第1章 概述-计算机科学导论(第5版)-瞿中-清华大学出版社
计算机网络(第5版),清华大学出版社,严伟潘爱民 译ppt Chapter1-Introduction
.
33
Critique of the OSI Model and Protocols
• Bad timing. • Bad technology. • Bad implementations. • Bad politics.
.
34
OSI Model Bad Timing
The apocalypse of the two elephants.
.
12
Metropolitan Area Networks
A metropolitan area network based on cable TV.
.
13
Wide Area Networks (1)
WAN that conne. cts three branch offices in Australia 14
The philosoph. er-translator-secretary architecture 19
Protocol Hierarchies (3)
Example information flow supporting virtual
c. ommunication in layer 5.
20
The reference model used in this book.
.
32
Comparison of the OSI and TCP/IP Reference Models
Concepts central to OSI model • Services • Interfaces • Protocols
Combinations of wireless networks and mobile computing
计算机科学导论-概述 ppt课件
程序(存储在存储器中)
输入 8,12,22,3
输3,出8,12,22
冯•诺依曼模型(John Von Neumann1903-1957)
现代计算机都是基于冯•诺依曼模型
1. 4个子系统 2. 程序存储 3. 指令顺序执行
计算机硬件 计算机软件
12
计算机概述——计算机系统分层结构
通信
程序
网络,多台计算机联接在一起,实现信息交换和资 源共享
2
《计算机科学导论》教材
教材 《计算机科学导论》 机械工业出版社 刘艺等译 参考书:
➢ 计算机科学导论,王玲,宋斌编著,清华大学出版社, 2008
➢ 计算机科学导论(第2版),瞿中 等编著,清华大学 出版社, 2007
➢ 计算机科学导论(第7版)(影印版),布鲁克希尔 著,清华大学出版社 ,2004
第10讲:数据库
(第14章)
第11讲:人工智能与计算理论 (第17,18章)
学习建议
内容多,用系统的思想学习,掌握基本概念、 基本原理、基本操作;
听讲与自学相结合,可以快速浏览几本书,有 针对性的上网查阅或图书查阅;
多上机,多实践,提高动手能力
本讲内容
1.1.计算机系统分层结构 1.2.计算机的发展历史 1.3.计算机的分类 1.4.计算机应用
计算机科学导论
第一讲 概述
课程简介
《计算机科学导论》是计算机类各专业全程教学内容的导 引课程,介绍计算机硬件、软件、数据组织和计算理论等方面的 内容,包括编码及计算机体系结构的基本原理、操作系统、计算 机网络、算法、程序设计语言、数据结构和数据库、人工智能以 及计算理论等专业知识的知识点以及与信息技术有关的社会人文 等知识,力求使学生对计算机科学有比较全面的了解。与此同时, 使读者对后续课程的学习有一个概括的了解,为今后的学习打下 良好的基础。
计算机科学导论第一章_绪论
1
使用教材
Behrouz A. Forouzan (佛罗赞) Firouz Mosharraf (莫沙拉夫) 刘艺 瞿高峰 机械工业出版社 2010年出版
2
使用教材
Behrouz A. Forouzan (佛罗赞) Firouz Mosharraf (莫沙拉夫) 迪安那大学.
1921-1923在苏黎世联邦工业大学学习.
1926年获得布达佩斯大学数学博士学位
1927-1929在柏林大学和汉堡大学任教
John Von Neumann (约翰·冯·诺依曼)
1903.12.28-1957.2.8 美籍匈牙利人
数学家、化学家、 物理学家、发明家、
计算机专家
1930普林斯顿大学客座教授,1931年他成 为美国普林斯顿大学的第一批终身教授 1933年转到该校的高级研究所,成为最初 六位教授之一,并在那里工作了一生.
14
四个子系统 Four subsystems
基于冯诺依曼模型的计算机分为四个子系统: 存储器memory 、算术逻辑单元 arithmetic logic unit, 控制单元control unit、输入输出单元 input/output
Figure 1.5 冯.诺依曼模型
15
四个子系统 Four subsystems
Figure 1.2 基于图灵模型的计算机:可编程数据处理器
9
Figure 1.3 相同的程序,不同的数据
10
Figure 1.4 相同的数据,不同的程序 11
通用图灵机 The universal Turing machine
通用图灵机是对现代计算机的首次描述, 该机器只要提供了合适的程序就能做任何计算。 一台很强大的计算机和通用图灵机能进行同样的运算。 我们所需要的仅仅是为这两者提供数据以及用于描述如 何做运算的程序. 实际上,通用图灵机能够做任何可计算的运算.
计算机科学导论第一章绪 论ppt课件
Wilkes 制造产生.
28
国内第一台模拟电子计算机 1956年,东北大学教授李华天带领工作人员开发 研制出国内第一台模拟电子计算机。 全套设备占地面积 40 平方米,拥有 5 个 2.3 米高的
1930 普林斯顿大学客座教授, 1931 年他成
为美国普林斯顿大学的第一批终身教授
1933 年转到该校的高级研究所,成为最初 六位教授之一,并在那里工作了一生.
14
四个子系统 Four subsystems
基于冯诺依曼模型的计算机分为四个子系统: 存储器memory 、算术逻辑单元 arithmetic logic unit, 控制单元control unit、输入输出单元 input/output
17世纪,法国Blaise Pascal发明了 Pascaline. 一个用来进行加减运算的计算 机器。20世纪,尼克劳斯.澳思发明了一种结构化程序设计语言Pascal 17世纪后期,德国数学家Gottfried Leibnitz 发明了既能进行乘除又能加减 的更复杂的机器,该机器称为莱布尼茨之轮 Leibnitz’ wheel.
Figure 1.2 基于图灵模型的计算机:可编程数据处理器
9
Figure 1.3 相同的程序,不同的数据
10
Figure 1.4 相同的数据,不同的程序
11
通用图灵机 The universal Turing machine
通用图灵机是对现代计算机的首次描述, 该机器只要提供了合适的程序就能做任何计算。
第1章 计算机概述
小规模集成电 路
大规模和超大 规模集成电路
IBM-360
Altair 8800 微型计算机
操作系统
数据库、网络 等
文字处理图形处理
社会的各个领域
7
CSU
计算机的发展历程
计算机发展趋向及未来技术 计算机的发展趋向
巨型化、微型化、多媒体化、网络化和智能 化。 纳米技术 纳米技术是用单个原子、分子制造物质 的科学技术。 光技术 光计算机发展的关键是要制造出能耗少、 体积小、价廉和易于制造的光电转换器。 生物技术 应用生命科学研究成果,以人们意志设 计,对生物或生物的成分进行改造和利 用的技术。 量子技术
过程计算机
图1-1 分布式计算机系统
16
CSU
计算机与过程控制
过程控制的发展 3个阶段(从过程控制采用的理论与技术手段) 上世纪90 年代初开始进入第三阶段(高级阶段)
过程控制是朝综合化、智能化方向发展。其主要特点: 突破了局部控制的模式,进入到全局控制 若干子系统的闭环控侧 大系统协调控制 最优控制 决策管理 控制管理一体化的新模式
15
CSU
计算机与过程控制
过程控制的发展 3个阶段(从过程控制采用的理论与技术手段) 70年代至90年代初为第二阶段
计算机控制突破了集中控制格局 而发展为分级控制。 所谓分级控制,是指在受 控过程的各个环节直到各项 具体装置或设备,都分别用 微型计算机实现小范围的局 部直接控制,包括一定条件 下的局部最优控制。 从上世纪70 年代中期到80年代, 进一步发展为全分布式控制系统 或分布式微处理机控制系统。
26
CSU
计算机对社会的影响与作用
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csi-1-认识计算机和计算机科学.
应用入门(实验课,《计算机应用基础》) 3
主要参考书: (1) 计算机科学导论
Foundation of Computer Science From Data Manipulation to Theory of Computation
(美)Behroz A. Forouzan
(2) 计算机科学概论
1.2 计算机科学
1.2.1 理解计算机科学 使计算机完成数据处理任务的理论、 方法和技术。 理解纲领: (1) 数据的表示方法学 (2) 数据加工的表示方法学 (3) 计算机系统的构成 (4) 抽象
13
1.2.2 算法(algorithms) 1 定义:完成一类数据处理任务的操作序列 (操作过程) 2 例: 求任意两个整数最大公约数 的算法
(第八版)
清华大学出版社
(美)j. Glenn Brookshear
主要参考书:
( 3)
教育部高等教育司推荐 国外优秀信息科学与技术系列教学用书
信息技术与应用导论
(第七版 影印版) 高等教育出版社
Computers,Communications, and Information A User’s Introduction
1.1.2、 信息 Information IT 信息技术 1. 定义: 事物给出的知识 2. 成立三要素: 源 解释规则 接收者
气象规则
(事物 / 数据)
晚霞
观测者
(信息) “明天天晴” 3.信息和数据: 信息是数据的内涵 数据是信息的符号形式
9
1.1.3、数据处理(信息处理) data / information process 含义: (源)数据 加工 (含特定信息的)结果数据 数值性的加工动作:求和、求平均… 非数值性的加工动作: 查找、排序…
计算机科学导论 第5版
计算机科学导论第5版简介《计算机科学导论》是一本介绍计算机科学基本概念和原理的教材。
本书以深入浅出的方式讲解了计算机科学领域的各个方面,从计算机硬件到软件设计,从算法到数据结构,从网络通信到人工智能等等。
本文档将对《计算机科学导论》第5版的主要内容进行概述和总结。
目录1.引言2.计算机硬件3.计算机软件4.算法与数据结构5.计算机网络6.人工智能7.总结引言计算机科学是一门关于计算和信息处理的学科,它研究了计算机的原理、设计、开发和使用。
作为一门应用广泛且不断发展的学科,计算机科学对我们现代社会的发展产生了深远的影响。
在本章中,我们将介绍计算机科学的一些基本概念和历史背景,以及计算机科学的研究领域和应用领域。
我们将探讨计算机科学的原理和方法,以及它对科学、工程、商业和社会的重要性。
计算机硬件计算机硬件是计算机系统的实体部分,它包括中央处理器(CPU)、内存、存储设备、输入设备和输出设备等。
在本章中,我们将介绍计算机硬件的主要组成部分和工作原理,以及它们在计算机系统中的作用和相互关系。
我们将讨论中央处理器(CPU)的结构和功能,包括运算单元和控制单元。
我们还将介绍计算机内存的组织和层次结构,以及它在计算机系统中的作用。
此外,我们将探讨计算机存储设备的种类和特点,以及输入设备和输出设备的功能和应用。
计算机软件是计算机系统的非实体部分,它包括操作系统、应用软件和编程语言等。
在本章中,我们将介绍计算机软件的分类和特点,以及软件开发过程中的基本原理和方法。
我们将讨论操作系统的功能和作用,包括进程管理、文件管理和内存管理等。
我们还将介绍应用软件的种类和应用领域,以及软件工程的基本概念和开发过程。
此外,我们将探讨编程语言的分类和特点,以及程序设计的基本原理和方法。
算法与数据结构算法和数据结构是计算机科学的核心内容,它们是解决问题和优化计算过程的基础和关键。
在本章中,我们将介绍算法和数据结构的基本概念和特点,以及它们在计算机科学中的应用和研究方向。
计算机科学导论-课件翻译及重点.doc
Chapter 1 Introduction计算机是一种可编程数据处理器。
一个程序是一组指令,告诉计算机做什么数据。
Speaker:音箱。
硬件四种种类:系统单元(System unit)、输入输出设备(Input/Output devices)、辅助储存设备(Secondary storage devices )、通信设备(Communications devices )。
1.系统单元的两个重要组成部分是微处理器(microprocessor)和存储器(primary storage or random access memory (RAM))。
微处理器控制和操纵数据来产生信息。
存储器用于保存数据和程序指令的数据处理。
它也保存处理后的信息在其输出之前。
2.不同于内存,二级存储设备存储数据和程序,即使在计算机的电源系统已关闭。
最重要的辅助媒介软盘(floppy disks),硬盘(hard disks),光盘(optical disks)。
3.通信设备从一台计算机或辅助存储发送或接受数据和程序。
如调制解调器(modern)冯布伊曼模型(Von Neumann Model):着眼于计算机内部(黑盒),定义计算机如何处理数据。
基于三个想法:1.模型定义为四个子系统:一个储存器,算术逻辑单元,控制单元,和输入/输出。
2.程序必须储存在内存中。
3.在冯诺依曼模型中的程序是由有限(finite)数量的指令构成。
指令一个又一个执行(顺序执行)。
软件:系统软件(System software),应用软件(application software )。
系统软件:最重要的系统软件是操作系统(operating system),它与应用软件和计算机相互作用。
应用软件:如浏览器(browser)。
软件与硬件的关系:计算机种类:超级计算机(supercomputers)、大型计算机(mainframe computers)、小型计算机(minicomputers)、微型计算机(microcomputers)。
习题答案-计算机科学导论(第5版)-瞿中-清华大学出版社
第1章概述习题(答案)一.选择题1. D2.C3.D4.B5.A6. B7. CD8.C9.A10. ABC11.A 12.C 13.B14.D15. A16.A 17.C 18.A 19. ABC 20.B21.ABCD 22.C 23. ABCDE二.简答题1.举例说明石子计数的过程早上放10头牛出去,就拿10颗小石子表示,晚上牛回来清数时,就以小石子的数量来逐个进行清点,看看是否一致。
2.简述计算机的发展阶段计算机的出现是20世纪最辉煌的成就之一,按照采用的电子器件划分,计算机大致经历了四个阶段。
1. 第一代计算机(1946—1957)其主要特征是逻辑器件使用了电子管,用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备,用磁鼓或磁带作为外存储器,使用机器语言编程。
第一台计算机需要工作在有空调的房间里,如果希望它处理什么事情,需要把线路重新连接,把成千上万的线重新焊接。
1949年发明了可以存储程序的计算机,这些计算机使用机器语言编程,可存储信息和自动处理信息,存储和处理信息的方法开始发生革命性的变化。
第一代计算机体积大、运算速度低、存储容量小、可靠性低。
几乎没有什么软件配置,主要用于科学计算。
尽管如此,第一代计算机却奠定了计算机的技术基础,如二进制、自动计算及程序设计等,对以后计算机的发展产生了深远的影响。
其代表机型有:ENIAC、IBM650(小型机)、IBM709(大型机)等。
2. 第二代计算机(1958—1964)其主要特征是使用晶体管代替了电子管,内存储器采用了磁芯体,引入了变址寄存器和浮点运算部件,利用I/O处理机提高了输入输出能力。
这不仅使得计算机的体积缩小了很多,同时增加了机器的稳定性并提高了运算速度,而且计算机的功耗减小,价格降低。
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、COBOL、ALGOL等高级程序设计语言及相应的编译程序,降低了程序设计的复杂性。
除应用于科学计算外,它还开始应用在数据处理和工业控制等方面。
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
《计算机科学导论》大纲
计算机科学导论(Introduction to Computer Science)课程教学大纲一、课程编号:×××××二、课程类型:必修课课程学时:80学时/5学分,其中理论56学时,实验24学时适用专业:计算机科学类先修课程:无三、课程的性质与任务《计算机科学导论》是计算机专业全程教学内容的导引课程,《计算机科学导论》课程构建的实质是寻求一种统一的思想来认知计算学科,并对计算学科进行系统化和科学化的描述,该课程主要介绍计算机科学的基本内容和重要应用。
《计算机科学导论》是计算机科学与技术专业学生的第一门与所学专业有关的入门课程,介绍了《中国计算机科学与技术学科教程2002》中有关计算机系统、程序设计语言、软件工程等专业知识的知识点以及与信息技术有关的社会人文等知识,力求使学生对所学专业有比较深入的了解,树立专业学习的责任感和自豪感。
与此同时,使读者对后续课程的学习有一个概括的了解,为今后的学习打下良好的基础。
为了达到上述目的,本课程在内容和形式上都力求实现以下理念:(1) 以国际国内教学研究成果为指导,涵盖CCC2002中对“计算机导论”所要求的知识点并注意反映近期信息技术发展的新成就。
(2) 除了知识的介绍外,对学科的研究范畴及学习方法也作了介绍,力求在大学学习的开始阶段就培养学生对计算机科学技术的学习和研究兴趣。
(3) 体现“以学生为主体”的教育思想,强调学生自己的活动和体会,让学生学会主动获取知识(特别是从网络上获取知识)的能力。
(4) 体现对学生有关人文方面的要求,介绍了社会对IT技术人员的要求,对学生的择业和就业进行初步指导。
(5) 每个章节中都有在计算机科学与技术领域作出重大贡献的图灵奖获得者或有关IT 知识的介绍,力图用领域中大师的辉煌成果激励学生并使他们了解学科发展的历史,培养学生广阔的视野。
四、教学主要内容与学时分配(一)概述(4学时)1. 计算的起源2. 计算的起源3. 计算机的应用领域和发展趋势4. 计算学科5. 计算机科学与技术学科的知识体系6. 计算机科学与技术学科的教育7. 社会信息化的挑战8. 计算机产业(二)计算机体系结构与组织(6学时)1. 数值数据2. 非数值数据3. 数据的机器编码4. 数字逻辑与数字系统5. 微型计算机系统的组成6. 存储系统的结构7. 输入输出系统8. 多核技术9. 高性能计算机10.并行计算机11.分布式系统(三)程序设计语言(4学时)1. 程序设计语言概述2. 声明和类型3. 类型系统4. 编译原理5. 程序设计语言的设计(四)程序设计基础(2学时)1. 程序设计基础2. 程序设计方法3. 基本数据结构4. 事件驱动程序设计(五)算法与复杂性(4学时)1. 算法分析基础2. 常用算法介绍3. 算法描述工具4. 算法的评价5. 算法设计策略6. 分布式算法7. 可计算性理论基础8. NP问题9. 自动机理论10.加密算法11.几何算法12.并行算法(六)信息管理(4学时)1. 模型与信息系统2. 数据库系统概述3. 关系数据库4. 数据库查询语言SQL5. 关系数据库设计6. 数据库管理7. 常用数据库管理系统8. 数据库新发展(七)软件工程(4学时)1. 软件工程概述2. 软件开发模型3. 软件开发方法4. 软件质量评价和保证5. 质量度量模型6. 软件复杂性7. 软件项目管理8. 软件可靠性9. 软件评审10.容错软件技术11.软件工程环境(八)操作系统(4学时)1. 操作系统概念2. 操作系统的发展3. 操作系统原理4. 操作系统的分类5. 操作系统的功能6. 操作系统的体系结构7. 并发性8. 调度与分派9. 安全与保护10.文件系统11.容错12.系统性能评价13.主流操作系统简介14.操作系统的新发展(九)网络计算(4学时)1. 通信与组网2. 计算机网络3. Internet和TCP/IP协议4. 网络管理5. 移动通信与无线上网6. 网络安全机制7. 网格计算(十)图形学和可视化(2学时)1. 图形学基本概念2. 图形系统3. 可视化4. 图形用户界面5. 图像通信6. 几何建模7. 计算机动画8. 虚拟现实(十一)人机交互(2学时)1. 人机交互2. 多媒体技术(十二)离散结构(2学时)1. 离散结构的研究对象及主要内容2. 数理逻辑3. 集合论4. 代数结构5. 图论6. 离散概率(十三)数值计算科学(2学时)1. 高性能计算2. 数值分析3. 运筹学4. 数学建模与计算机模拟(十四)智能系统(2学时)1. 人工智能系统2. 知识表示及推理3. 搜索技术4. 自然语言处理5. 智能计算6. 机器学习(十五)社会和职业问题(2学时)1. 计算的社会背景2. 计算机与道德3. 基于计算机系统的风险与责任4. 知识产权5. 隐私与公民自由6. 计算机犯罪7. 团队合作8. 哲学框架(十六)讲座(4)请专家、教授进行专题讲解。
第1章计算机概论
Fortran95程序设计 第1章 计算机概论
1-1 计算机简史
1642年,法国数学家、物理学家和思想家帕斯卡发明加法 机,这是人类历史上第一台机械式计算机,其原理对后来 的计算机械产生了持久的影响。帕斯卡从加法机的成功中 得出结论:人的某些思维过程与机械过程没有差别,因此 可以设想用机械模拟人的思维活动。 1971年瑞士人沃斯把自己发明的高级语言命名为Pascal,以 表达对帕斯卡的敬意。
计算尺的出现,开创了模拟计算的先河。从冈特开始,人们发明了
多种类型的计算尺。它有效地利用对数的原理,可快速做出乘除法
等的计算,直到20世纪中叶,计算尺才逐渐被袖珍计算器取代。
4
Fortran95程序设计 第1章 计算机概论
1-1 计算机简史
欧洲文艺复兴时期的伟人达·芬奇是一位旷 世奇才,他在科学方面的造诣丝毫不亚于其 艺术成就,他很早就提出过计算工具的设想。 后人在达·芬奇的手稿中,发现了关于机械 式计算工具设计方案的记录。
巴贝奇是一位伟大的天才,他因为远远超前 于他的时代而注定要成为一位悲剧伟人。
巴贝奇分析机采用了三个具有现代意义的 装置:保存数据的寄存器(齿轮式装置);从 寄存器取出数据进行运算的装置,并且机器的 乘法以累次加法来实现;控制操作顺序、选择 所需处理的数据以及输出结果的装置。
8
Fortran95程序设计 第1章 计算机概论
3
Fortran95程序设计 第1章 计算机概论
1-1 计算机简史
随着计算技术的发展,在求解一些 更复杂的数学问题时,算筹显得越来越 不方便了。于是在大约六、七百年前, 中国人发明了算盘,它结合了十进制计 数法和一整套计算口诀并一直沿用至今, 被许多人看作是最早的数字计算机。
计算机科学导论1-5重点
第1章概述1.什么是计算机系统?P8计算机系统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,由计算机硬件系统和计算机软件系统两大部分组成。
把程序和数据都以二进制的形式统一存放在存储器中,在执行程序时由控制器从存储器中快速的提控制器基本功能就是从内存中取出指令和执行指令,即控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码,然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令,执行该指令。
另外,控制器在工作过程中,还要接受各部件反馈回来的信息。
4.简述CPU和主机的概念。
通常把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器,又称CPU(Central Processing Unit)。
通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机,也可以说主机是由CPU与内存储器组成的,而主机以外的装置称为外部设备,外部设备包括输入/输出设备,外存储器等。
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、使用和维护这些程序所需的技术文档。
计算机软件系统分为系统软件和应用软件。
计算机系统软件由操作系统、语言处理系统、以及各种软件工具等组成,指挥、控制计算机硬件系统按照预定的程序运行、工作,从而达到预定的目标。
应用软件是用户利用计算机软、硬件资源为解决各类应用问题而编写的软件,包括用户程序及其说明性文件资料。
6.计算机有哪些主要的特点?P11(1)运算速度快、精度高计算机的字长越长,其精度越高,现在世界上最快的计算机每秒可以运算几十万亿次以上。
一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字,计算精度可由千分之几到百万分之几,是任何计算工具所望尘莫及的。
(2)具有逻辑判断和记忆能力计算机有准确的逻辑判断能力和高超的记忆能力。
能够进行各种逻辑判断,并根据判断的结果自动决定下一步应该执行的指令。
(3)高度的自动化和灵活性计算机采取存储程序方式工作,即把编好的程序输入计算机,机器便可依次逐条执行,这就使计算机实现了高度的自动化和灵活性。
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➢ 数的概念及记数方式的诞生 ➢ 古埃及数学及记数体系 古印度数学及记数体系
1.2 计算机的产生和发展阶段
➢ 计算机的产生和发展不是一蹴而就的,而是经历了漫 长的历史过程。在这个过程中,科学家们经过艰难的 探索,发明了各种各样的“计算机”,这些“计算机” 顺应了当时历史的发展,发挥了巨大的作用,推动了 社会的进步,也推动了计算机技术的发展。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
模拟计算机
➢ 19世纪末,赫尔曼•霍列 瑞斯(Herman Hollerith: 1860-1929)首先用穿孔 卡完成了第一次大规模数 据处理。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
模拟计算机
➢ 托马斯•约翰•沃森(Thmoas J.Watson,1874~1956)和 IBM
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
模拟计算机
➢ 英国数学家布尔(G.Boole: 1815-1864年)
➢ 第一部著作《逻辑的数学分析》 ➢ 1854年,已经担任柯克大学教授
的布尔再次出版《思维规律的研 究—逻辑与概率的数学理论基础》 ➢ 凭借这两部著作,布尔建立了一 门新的数学学科—布尔代数
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
机械计算机 ➢ 德国著名数学家戈特弗里德•
威廉•莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz:16461716年)将帕斯卡的“加法器” 扩大为乘除运算 ➢ 1700年左右,莱布尼茨从中 国“易图”(八卦)里受到启发, 悟出了二进制数之真谛
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
提花机
➢ 小托马斯·沃森(Thomas Watson Jr.,1914~1993)
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
模拟计算机
➢ 布什(V.Bush)为了求解与电路 有关的微分方程,制作了一 台模拟计算装置助其求解
➢ 1873年,美国人鲍德温(F. Baldwin),利用齿数可变齿 轮,设法制造出一种小型计 算机样机
模拟计算机
➢ 1938年,美国数学家香农(C. Shannon) 第一次在布尔代数和继电器开关电路之 间架起了桥梁,以脉冲方式处理信息的 继电器开关,从理论到技术彻底改变了 数字电路的设计
➢ 1948年,香农凭借《通信的数学基础》 一书,被誉为“信息论之父”
➢ 1956年,香农参与发起了达特默斯人工 智能会议,率先把人工智能运用于计算 机下棋方面,还发明了一个能自动穿越 迷宫的电子老鼠,以此验证了计算机可 以通过学习提高智能
差分机和分析机 ➢ 英国剑桥大学著名科学家
查理斯•巴贝奇(Charles Babbage:1792—1871 年)在1822年研制出第一 台差分机。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
Ada(1815—1852年)
差分机和分析机 ➢ 阿达•奥古斯塔(Ada
Augusta:1815-1852年) 是计算机领域著名的女程序 员
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
机械计算机 ➢ 1623年,德国科学家契克卡德
(W. Schickard)为天文学家开 普勒(Kepler)制作了一台机械 计算机 。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
机械计算机 ➢ 法国科学家布莱斯•帕斯卡(Blaise Pascal:1623-
1662年)是被公认为是制造出机械计算机的第一人。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
机械计算机 ➢ 1971年瑞士苏黎世联邦工业大
学的尼克莱斯•沃尔斯(Niklaus Wirth,1934~)教授将自己发 明的计算机通用的高级程序设 计语言命名为“Pascal语言”, 就是为了纪念帕斯卡在计算机 领域中做出的卓越贡献。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
➢ 为了全面地了解计算机产生的背景,首先要了解电子 计算机产生之前的计算历史,然后要了解电子计算机 的产生过程。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
祖冲之(429—500年)
算筹 ➢ 算筹又称为筹、策、算子等
➢ 算筹在中国的起源很早,春秋战国时 期的《老子》中就记载“善数者不用 筹策”。《汉书·张良传》中张良“运 筹帷幄中,决策千里外”的“筹”, 就是算筹
第1章 概述
第1章 概 述
学习目标
➢ 了解计算的起源、计算机的产生和发展阶段、中国计 算机的发展历程、计算机的应用领域和发展趋势、计 算学科的基本知识、计算机科学与技术学科的教育、 信息化社会的挑战和计算机产业的发展。
➢ 掌握计算机的概念、计算机科学与技术学科的知识体 系。
计算机无处不在
1.1 计算的起源
➢ 西汉年间中国的纺织工匠 已能熟练掌握提花机技术
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
提花机
➢ 法国机械师约瑟夫•杰卡德(Joseph Jacquard), 大约在1801年完成了“自动提花编织机”的设计 制作,真正成功地改进了提花机。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
Babbage(1792— 1871年)
《乘除通变算宝》
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
机械计算机 ➢ 1614年,英国数学家约翰•纳皮尔
(John Napier或Neper, 1550~1617)提出了对数的概念,成 为与17世纪出现的解析几何、微积分 一样重要的数学方法。 ➢ 英国牧师威廉·奥却德(William Oughtred,1575~1660) 发明的乘 法符号“×”一直沿用至今。
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
模拟计算机
➢ 1937年11月,在 AT&T贝尔实验室工 作的斯蒂比兹(G. Stibitz),运用继电器 作为计算机的开关元 件
➢ 中国著名科学家祖冲之(429-500年)借 助算筹作为计算工具计算出圆周率
1.2.1 计算机产生之前的计算历史
算盘 ➢ 算盘也称珠算,是中国劳动人民
创造的一种工具 ➢ 由古代“算筹”演变而来 ➢ 素有“中国计算机”之称 ➢ 最早见于汉末三国时代徐岳撰写
的《数术记遗》 ➢ 南宋时期的数学家杨辉发明了