第三章计算机应用基础

第三章计算机应用基础

1854年,英国数学家布尔(George Boole,1824-1898年)提出了符号逻辑的思想，数十年后形成了计算科学软件的理论基础。

1936年，英国数学家图灵（Alan Turing,1912-1954年）提出了著名的“图灵机”模型，探讨了现代计算机的基本概念，从理论上证明了研制通用数字计算机的可行性。

1945年，匈牙利出生的美籍数学家冯诺依曼（John von Neumann,1903-1957年）提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念，这是现代计算机理论基础，也被称为“冯诺依曼结构”。

第一代计算机（1946-1957年）电子管计算机，电子管和继电器存储构成，采用机械语言或汇编语言，运算速率几千次到几万次。

第二代计算机（1958-1964年）晶体管计算机，分立式晶体三极管、二极管和铁氧体的磁芯构成，采用高级语言、子程序库、批处理监控程序，运算速率几万次至几十万次。

第三代计算机（1965-1970年）集成电路计算机，小规模或中规模集成电路构成，采用多道程序设计和分时操作系统，运算速率几百万次。

第四代计算机（1971-1991年）大规模或超大规模集成电路计算机，大规模或超大规模集成电路和半导体存储器构成，多处理操作系统、专用语言和编译器，运算速率几百万次到几亿次。

第五代计算机（1991年至今）超大规模集成电路制造工艺更加完善，处理器和存储芯片的速度和密度更高，软件的智能性、功能性也更强，运算速度高达十亿次以上。

未来计算机的发展方向：巨型化（超级计算机、军事和尖端科技领域）、微型化（体积小、功能强、价格低大众）、网络化（资源共享的基础）

计算机的特点：运算速度快、运算精度高、存储功能强、具有记忆和逻辑判断能力、具有自

动运行能力。

计算机的应用：科学计算（数值计算、气象预报、火箭发射、地震）预测、工程设计）、数据处理（信息管理）、计算机辅助工程（计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助教学CAI、计算机辅助测试CAT）、过程控制（实时控制）、人工智能、网络应用（软硬家共享）

计算机系统的组成：硬件（Hardware）系统和软件（Software）系统组成。

硬件：

运算器（算术逻辑单元ALU）对数据进行加工处理的部件，包括算术运算和逻辑运算。

运算器+控制器=CPU（Central Processing Unit）

存储器：ROM（Read Only Memory 只读存储器）、RAM（Random Acess Memory 随机存储器）、

高速缓冲存储器Cache

输入设备（键盘、光笔、鼠标器、图形板、游动标、摄影机、语音识别）

输出设备（显示器、打印机、绘图仪、音响）

总线：数据总线DB（微处理器、存储器和输入/输出设备之间传送数据）、地址总线AD（传送存储器单元地址或输入/输出接口地址信息）、控制总线CB（传送控制器的各种控制信号，包含命令和信号交换联络线及总线访问控制线等）

计算机软件：系统软件（操作系统Operating System OS、程序设计语言：机器语言-汇编语言-高级语言-4GL语言、数据库管理系统：ACESS 、FoxPro 、SQL server、Oracle、Sybase、DB2）

应用软件：办公软件Microsoft Office、信息管理软件（财务管理系统、仓库管理系统、人事档案管理系统）、浏览器（Microsoft Internet Explorer）、图形图像处理软件（CoreDraw、

Photoshop）、工程设计软件（AutoCAD、MATLAB）

计算机中数据的表示：

二进制表示信息，电路简单、工作可靠、简化运算、逻辑性强。

数据包含数值、文字、图形、图像、视频等各种数据形式。

二进制数的符号是“B”，八进制数的符号是“O”，十六进制数的符号是“H”

数据存储单位：计算机存储信息的最小单位是二进制的一位，用bit表示，人们规定8位二进制数据为一个字节byte,用B表示，汉字字符占用两个字节长度。

1KB=1024B

1MB=1024KB

1GB=1024MB

1TB=1024GB

计算机中表示的数据：

在计算机内部，文字、声音、图像、图形等各种信息都必须经过数字化编码后，才能被加工、处理、存储等操作。

计算机表示的数据分为：数值数据和非数值数据（符号数据）

英文字符编码：美国信息交换标准码（American Standard Code for information Interchange ASCII）1976年确认。

汉字编码：汉字输入-输入码-国际区位码-字形码-汉字输出

数据库系统：

信息是现实世界在人脑中的抽象反映，是通过人的感官感知出来并经过人脑的加工而形成的反映现实世界中事物的概念。

数据(data)是数据库中存储的基本对象，是描述事物的符号记录。数据有多种表现形式，包

括数字、文字、图像、声音等。

计算机管理信息时，常常需要对数据信息进行预处理，目的是将数据转换成可供计算机处理的信息，包括对数据进行收集、整理、加工等一系列活动。

数据处理（又称为信息处理）：指从某些已知的表示某些信息的数据出发，推导整理出一些新的数据，从而又表示出一些新的信息的过程。涉及数据的收集、管理、生成新信息输出的全过程。

数据管理：指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索及传送等操作处理过程。

数据处理和数据管理是相互联系的，数据管理中的各种操作都是数据处理业务的必不可少的基本环节，数据管理技术的好坏，直接影响到数据处理的效率。

数据库（Data Base DB）是长期存储在计算机存储设备上的、有组织、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和以扩展性，并可共享。

数据库管理系统（Data Base Management System DBMS）位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，作用是科学地组织和存储数据、高效的获取和维护数据。

数据库系统（Data Base System DBS）指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员（Data Base Administrator DBA）和用户构成。

数据库系统结构：

从用户的角度看，数据库系统的体系结构又可分为单用户、主从式结构、分布式结构和客户/服务器结构。