学与技术学科包含计算机科学、计算机工程、软件
工程、信息工程等领域，计算机科学技术的迅猛发展，除了 源于微电子学等相关学科的发展外,主要源于其应用的广泛性 与强烈需求。计算机科学与技术学科的根本问题是：什么能 被有效地自动化。问题的符号表示及其处理过程的机械化、 严格化的固有特性，决定了数学是计算机科学与技术学科的 重要基础之一，数学及其形式化描述、严密的表达和计算是 计算机科学与技术学科所用的重要工具，建立物理符号系统 并对其实施变换是计算机科学与技术学科进行问题描述和求 解的重要手段。 计算机科学技术的研究范畴包括计算机理论、硬件、软件、 网络及应用等，按照研究的内容，也可以划分为基础理论、 专业基础和应用三个层面。
计算机导论
1
计算机的基本概念
什么是计算机
计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速 地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。 计算机能够完成的基本操作及其主要功能： 输入：接受由输入设备（如键盘、鼠标器、扫描 仪等）提供的数据。 处理：对数值、逻辑、字符等各种类型的数据进 行操作，按指定的方式进行转换。 输出：将处理所产生的的结果等数据送到相关输 出设备。 存储：存储程序和数据。 计算机导论 2
计算机导论
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图灵机
控制器
读写头 存储带 … … Cm
C1
C2
Ci
Cj
计算机导论
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图灵奖
世界上第一台电子计算机ENIAC是1946年诞生于 美国宾夕法尼亚大学,但学术界公认电子计算机的 理论和模型是由英国数学家图灵在此10年前发表的 一篇论文“论可计算数及其在判定问题中的应用” 中奠定了基础的。因此，当美国计算机协会ACM在 1966年纪念电子计算机诞生20周年时，决定设立计 算机界的第一个奖项，并很自然地将其命名为“图 灵奖”，以纪念这位计算机科学理论的奠基人，被 称为“计算机界的诺贝尔奖“，以表彰他们在计算 机科学技术领域所作出的杰出贡献。
计算机导论
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计算机软件的研究
程序设计语言的设计
数据结构与算法 程序设计语言翻译系统 操作系统 数据库系统 算法设计与分析 软件工程学 可视化技术
计算机导论
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计算机网络的研究
网络结构
计算机导论
4
表1.1
数字计算机与模拟计算计的主要区别
数字计算机
数字0和1 数字计算 程序控制
比较内容
数据表示方式 计算方式 控制方式
模拟计算机
电压、电流等 电量组合和测量值 模拟信号组合控制
精度、抗干扰性 数据存储量
逻辑判断能力
计算机导论
高、好 大
强
低、差 小、几乎无
计算机导论
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计算机的发展
第一代计算机（1946年～1957年） 第二代计算机（1958年～1964年） 第三代计算机（1965年～1971年） 第四代计算机（1972年～今） 第五代计算机
计算机导论
36
计算机科学与技术学科的教育
计算机科学与技术学科的发展速度是非常快的,计
算机软、硬件系统的不断更新，使得学科的教育已经完 全不能通过跟踪流行系统的变化来跟踪学科的发展，更
不能以流行的系统来确定我们的教学内容。对计算机科
学和技术学科而言，“有限的在校时间与不断增长的知 识的矛盾”更为突出。另一方面，经过几十年的发展，
数据通信与网络协议 网络服务 网络安全
计算机导论
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计算机应用的研究及人－机工程
1、计算机应用的研究 软件开发工具 完善既有的应用系统 开拓新的应用领域 2、 人－机工程 研究人与计算机的交互和协同技术
计算机导论
世界上第一台电子计算机 ENIAC(1946)
计算机导论
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冯·诺依曼计算机 1945.6 J.V.Neumann发表了一篇 著名的论文―《Electronic Discrete Variable Automatic Computer(离散变 量电子自动计算机)》，论文中给出了 现代计算机的雏形，奠定了现代计算 机的理论基础。因此，J.V.Neumann 被称为“电子计算机之父”。
计算机导论
电子管
计算机导论
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晶体管
计算机导论
15
集成电路
计算机导论
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第五代计算机—智能型
研究方向：
• • • • • 人工智能计算机 多处理机 光计算机(利用光子取代电子进行运算和存储) 生物计算机(通过控制DNA分子间的生化反应) 量子计算机(利用原子所具有的量子特性)
第1章
内容提要
绪论
本章在介绍计算机的定义、分类、特点、用途和发展 等基本概念的基础上，介绍了计算机科学与技术学科的教 育和对计算机科学与技术学科毕业生的基本要求。本章还 分析了信息化社会的基本特征、Internet对信息化社会的 影响以及信息化社会对计算机人才及其知识结构的基本要 求，概要地介绍了计算机科学与技术学科的内涵、知识体 系和研究范畴。通过本章的学习，应理解计算机的基本概 念、信息化社会的特征以及信息化社会对计算机人才的需 求，并初步了解计算机科学技术的研究范畴和作为一名计 算机科学技术专业毕业的学生应具有的知识和能力，明确 今后学习的目标和内容，树立作为一个未来计算机科学技 术工作者的自豪感和责任感。