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计算机导论课件
• 指令系统是机器提供的机器指令• 用二进制编码表示的指令，称为机器指 令，或称为机器码。
• 用机器指令编写的程序称为机器语言程 序，或称为目标程序，这是计算机能够 直接执行的程序。
• 机器语言难以阅读和理解，编写和修改 都比较困难，而且通用性较差。
计算机科学导论
6
汇编语言
• 汇编语言也称符号语言。 • 指令助记符是指令英文名称的缩写，容易记忆。 • 所谓汇编语言，就是采用字母、数字和符号来
代替由一个个0和1构成的指令操作码、寄存器、 数据和存储地址等，并在程序中用它们代替二 进制编码数，这样编写出来的程序就称为符号 语言程序或汇编语言程序。
计算机科学导论
7
• 大多数情况下，一条汇编指令直接对应 一条机器指令，少数对应几条机器指令。
• 因此，在很多对时间要求比较高的系统，如某 些实时控制系统或者大型计算机控制系统中， 低级语言，主要是汇编语言，仍然得到了一定 的应用。
计算机科学导论
17
6.1.3 高级语言的基本内容
• 高级程序设计语言依赖于各自特定的语句和语 法。一条一条的语句是构成源程序的基本单位。 高级语言的一条语句被编译或解释时往往会对 应多条机器指令。
第六章 程序设计与 算法分析
计算机科学导论
1
本章要点
◆初步了解程序设计的基础知识 ◆掌握结构化程序设计和面向对象程序设计的基本方
法 ◆掌握数据结构中的基本数据类型及其实现 ◆掌握程序设计算法的基本思想及几种经典的算法 ◆了解编译原理的基本知识
计算机科学导论
2
6.1 程序设计基础
6.1.1 程序的概念
• 实现这种翻译功能的特殊程序称为汇编语言翻 译程序、汇编程序或汇编器。程序员手工编写 的程序统称为源程序，用汇编语言编写的源程 序称为汇编语言源程序，汇编程序将源程序翻 译得到的机器语言程序称为目标程序，翻译的 过程称为汇编。
• 用机器指令编写的程序称为机器语言程 序，或称为目标程序，这是计算机能够 直接执行的程序。
• 机器语言难以阅读和理解，编写和修改 都比较困难，而且通用性较差。
计算机科学导论
6
汇编语言
• 汇编语言也称符号语言。 • 指令助记符是指令英文名称的缩写，容易记忆。 • 所谓汇编语言，就是采用字母、数字和符号来
代替由一个个0和1构成的指令操作码、寄存器、 数据和存储地址等，并在程序中用它们代替二 进制编码数，这样编写出来的程序就称为符号 语言程序或汇编语言程序。
计算机科学导论
7
• 大多数情况下，一条汇编指令直接对应 一条机器指令，少数对应几条机器指令。
• 因此，在很多对时间要求比较高的系统，如某 些实时控制系统或者大型计算机控制系统中， 低级语言，主要是汇编语言，仍然得到了一定 的应用。
计算机科学导论
17
6.1.3 高级语言的基本内容
• 高级程序设计语言依赖于各自特定的语句和语 法。一条一条的语句是构成源程序的基本单位。 高级语言的一条语句被编译或解释时往往会对 应多条机器指令。
第六章 程序设计与 算法分析
计算机科学导论
1
本章要点
◆初步了解程序设计的基础知识 ◆掌握结构化程序设计和面向对象程序设计的基本方
法 ◆掌握数据结构中的基本数据类型及其实现 ◆掌握程序设计算法的基本思想及几种经典的算法 ◆了解编译原理的基本知识
计算机科学导论
2
6.1 程序设计基础
6.1.1 程序的概念
• 实现这种翻译功能的特殊程序称为汇编语言翻 译程序、汇编程序或汇编器。程序员手工编写 的程序统称为源程序，用汇编语言编写的源程 序称为汇编语言源程序，汇编程序将源程序翻 译得到的机器语言程序称为目标程序，翻译的 过程称为汇编。
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P
W/P M B 1 1 1 B 1 1 B ……
那么，图灵机怎样进行运算呢？例如做加法3+2=？ 开始先把最左单元放上特殊的符号B，表示分割空格，它不属 于输入符号集。然后写上3个“1”，用B分割后再写上2个1”， 接着在再填一个B，相加时，只要把中间的B修改为“1”，而把
最左边的“1”修改为B，于是机器把两个B 之间的“1”读出就 得到3+2=5。由于计算过程的直观概念可以看成是能用机器实现 的有限指令序列，所以图灵机已被认为是过程的形式定义。 1950年他发表了另一篇著名论文：《计算机器与智能》。指 出如果一台机器对于质问的响应与人类做出的响应完全无法区别， 那么这台机器就具有智能。这一论断称为图灵测试，它奠定了人 工智能理论的基础。 必须强调指出，图灵并不只是一位纯粹抽象的数学家，他还 是一位擅长电子技术的工程专家，二次大战期间，他是英国破译 密码小组的主要成员。他设计制造的破译机Bombe实质就是一台 采用继电器的高速计算装置。图灵以独特的思想创造的破译机， 一次次成功地破译了德国法西斯的密码电文。 为纪念图灵的理论成就，美国计算机协会（ACM）专门设立 了图灵奖。从1966年至今已有30多位各国第一流的计算机科学家 获得此项殊荣，成为计算机学术界的最高成就奖。
巴贝奇的第一个目标 是制作一台“差分机”。 快速编制不同函数的数学 用表。 他整整用了10年的时 间，于1822 年完成了第一 台差分机，可以处理3个不 同的5位数，计算精度达到 6 位小数，当即就演算出 了好几种函数表来。同时 间接指出了计算机的五个 部分，同时产生第一个程 序员——爱达·奥古斯塔 （Ada Augusta）
美国50年代生产的IBM704 1960年美国贝思勒荷姆钢厂成为第一家利用计算机处理定货、 管理库存、并进行实时生产过程控制的公司。 1963年俄克拉荷马日报成为第一份利用计算机编辑排版的报 纸。 1964年美国航空公司建立了第一个实时订票系统，计算机应 用的革命正在开始。
W/P M B 1 1 1 B 1 1 B ……
那么，图灵机怎样进行运算呢？例如做加法3+2=？ 开始先把最左单元放上特殊的符号B，表示分割空格，它不属 于输入符号集。然后写上3个“1”，用B分割后再写上2个1”， 接着在再填一个B，相加时，只要把中间的B修改为“1”，而把
最左边的“1”修改为B，于是机器把两个B 之间的“1”读出就 得到3+2=5。由于计算过程的直观概念可以看成是能用机器实现 的有限指令序列，所以图灵机已被认为是过程的形式定义。 1950年他发表了另一篇著名论文：《计算机器与智能》。指 出如果一台机器对于质问的响应与人类做出的响应完全无法区别， 那么这台机器就具有智能。这一论断称为图灵测试，它奠定了人 工智能理论的基础。 必须强调指出，图灵并不只是一位纯粹抽象的数学家，他还 是一位擅长电子技术的工程专家，二次大战期间，他是英国破译 密码小组的主要成员。他设计制造的破译机Bombe实质就是一台 采用继电器的高速计算装置。图灵以独特的思想创造的破译机， 一次次成功地破译了德国法西斯的密码电文。 为纪念图灵的理论成就，美国计算机协会（ACM）专门设立 了图灵奖。从1966年至今已有30多位各国第一流的计算机科学家 获得此项殊荣，成为计算机学术界的最高成就奖。
巴贝奇的第一个目标 是制作一台“差分机”。 快速编制不同函数的数学 用表。 他整整用了10年的时 间，于1822 年完成了第一 台差分机，可以处理3个不 同的5位数，计算精度达到 6 位小数，当即就演算出 了好几种函数表来。同时 间接指出了计算机的五个 部分，同时产生第一个程 序员——爱达·奥古斯塔 （Ada Augusta）
美国50年代生产的IBM704 1960年美国贝思勒荷姆钢厂成为第一家利用计算机处理定货、 管理库存、并进行实时生产过程控制的公司。 1963年俄克拉荷马日报成为第一份利用计算机编辑排版的报 纸。 1964年美国航空公司建立了第一个实时订票系统，计算机应 用的革命正在开始。
计算机导论ppt课件
＝ （302.578125）10
.
27
一般地，任意一个八进制数可以表示为： C ＝ c n－18 n－1 +c n－28 n－2 +…+c 18 1 +
c 08 0+c－18－1 +…+c－m8－m
在上式中，C i 只能取0～7之一的值；八进制 的基数是8。
.
28
（4）十六进制
十六进制记数法也有两个特点：
.
40
必须注意:
逐次除2取余的余数是按从低位到高位的 排列顺序与二进制整数数位相对应的；逐 次乘2取整的整数是按从高位向低位的排列 顺序与二进制小数数位相对应的。其共同 特点是以小数点为中心，逐次向左、右两 边排列。
.
41
（1）八进制、十六进制数转换成十进制数
同二进制数到十进制数的转换，分别套用 相应公式 。
.
24
例如： （10110.1）2 ＝ 1×2 4 ＋0×2 3 ＋1×2 1 ＋0×2 0 ＋1×2－1 ＝ （22.5）10
任意一个二进制数B，可以展开成多项式之和, 即
B = b n－12 n－1 +b n－22 n－2 +…+b 12 1+b 02 0+
b－12－1 +…+b－m2－m
.
25
.
30
一个任意的十六进制数可以表示为： D ＝ d n－116 n－1 +d n－216 n－2 +…
+d 116 1+d 016 0 +d －116－1 +…+d－m16－m 在上式中，d i可以取0～F之一的值；十六进制 的基数是16。
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27
一般地，任意一个八进制数可以表示为： C ＝ c n－18 n－1 +c n－28 n－2 +…+c 18 1 +
c 08 0+c－18－1 +…+c－m8－m
在上式中，C i 只能取0～7之一的值；八进制 的基数是8。
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28
（4）十六进制
十六进制记数法也有两个特点：
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40
必须注意:
逐次除2取余的余数是按从低位到高位的 排列顺序与二进制整数数位相对应的；逐 次乘2取整的整数是按从高位向低位的排列 顺序与二进制小数数位相对应的。其共同 特点是以小数点为中心，逐次向左、右两 边排列。
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41
（1）八进制、十六进制数转换成十进制数
同二进制数到十进制数的转换，分别套用 相应公式 。
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24
例如： （10110.1）2 ＝ 1×2 4 ＋0×2 3 ＋1×2 1 ＋0×2 0 ＋1×2－1 ＝ （22.5）10
任意一个二进制数B，可以展开成多项式之和, 即
B = b n－12 n－1 +b n－22 n－2 +…+b 12 1+b 02 0+
b－12－1 +…+b－m2－m
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30
一个任意的十六进制数可以表示为： D ＝ d n－116 n－1 +d n－216 n－2 +…
+d 116 1+d 016 0 +d －116－1 +…+d－m16－m 在上式中，d i可以取0～F之一的值；十六进制 的基数是16。
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组，不够4位补0，分完组后对应成十六进制数即可。
2.1.1 计算机中的数制
• 二进制转换成其他进制示例 (1011001.10111)2 = 1×26 +1×24 +1×23 +1×20 +1×2-1 +1×2-3 +1×2-4+1×2-5 = 64+16+8+1+0.5+0.125+0.0625+0.03125+0.015625 = (99.734375) 10 (1011001.10111)2 = (001 011 001 . 101 110)2 = (131.56)8 (1011001.10111)2 = (0101 1001 . 1011 1000)2 = (59.B8)16
• BCD码与ASCII码
❖BCD码：是一种二－十进制的编码，使用四位二进制数表示一位十进制数。
❖十进制数与BCD码之间的转换：可按位（或四位二进制数组）直接进行。
❖ASCII(American Standards Committee of Iformation)码:是由美国信息
交换标准委员会制定的、国际上使用最广泛的字符编码方案。
• 常用的字符型数据编码
• ASCII码（美国标准信息交换码的简称）
• 使用一个字节表示一个ASCII码字符。 • 主要用于小型机和微型机。
• EBCDIC码（扩展BCD码）
• BCD 码又称二—十进制编码，用二进制编码形式表示十进制数。 • 在BCD码的基础上，又增加了一些符号和英文字母的表示。 • 主要用于超级计算机和大型计算机。
• 机器数的符号
• 在计算机内部，任何数据（符号）都只能用二进制的两个数码0和1来表 示。
2.1.1 计算机中的数制
• 二进制转换成其他进制示例 (1011001.10111)2 = 1×26 +1×24 +1×23 +1×20 +1×2-1 +1×2-3 +1×2-4+1×2-5 = 64+16+8+1+0.5+0.125+0.0625+0.03125+0.015625 = (99.734375) 10 (1011001.10111)2 = (001 011 001 . 101 110)2 = (131.56)8 (1011001.10111)2 = (0101 1001 . 1011 1000)2 = (59.B8)16
• BCD码与ASCII码
❖BCD码：是一种二－十进制的编码，使用四位二进制数表示一位十进制数。
❖十进制数与BCD码之间的转换：可按位（或四位二进制数组）直接进行。
❖ASCII(American Standards Committee of Iformation)码:是由美国信息
交换标准委员会制定的、国际上使用最广泛的字符编码方案。
• 常用的字符型数据编码
• ASCII码（美国标准信息交换码的简称）
• 使用一个字节表示一个ASCII码字符。 • 主要用于小型机和微型机。
• EBCDIC码（扩展BCD码）
• BCD 码又称二—十进制编码，用二进制编码形式表示十进制数。 • 在BCD码的基础上，又增加了一些符号和英文字母的表示。 • 主要用于超级计算机和大型计算机。
• 机器数的符号
• 在计算机内部，任何数据（符号）都只能用二进制的两个数码0和1来表 示。
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。
计算机导论课件--第一课
现在所谓的计算机就是电子数字计算机。
1）第一代计算机：1946~1957年，主要逻辑元件为电子 真空管； 2）第二代计算机：1958~1964年，主要逻辑元件为晶体 管； 3）第三代计算机：1965~1970年，主要逻辑元件为中小 规模集成电路； 4）第四代计算机：1970年以后，主要逻辑元件为大/超大 规模集成电路（LSI），或者叫微处理器时代； 第五代（1991~目前）：以互联网（Internet）为标志的信 息系统
AMD (Advanced Micro Devices) 的英文缩写，超 微半导体(注释： Advanced 为先进的， Micro 为 微小之意，英文直译为先进微半导体)，但是 AMD 公司为自己的中文命名是超威半导体，所以 也可称为超微半导体(这里使用的是官方说法) 。 AMD 成立于1969 年，总部位于加利福尼亚州桑 尼维尔。AMD 公司专门为计算机、通信和消费电 子行业设计和制造各种创新的微处理器、闪存和 低功率处理器解决方案。创始人：杰瑞•桑德斯 （Jerry Sanders ）、前任董事会主席：鲁毅智 （Hector de J.Ruiz）。旗下产品： AMD 皓龙、AMD 速龙、AMD 双核速龙、AMD 炫龙、AMD 闪龙、AMD 羿龙、AMD 雷鸟、 AMD 钻龙。
1992年，国防科技大学研究出银河-II通用并行巨型机，峰值速度达每秒4亿次 浮点运算(相当于每秒10亿次基本运算操作)，为共享主存储器的四处理机向 量机，其向量中央处理机是采用中小规模集成电路自行设计的，总体上达到 80年代中后期国际先进水平。它主要用于中期天气预报； 1993年，中国第一 台10亿次巨型银河计算机Ⅱ型通过鉴定。 1995年，曙光1000大型机通过鉴定，其峰值可达每秒25亿次。曙光1000与 美国Intel公司1990年推出的大规模并行机体系结构与实现技术相近，与国外 的差距缩小到5年左右。 1997年，国防科大研制成功银河-III百亿次并行巨型计算机系统。 2000年，我国自行研制成功高性能计算机"神威I"，其主要技术指标和性能达 到国际先进水平。我国成为继美国、日本之后世界上第三个具备研制高性能 计算机能力的国家。 2001年，中科院计算所研制成功我国第一款通用CPU—“龙芯”芯片。 2002年，曙光公司推出完全自主知识产权的“龙腾”服务器，龙腾服务器采 用了“龙芯-1”CPU，采用了曙光公司和中科院计算所联合研发的服务器专用 主板，采用曙光LINUX操作系统，该服务器是国内第一台完全实现自有产权 的产品，在国防、安全等部门将发挥重大作用。 2003年，百万亿次数据处理超级服务器曙光4000L通过国家验收，再一次刷 新国产超级服务器的历史纪录，使得国产高性能产业再上新台阶。
计算机导论教案PPT课件
计算机导论
第1章 绪论
⑷ 智能化
“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的
‘没有灵魂的机械’来”。
人类第一个“工业机器人”：
——笛卡尔（1637）
一头在纺织机上挑纱的“驴”（1742年）
第一代机器人 机械手（1962年出现）
第二代机器人 具有“感觉”的机器人
第三代机器人
Deepblue
装有启发式计算机的“智能机器人”
第一代 （1946~1956）
电子管 5千~4万（次/秒）
维修复杂。
计算机导论
第1章 绪论
使用的逻辑元件为晶体管；存储器为
第二代 （1957~1964）
晶体管 几十万~百万（次/秒）
磁芯、磁带、磁盘；典型机器为 IBM-7090，IBM-7094；出现了 ALGOLGO、FORTRAN和COBOL 等面向进程的高级程序设计语言及其
存储器为磁芯、磁带、磁盘；典型 编译程序，并建立了多种程序库和管
机器为IBM-370（大型），IBM- 理软件。其主要用于数据处理、工业
360（中型），PDP-II（小型）； 控制、科学计算。其特点是体积小、
使用软件为结构化程序设计、操作 耗电少、可靠性有了较大提高。
系统。它具有支持多任务系统的功
能，实现了多个计算机终端联机和
1946年，在美国宾夕法尼亚大学，由John Mauchly和J.P.Eckert 领导的研制小组为精确测 算炮弹的弹道特性而制成了ENIAC 计算机，这是 世界上第一台真正能自动运行的电子数字计算机。 它使用了18800只电子管，1500 多个继电器，耗
第1章 绪论
计算机导论
电150KW,占地面积150,重量达30,每秒钟能完 成5000次加法运算。尽管存在着许多缺点，但是
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13-13
Page 389
Prototyping（原型设计） and Rapid Applications Development
• Alternatives to the systems life cycle - Use if systems life cycle is not feasible – Prototyping is building a model – RAD – Rapid applications development
13-18
Page 401
– Document systems analysis
13-7
Page 379
Phase 3
Systems Design
• Design includes 3 major tasks:
• Designing alternative systems – Economic feasibility – Technical feasibility – Operational feasibility • Selecting the best system • Writing the systems design report
• Preliminary Investigation includes:
• Define the problem • Suggest alternative systems • Prepare a short report
13-6
Page 377
Phase 2
Systems Analysis
• Analysis tasks include: – Gathering data – Analyzing the data
13-17
Page 401
Discussion Questions (Page 2 of 2)
• What is system maintenance? When does it occur? • Explain prototyping and RAD. When might they be used by corporatiAnalysis and Design
Competencies (Page 1 of 2)
• Describe the six phases of the systems life cycle • Identify information needs and formulate possible solutions • Analyze existing information systems & evaluate the feasibility of alternative systems
13-10
Page 384
Phase 4
Systems Development
• The tasks in the Development Phase include: – Acquiring software – Acquiring hardware – Testing the new system
13-14
Page 390
Careers in IT
• Systems Analysts plan and design new systems or reorganize a computer’s resources to best utilize them • They follow the systems life cycle • Requires a bachelor’s degree in computer science and technical experience • Can expect to earn an annual salary of $44,000 to $87,000
13-3
Page 374
Introduction
• Most people in an organization are involved with an information system of some kind. For the organization to create and use the system requires thought and effort. Fortunately there is a six step process for accomplishing this as this chapter will explain.
13-11
Page 385
Phase 5
Systems Implementation
• New system is installed and people are trained to use it • Types of conversion（类型转换） – Direct – Parallel – Pilot（适用） – Phased（分阶段） • Training
13-2
Page 374
Competencies (Page 2 of 2)
• Identify, acquire获得, and test new system software and hardware • Switch转换 from an existing information system to a new one with minimal risk • Perform system audits审计 and periodic evaluations
13-4
Page 375
System Analysis and Design
• Six-phase problem-solving procedure for examining and improving an information system
13-5
Page 376
Phase 1
Preliminary Investigation
13-15
Page 391
A Look to the Future
The Challenge of Keeping Pace
• Pace of business is now faster • To stay competitive, new technologies must be incorporated • Increased use of RAD and prototyping • Increased use of outside consulting
13-16
Page 392
Discussion Questions (Page 1 of 2)
• What is a system? What are the six phases of the systems life cycle? Why do corporations undergo this process? • What are the tools used in the analysis phase? What is top-down analysis? How is it used? • Describe each type of system conversion. Which is the most commonly used?
13-12
Page 387
Phase 6
Systems Maintenance
• Systems maintenance is very important and is an ongoing activity • Two parts
– Systems audit审计 – Periodic evaluation