第1 章 计算机科学技术发展概述(第1 讲)
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1.2 现代计算机的产生
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埃尼阿克ENIAC 埃尼阿克ENIAC
是美国奥伯丁武器试验场为满足计算弹道 需要而研制。主要发明人是电气工程师普 需要而研制。主要发明人是电气工程师 电气工程师普 约翰莫奇勒博士 雷斯波埃克特和物理学家约翰莫奇勒 雷斯波埃克特和物理学家约翰莫奇勒博士 采用电子管作为计算机的基本元件， 采用电子管作为计算机的基本元件，每秒 可进行5000次加减运算 次加减运算。 可进行5000次加减运算。 使用了18000只电子管 10000只电容， 只电子管， 使用了18000只电子管，10000只电容， 7000只电阻 体积3000立方英尺 7000只电阻，体积3000立方英尺，占地 只电阻， 立方英尺， 170平方米 重量30吨 耗电140~150千 170平方米，重量30吨，耗电140~150千 平方米， 机器被安装在一排2.75米高 米高的 瓦，机器被安装在一排2.75米高的金属柜 是一个名副其实的“庞然大物” 里, 是一个名副其实的“庞然大物”
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1.3 计算机系统的定义
计算机系统：由计算机硬件系统和计算 计算机系统：由计算机硬件系统 硬件系统和计算 软件系统两大部分组成 两大部分组成。 机软件系统两大部分组成。 1) 计算机硬件系统 是由一系列电子元器件按照一定逻辑关系 联接而成， 联接而成，它是计算机系统的物质基础 2) 计算机软件系统 计算机软件是指用来指挥计算机运行的各 种程序的总和以及开发、 种程序的总和以及开发、使用和维护这 些程序所需的技术资料。 些程序所需的技术资料。
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电子计算机发展史( 电子计算机发展史(1)
按采用的电子器件划分大致历了四 按采用的电子器件划分大致历了四代： 电子器件划分大致历了 1. 第一代计算机（1946年～1957年） 第一代计算机（1946年 1957年 逻辑器件使用电子管 逻辑器件使用电子管 用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备 磁鼓或磁带作为外存储器 作为外存 用磁鼓或磁带作为外存储器 要计算一个新的题目，就得将线路另外重新搭 线路另外 要计算一个新的题目，就得将线路另外重新搭 接一次，把成千上万的线重新焊一下。 接一次，把成千上万的线重新焊一下。 1949出现了可以存储程序的计算机 出现了可以存储程序的计算机。 在1949出现了可以存储程序的计算机。这些计 算机使用机器语言编程， 机器语言编程 算机使用机器语言编程，可存储信息和自 动处理信息。人类存储和处理信息的方法 动处理信息。人类存储和处理信息的方法 15 22:27 发生革命性的变化。 开始发生革命性的变化 开始发生革命性的变化。
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电子计算机发展史(3) 电子计算机发展史(3)
3. 第三代计算机（1965年～1971年） 第三代计算机（1965年 1971年 小规模或中规模集成电路 集成电路； 用小规模或中规模集成电路；用半导 体存储器代替磁芯存储器；使用微程 代替磁芯存储器 体存储器代替磁芯存储器；使用微程 序设计技术简化处理机的结构； 简化处理机的结构 序设计技术简化处理机的结构； 在软件方面则广泛地引入多道程序 多道程序、 在软件方面则广泛地引入多道程序、 并行处理、虚拟存储系统和功能完备 并行处理、虚拟存储系统和功能完备 操作系统， 的操作系统，同时还提供了大量的面 向用户的应用程序。 向用户的应用程序。三代机的典型机 型是IBM360系列 型是IBM360系列
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计算机硬件基本组成示意图
运算器 控制器
输 入 设 备
输 出
CPU
器
设 备
22:软件层 实用软件层 Auto CAD、财务软件、ERP、MIS等 CAD、财务软件、ERP、MIS等
编译程序、编辑程序、软件开发工具、接口软件、 编译程序、编辑程序、软件开发工具、接口软件、 图形处理软件、 图形处理软件、数据库管理系统软件等
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学习方法( 学习方法(续)
借鉴他人经验，有所创新 借鉴他人经验，有所创新。如课后写 经验 创新。 出知识的小结、要点， 出知识的小结、要点，以培养文字概 括能力；勤动脑、 括能力；勤动脑、勤动手 在老师指导、启发下进行联想 联想， 在老师指导、启发下进行联想，把一 个问题的上下左右相关联的知识串联 上下左右相关联的 个问题的上下左右相关联的知识串联 起来，理成线、织成网，总结出规律 起来，理成线、织成网，总结出规律 性的东西，同时进行相互间 讨论。 相互间的 性的东西，同时进行相互间的讨论。 提高学习的积极性、促进智能发展， 提高学习的积极性、促进智能发展， 学习的积极性 智能发展 培养独立分析 解决问题的能力， 独立分析和 培养独立分析和解决问题的能力，从 而学习成绩的提高。 而学习成绩的提高。
计算作为人类社会生活、生产中总结发 计算作为人类社会生活、 展起来的一门知识， 展起来的一门知识，已经历了漫长的发 展阶段。 展阶段。 结绳纪事 算盘 机械式（模拟） 机械式（模拟）计算机 电子式（数字） 电子式（数字）计算机
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1.2 现代计算机的产生
1946年 1946年2月14日世界上第一台数字电子 14日世界上第一台数字电子 计算机ENIAC 计算机ENIAC (The Electronic Numerical Integrator and Computer， Computer， 电子数值积分计算机) 电子数值积分计算机)在美国宾夕法尼亚 大学研制成功。 大学研制成功。 被公认为第一台使用电子线路 电子线路来执行算 被公认为第一台使用电子线路来执行算 术、逻辑运算和信息存储的真正工作的 计算机器。奠定了电子计算机的发展基 计算机器。奠定了电子计算机的发展基 开辟了计算机科学技术的新纪元 新纪元。 础，开辟了计算机科学技术的新纪元。
电子计算机发展史(2) 电子计算机发展史(2)
2. 第二代计算机（1958年～1964年） 第二代计算机（1958年 1964年 使用晶体管代替了电子管 晶体管代替了电子管； 使用晶体管代替了电子管；内存储器 采用了磁芯体 引入了变址寄存器 磁芯体； 变址寄存器和 采用了磁芯体；引入了变址寄存器和 浮点运算硬件 利用I 硬件； 浮点运算硬件；利用I/O处理机提高 了输入输出能力； 了输入输出能力； 在软件方面配置了子程序库和批处理 子程序库和 在软件方面配置了子程序库和批处理 管理程序，并且推出了Fortran、 管理程序，并且推出了Fortran、 COBOL、ALGOL等高级程序设计 COBOL、ALGOL等高级程序设计 编译程序 语言及相应的编译程序。 语言及相应的编译程序。
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硬件层
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1.3 计算机系统的定义-计算机的分类 计算机系统的定义按照计算机工作原理 运算方式的不同， 按照计算机工作原理和运算方式的不同，以 计算机工作原理和 的不同 及计算机中信息表示形式 处理方式分为 信息表示形式和 分为： 及计算机中信息表示形式和处理方式分为： 1. 数字式电子计算机digital computer 数字式电子计算机digital 2. 模拟式电子计算机analog computer 模拟式电子计算机analog 3. 数字模拟混合计算机hybrid computer 数字模拟混合计算机hybrid 当今广泛应用的是数字计算机，因此，常把数 当今广泛应用的是数字计算机，因此，常把数 字式电子计算机( 字式电子计算机(electronic digital computer)简称为电子计算机或计算机。 computer)简称为电子计算机或计算机。
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第 1 章 计算机科学技术 发展概述 （第1 讲）
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第1章 计算机科学技术发展概述 ( 第1 讲) 1.1 计算发展史 1.2 现代计算机的产生 1.3 计算机系统的定义 1.4 计算机的应用 1.5 计算机科学的知识体系和分支 学科 1.6 新型计算机系统
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1.1 计算发展史
操作系统层
基
DOS、 DOS、MAC OS、Windows、UNIX、 OS、Windows、UNIX、 Linux、Solaris等 Linux、Solaris等
附 CPU(运算器和控制器 CPU(运算器和控制器) 加 运算器和控制器) 本 存储器(主存和辅存) 配 存储器(主存和辅存) 配 置 输入输出设备：键盘、 置 输入输出设备：键盘、 鼠标、 鼠标、显示器 机、 机、 、 机、 机、 、 、 、 硬盘 、U盘等
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学习方法
所谓学习方法通常是指人们为了获得或 通常是指人们为了获得或 指人们为了获得 达到一定目标或成果而进行学习所采 达到一定目标或成果而进行学习所采 用的有意识 有意识的 合乎逻辑的一系列行 用的有意识的、合乎逻辑的一系列行 计算机课程的学习方法主要有: 动。计算机课程的学习方法主要有: 1. 学习计划的制定； 学习计划的制定； 2. 常规学习方法：“预习→上课→复习→ 常规学习方法： 预习→上课→复习→ 作业→小结” 个环节不断地循环往 作业→小结”五个环节不断地循环往 复 3. 理论、抽象、设计三个过程的学习方法 理论、抽象、
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世界上第一台数字电子计算机ENIAC 世界上第一台数字电子计算机ENIAC
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计算机之父——冯 计算机之父——冯•诺依曼
1946年 月美籍匈牙利数学家冯 1946年6月美籍匈牙利数学家冯•诺依曼 等提出关于电子计算装置逻辑结构设计 等提出关于电子计算装置逻辑结构设计 的研究报告。电子计算机应该是： 的研究报告。电子计算机应该是： 1)以二进制为运算基础；2) 采用存储程序 1)以二进制为运算基础 为运算基础； 采用存储程序 方式工作。并进一步明确其结构应由五 其结构应由 方式工作。并进一步明确其结构应由五 个部分组成：运算器、控制器、存储器、 个部分组成：运算器、控制器、存储器、 输入装置和输出装置。 输入装置和输出装置。 至今绝大部分的计算机还是采用存储程 的计算机还是采用 至今绝大部分的计算机还是采用存储程 序式计算机的组织结构思想 组织结构思想及实现方法 序式计算机的组织结构思想及实现方法
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授课教材及主要参考书目
推荐教材： 推荐教材： 计算机导论》 《计算机导论》丁跃潮 主编 2004年 高等教育出版社 2004年6月 参考书： 参考书： 计算机导论》 《计算机导论》骆耀祖 主编 电子工业出版社
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学时分配和 学时分配和成绩计算方法
本课程主要采用课堂讲授和学生自学的 形式， 学时。 形式，课堂讲授 30 学时。计划每周安 排2课时。 课时。 成绩计分方法为： 成绩计分方法为： 30％ 课堂点名与平时作业 30％+期末考试 40% 40%
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电子计算机发展史(4) 电子计算机发展史(4)
4. 第四代计算机（1972年～现在） 第四代计算机（1972年 现在） 使用了大规模集成电路和超大规模 大规模集成电路和超大规模集 使用了大规模集成电路和超大规模集 成电路。 成电路。 完善的系统软件、 完善的系统软件、丰富的系统开发工 具和商品化的应用程序的大量涌现， 具和商品化的应用程序的大量涌现， 以及通信技术和计算机网络的飞速发 计算机进入了一个大发展的 使得计算机进入了一个大发展 展，使得计算机进入了一个大发展的 阶段。 阶段。
计算机导论
讲授： 讲授：黄瑞兴
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1
课程性质与目的
本课程是入门性 专业基础课。 本课程是入门性的专业基础课。 入门性的 通过计算机硬件系统 软件系统， 计算机硬件系统与 通过计算机硬件系统与软件系统， 数据库系统与信息系统、 数据库系统与信息系统、计算机网 多媒体技术、 络、多媒体技术、计算机信息安全 技术、职业道德与择业等内容的学 技术、职业道德与择业等内容的学 习，为后续的计算机课程构建一个 基本知识框架， 基本知识框架，也为以后学习和掌 握专业知识奠定良好的基础 奠定良好的基础。 握专业知识奠定良好的基础。
1.2 现代计算机的产生
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埃尼阿克ENIAC 埃尼阿克ENIAC
是美国奥伯丁武器试验场为满足计算弹道 需要而研制。主要发明人是电气工程师普 需要而研制。主要发明人是电气工程师 电气工程师普 约翰莫奇勒博士 雷斯波埃克特和物理学家约翰莫奇勒 雷斯波埃克特和物理学家约翰莫奇勒博士 采用电子管作为计算机的基本元件， 采用电子管作为计算机的基本元件，每秒 可进行5000次加减运算 次加减运算。 可进行5000次加减运算。 使用了18000只电子管 10000只电容， 只电子管， 使用了18000只电子管，10000只电容， 7000只电阻 体积3000立方英尺 7000只电阻，体积3000立方英尺，占地 只电阻， 立方英尺， 170平方米 重量30吨 耗电140~150千 170平方米，重量30吨，耗电140~150千 平方米， 机器被安装在一排2.75米高 米高的 瓦，机器被安装在一排2.75米高的金属柜 是一个名副其实的“庞然大物” 里, 是一个名副其实的“庞然大物”
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1.3 计算机系统的定义
计算机系统：由计算机硬件系统和计算 计算机系统：由计算机硬件系统 硬件系统和计算 软件系统两大部分组成 两大部分组成。 机软件系统两大部分组成。 1) 计算机硬件系统 是由一系列电子元器件按照一定逻辑关系 联接而成， 联接而成，它是计算机系统的物质基础 2) 计算机软件系统 计算机软件是指用来指挥计算机运行的各 种程序的总和以及开发、 种程序的总和以及开发、使用和维护这 些程序所需的技术资料。 些程序所需的技术资料。
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电子计算机发展史( 电子计算机发展史(1)
按采用的电子器件划分大致历了四 按采用的电子器件划分大致历了四代： 电子器件划分大致历了 1. 第一代计算机（1946年～1957年） 第一代计算机（1946年 1957年 逻辑器件使用电子管 逻辑器件使用电子管 用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备 磁鼓或磁带作为外存储器 作为外存 用磁鼓或磁带作为外存储器 要计算一个新的题目，就得将线路另外重新搭 线路另外 要计算一个新的题目，就得将线路另外重新搭 接一次，把成千上万的线重新焊一下。 接一次，把成千上万的线重新焊一下。 1949出现了可以存储程序的计算机 出现了可以存储程序的计算机。 在1949出现了可以存储程序的计算机。这些计 算机使用机器语言编程， 机器语言编程 算机使用机器语言编程，可存储信息和自 动处理信息。人类存储和处理信息的方法 动处理信息。人类存储和处理信息的方法 15 22:27 发生革命性的变化。 开始发生革命性的变化 开始发生革命性的变化。
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电子计算机发展史(3) 电子计算机发展史(3)
3. 第三代计算机（1965年～1971年） 第三代计算机（1965年 1971年 小规模或中规模集成电路 集成电路； 用小规模或中规模集成电路；用半导 体存储器代替磁芯存储器；使用微程 代替磁芯存储器 体存储器代替磁芯存储器；使用微程 序设计技术简化处理机的结构； 简化处理机的结构 序设计技术简化处理机的结构； 在软件方面则广泛地引入多道程序 多道程序、 在软件方面则广泛地引入多道程序、 并行处理、虚拟存储系统和功能完备 并行处理、虚拟存储系统和功能完备 操作系统， 的操作系统，同时还提供了大量的面 向用户的应用程序。 向用户的应用程序。三代机的典型机 型是IBM360系列 型是IBM360系列
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计算机硬件基本组成示意图
运算器 控制器
输 入 设 备
输 出
CPU
器
设 备
22:软件层 实用软件层 Auto CAD、财务软件、ERP、MIS等 CAD、财务软件、ERP、MIS等
编译程序、编辑程序、软件开发工具、接口软件、 编译程序、编辑程序、软件开发工具、接口软件、 图形处理软件、 图形处理软件、数据库管理系统软件等
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学习方法( 学习方法(续)
借鉴他人经验，有所创新 借鉴他人经验，有所创新。如课后写 经验 创新。 出知识的小结、要点， 出知识的小结、要点，以培养文字概 括能力；勤动脑、 括能力；勤动脑、勤动手 在老师指导、启发下进行联想 联想， 在老师指导、启发下进行联想，把一 个问题的上下左右相关联的知识串联 上下左右相关联的 个问题的上下左右相关联的知识串联 起来，理成线、织成网，总结出规律 起来，理成线、织成网，总结出规律 性的东西，同时进行相互间 讨论。 相互间的 性的东西，同时进行相互间的讨论。 提高学习的积极性、促进智能发展， 提高学习的积极性、促进智能发展， 学习的积极性 智能发展 培养独立分析 解决问题的能力， 独立分析和 培养独立分析和解决问题的能力，从 而学习成绩的提高。 而学习成绩的提高。
计算作为人类社会生活、生产中总结发 计算作为人类社会生活、 展起来的一门知识， 展起来的一门知识，已经历了漫长的发 展阶段。 展阶段。 结绳纪事 算盘 机械式（模拟） 机械式（模拟）计算机 电子式（数字） 电子式（数字）计算机
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1.2 现代计算机的产生
1946年 1946年2月14日世界上第一台数字电子 14日世界上第一台数字电子 计算机ENIAC 计算机ENIAC (The Electronic Numerical Integrator and Computer， Computer， 电子数值积分计算机) 电子数值积分计算机)在美国宾夕法尼亚 大学研制成功。 大学研制成功。 被公认为第一台使用电子线路 电子线路来执行算 被公认为第一台使用电子线路来执行算 术、逻辑运算和信息存储的真正工作的 计算机器。奠定了电子计算机的发展基 计算机器。奠定了电子计算机的发展基 开辟了计算机科学技术的新纪元 新纪元。 础，开辟了计算机科学技术的新纪元。
电子计算机发展史(2) 电子计算机发展史(2)
2. 第二代计算机（1958年～1964年） 第二代计算机（1958年 1964年 使用晶体管代替了电子管 晶体管代替了电子管； 使用晶体管代替了电子管；内存储器 采用了磁芯体 引入了变址寄存器 磁芯体； 变址寄存器和 采用了磁芯体；引入了变址寄存器和 浮点运算硬件 利用I 硬件； 浮点运算硬件；利用I/O处理机提高 了输入输出能力； 了输入输出能力； 在软件方面配置了子程序库和批处理 子程序库和 在软件方面配置了子程序库和批处理 管理程序，并且推出了Fortran、 管理程序，并且推出了Fortran、 COBOL、ALGOL等高级程序设计 COBOL、ALGOL等高级程序设计 编译程序 语言及相应的编译程序。 语言及相应的编译程序。
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硬件层
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1.3 计算机系统的定义-计算机的分类 计算机系统的定义按照计算机工作原理 运算方式的不同， 按照计算机工作原理和运算方式的不同，以 计算机工作原理和 的不同 及计算机中信息表示形式 处理方式分为 信息表示形式和 分为： 及计算机中信息表示形式和处理方式分为： 1. 数字式电子计算机digital computer 数字式电子计算机digital 2. 模拟式电子计算机analog computer 模拟式电子计算机analog 3. 数字模拟混合计算机hybrid computer 数字模拟混合计算机hybrid 当今广泛应用的是数字计算机，因此，常把数 当今广泛应用的是数字计算机，因此，常把数 字式电子计算机( 字式电子计算机(electronic digital computer)简称为电子计算机或计算机。 computer)简称为电子计算机或计算机。
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第 1 章 计算机科学技术 发展概述 （第1 讲）
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第1章 计算机科学技术发展概述 ( 第1 讲) 1.1 计算发展史 1.2 现代计算机的产生 1.3 计算机系统的定义 1.4 计算机的应用 1.5 计算机科学的知识体系和分支 学科 1.6 新型计算机系统
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1.1 计算发展史
操作系统层
基
DOS、 DOS、MAC OS、Windows、UNIX、 OS、Windows、UNIX、 Linux、Solaris等 Linux、Solaris等
附 CPU(运算器和控制器 CPU(运算器和控制器) 加 运算器和控制器) 本 存储器(主存和辅存) 配 存储器(主存和辅存) 配 置 输入输出设备：键盘、 置 输入输出设备：键盘、 鼠标、 鼠标、显示器 机、 机、 、 机、 机、 、 、 、 硬盘 、U盘等
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学习方法
所谓学习方法通常是指人们为了获得或 通常是指人们为了获得或 指人们为了获得 达到一定目标或成果而进行学习所采 达到一定目标或成果而进行学习所采 用的有意识 有意识的 合乎逻辑的一系列行 用的有意识的、合乎逻辑的一系列行 计算机课程的学习方法主要有: 动。计算机课程的学习方法主要有: 1. 学习计划的制定； 学习计划的制定； 2. 常规学习方法：“预习→上课→复习→ 常规学习方法： 预习→上课→复习→ 作业→小结” 个环节不断地循环往 作业→小结”五个环节不断地循环往 复 3. 理论、抽象、设计三个过程的学习方法 理论、抽象、
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世界上第一台数字电子计算机ENIAC 世界上第一台数字电子计算机ENIAC
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计算机之父——冯 计算机之父——冯•诺依曼
1946年 月美籍匈牙利数学家冯 1946年6月美籍匈牙利数学家冯•诺依曼 等提出关于电子计算装置逻辑结构设计 等提出关于电子计算装置逻辑结构设计 的研究报告。电子计算机应该是： 的研究报告。电子计算机应该是： 1)以二进制为运算基础；2) 采用存储程序 1)以二进制为运算基础 为运算基础； 采用存储程序 方式工作。并进一步明确其结构应由五 其结构应由 方式工作。并进一步明确其结构应由五 个部分组成：运算器、控制器、存储器、 个部分组成：运算器、控制器、存储器、 输入装置和输出装置。 输入装置和输出装置。 至今绝大部分的计算机还是采用存储程 的计算机还是采用 至今绝大部分的计算机还是采用存储程 序式计算机的组织结构思想 组织结构思想及实现方法 序式计算机的组织结构思想及实现方法
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授课教材及主要参考书目
推荐教材： 推荐教材： 计算机导论》 《计算机导论》丁跃潮 主编 2004年 高等教育出版社 2004年6月 参考书： 参考书： 计算机导论》 《计算机导论》骆耀祖 主编 电子工业出版社
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学时分配和 学时分配和成绩计算方法
本课程主要采用课堂讲授和学生自学的 形式， 学时。 形式，课堂讲授 30 学时。计划每周安 排2课时。 课时。 成绩计分方法为： 成绩计分方法为： 30％ 课堂点名与平时作业 30％+期末考试 40% 40%
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电子计算机发展史(4) 电子计算机发展史(4)
4. 第四代计算机（1972年～现在） 第四代计算机（1972年 现在） 使用了大规模集成电路和超大规模 大规模集成电路和超大规模集 使用了大规模集成电路和超大规模集 成电路。 成电路。 完善的系统软件、 完善的系统软件、丰富的系统开发工 具和商品化的应用程序的大量涌现， 具和商品化的应用程序的大量涌现， 以及通信技术和计算机网络的飞速发 计算机进入了一个大发展的 使得计算机进入了一个大发展 展，使得计算机进入了一个大发展的 阶段。 阶段。
计算机导论
讲授： 讲授：黄瑞兴
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课程性质与目的
本课程是入门性 专业基础课。 本课程是入门性的专业基础课。 入门性的 通过计算机硬件系统 软件系统， 计算机硬件系统与 通过计算机硬件系统与软件系统， 数据库系统与信息系统、 数据库系统与信息系统、计算机网 多媒体技术、 络、多媒体技术、计算机信息安全 技术、职业道德与择业等内容的学 技术、职业道德与择业等内容的学 习，为后续的计算机课程构建一个 基本知识框架， 基本知识框架，也为以后学习和掌 握专业知识奠定良好的基础 奠定良好的基础。 握专业知识奠定良好的基础。