大学计算机基础第一章
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《大学计算机基础》第1章 计算机基础知识
高等学校计算机教育——信息素养教育
第1章
《大学计算机基础(Windows 10 + Office 2016)》教材编写组
高等学校计算机教育——信息素养教育
本章内容
1.1 计算机概论 1.2 数制与编码 1.3 计算机系统
高等学校计算机教育——信息素养教育
即将学习
1.1 计算机概论 1.2 数制与编码 1.3 计算机系统
数据库先后经历了层次数据库、网状数据库和关系数据库等各 个阶段的发展。数据库技术在各个方面的快速的发展。特别是关系 型数据库已经成为目前数据库产品中最重要的一员。主流的关系数 据库有Oracle、DB2、SQL Server、Sybase、MySQL等。
13:42:49
大学计算机基础
24
1.1 计算机概论
（3）过程控制(实时控制)
过程控制又称实时控制，指用计算机对操作数据进行实时采集、 检测、处理和判断，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自 动调节的过程。目前，计算机的实时控制功能被广泛用于操作复杂 的钢铁企业、石油化工业、医药工业等生产中。计算机自动控制还 在国防和航空航天领域中起决定性作用，例如无人驾驶飞机、导弹、 人造卫星和宇宙飞船等飞行器的控制，都是靠计算机实现的。
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大学计算机基础
4
1.1 计算机概论
第一台电子计算机——埃尼阿克
•5000次加法/秒
•体重30多吨
•占地170m2
•1500个继电器
•18800只电子管
•功率150KW •耗资48万美元
13:42:49
大学计算机基础
5
1.1 计算机概论
现代计算机的发展阶段通常以构成计算机的电子器件来划分， 到目前为止已经历经四代。
第1章
《大学计算机基础(Windows 10 + Office 2016)》教材编写组
高等学校计算机教育——信息素养教育
本章内容
1.1 计算机概论 1.2 数制与编码 1.3 计算机系统
高等学校计算机教育——信息素养教育
即将学习
1.1 计算机概论 1.2 数制与编码 1.3 计算机系统
数据库先后经历了层次数据库、网状数据库和关系数据库等各 个阶段的发展。数据库技术在各个方面的快速的发展。特别是关系 型数据库已经成为目前数据库产品中最重要的一员。主流的关系数 据库有Oracle、DB2、SQL Server、Sybase、MySQL等。
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大学计算机基础
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1.1 计算机概论
（3）过程控制(实时控制)
过程控制又称实时控制，指用计算机对操作数据进行实时采集、 检测、处理和判断，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自 动调节的过程。目前，计算机的实时控制功能被广泛用于操作复杂 的钢铁企业、石油化工业、医药工业等生产中。计算机自动控制还 在国防和航空航天领域中起决定性作用，例如无人驾驶飞机、导弹、 人造卫星和宇宙飞船等飞行器的控制，都是靠计算机实现的。
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大学计算机基础
4
1.1 计算机概论
第一台电子计算机——埃尼阿克
•5000次加法/秒
•体重30多吨
•占地170m2
•1500个继电器
•18800只电子管
•功率150KW •耗资48万美元
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大学计算机基础
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1.1 计算机概论
现代计算机的发展阶段通常以构成计算机的电子器件来划分， 到目前为止已经历经四代。
大学计算机基础-第一章
Android
基于Linux的移动操作系统，广泛应用于智 能手机和平板电脑。
操作系统的功能
资源管理
操作系统负责分配和管理计算机硬件资 源，如CPU、内存、磁盘空间等。
用户界面
操作系统提供用户界面，使用户能够 方便地与计算机进行交互。
任务调度
操作系统根据任务优先级和系统负载 情况，合理分配CPU时间，确保任务 高效执行。
THANKS
感谢观看
03
Excel
学习电子表格的制作，掌握单元 格的编辑、公式和函数的使用、
数据分析和图表制作等。
02
Word
掌握文档的创建、编辑、排版和 打印等操作，学习使用样式、表
格、图片、超链接等功能。
04
PowerPoint
了解演示文稿的制作，掌握幻灯 片的编辑、动画效果和放映设置
等操作。
操作系统的维护
总结词
操作系统的重要性
操作系统是计算机系统的关键组成部分，对计算 机性能、稳定性和安全性具有重要影响。
常见的操作系统
Windows
由微软公司开发的桌面操作系统，广泛应用 于个人和商业领域。
Mac OS
苹果公司开发的专有操作系统，主要用于苹 果设备。
Linux
开源的操作系统，适用于服务器、桌面和移 动设备，具有高度的可定制性。
课程内容
本课程将涵盖计算机体系结构、操 作系统、编程语言、数据结构和算 法等方面的知识。
学习目标
掌握计算机科学的基本概 念和原理。
了解计算机系统的基本组 成和功能。
掌握常用的计算机编程语 言和开发工具。
培养分析和解决问题的能 力。
02
计算机基础知识
计算机的发展历程
基于Linux的移动操作系统，广泛应用于智 能手机和平板电脑。
操作系统的功能
资源管理
操作系统负责分配和管理计算机硬件资 源，如CPU、内存、磁盘空间等。
用户界面
操作系统提供用户界面，使用户能够 方便地与计算机进行交互。
任务调度
操作系统根据任务优先级和系统负载 情况，合理分配CPU时间，确保任务 高效执行。
THANKS
感谢观看
03
Excel
学习电子表格的制作，掌握单元 格的编辑、公式和函数的使用、
数据分析和图表制作等。
02
Word
掌握文档的创建、编辑、排版和 打印等操作，学习使用样式、表
格、图片、超链接等功能。
04
PowerPoint
了解演示文稿的制作，掌握幻灯 片的编辑、动画效果和放映设置
等操作。
操作系统的维护
总结词
操作系统的重要性
操作系统是计算机系统的关键组成部分，对计算 机性能、稳定性和安全性具有重要影响。
常见的操作系统
Windows
由微软公司开发的桌面操作系统，广泛应用 于个人和商业领域。
Mac OS
苹果公司开发的专有操作系统，主要用于苹 果设备。
Linux
开源的操作系统，适用于服务器、桌面和移 动设备，具有高度的可定制性。
课程内容
本课程将涵盖计算机体系结构、操 作系统、编程语言、数据结构和算 法等方面的知识。
学习目标
掌握计算机科学的基本概 念和原理。
了解计算机系统的基本组 成和功能。
掌握常用的计算机编程语 言和开发工具。
培养分析和解决问题的能 力。
02
计算机基础知识
计算机的发展历程
本科课程大学计算机基础第一章课件
《大学计算机基础》编写组
1.2.1数据与信息
第1章 计算机与信息技术
信息是数据中所包含的意义。通俗地讲， 信息是经过加工处理并对人类社会实践和生产 活动产生决策影响的数据。 数据与信息既有区别，又有联系。数据 是表示信息的，但并非任何数据都能表示信息， 信息只是加工处理后的数据，是数据所表达的 内容。另一方面信息不随表示它的数据形式而 改变，它是反映客观现实世界的知识，而数据 则具有任意性，用不同的数据形式可以表示同 样的信息。
第1章 计算机与信息技术
《大学计算机基础》编写组
1
本章重点及难点
第1章 计算机与信息技术
本章重点： 计算机的发展、特点、分类及主要应用 计算机的有关概念、基本工作原理、组成和各部 分的作用 信息与信息技术 信息的表示与存储、数制的转换 计算机中的数制、数制之间的相互转换、二进制 编码 本章难点： 数制与数制之间的相互转换
《大学计算机基础》编写组
第1章 计算机与信息技术
天选之子
《大学息技术
1. 2. 3. 4. 5.
运算速度快 计算精度高 具有很强的“记忆”和逻辑判断能力 程序控制下自动操作 通用性强
《大学计算机基础》编写组
1.1.3 计算机的分类
第1章 计算机与信息技术
1. 按工作原理分类 按工作原理可分为电子模拟计算机、电子 数字计算机和模拟数字混合计算机 。 2. 按制造计算机所用元器件分类 按制造计算机所用的元器件可分为第一代 计算机、第二代计算机、• 第三代计算机、 第四代计算机。
《大学计算机基础》编写组
1.1.3 计算机的分类
第1章 计算机与信息技术
《大学计算机基础》编写组
信息的特点
第1章 计算机与信息技术
大学计算机基础第一章
1.计算机已经了4代计算机硬件和软件的更新与发展2.计算机工作最重要的特征是存储程序和程序控制3.主频是决定微处理器性能优劣的重要指标4.在微机系统中，硬件与软件的关系是固定不变的的关系5.在计算机内，信息的表示格式是二进制码6.基本字符的ASCII码在机器中的表示方法准确地描述应是使用8位二进制码，最左边一位为07.微机在工作中，由于断电或突然“死机”,重新启动后则计算机RAM（随机存储器）中的信息将全部消失，ROM（只读存储器)中的信息不会丢失。
8.使用计算机时，开关机顺序会影响主机寿命，正确的方式是：开机，打印机，显示器，主机；关机，主机，显示器，打印机9.高速缓存器（Cache）是为了解决CPU与内存之间的速度不匹配问题（CPU存取速度过快而RAM存取速度慢）10.一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成11.只有内存中的信息可以被CPU直接处理12.硬盘工作是应特别避免震动13.MIPS常用来描述计算机的运算速度，，其含义是每秒钟处理百万条指令14.协调计算机工作的设备是控制器15.用户可以更改下面哪种设备里面的数据(D)A,BIOS B,CD-ROM(只读性光盘）C,ROM（只读存储器）D,CMOS16.在微型计算机中，常见到的EGA,VGA等是指显示适配卡类型17.微型计算机使用半导体存储器作为内存是指RAM，之所以称为内存，是因为1，它和CPU 都安装在主板上2，计算机程序在当中运行，速度快，能够提高机器性能3，它和CPU直接交换数据B接口是连接外部装置的一个串口标准19.第一台电子计算机ENIAC诞生于1946年2月20.冯.诺依曼模型主要可归纳为以下三点：1，计算机有5个组成部分：输入，存储，处理（运算），控制和输出2，计算机程序和程序运行所需要的数据以二进制形式存放在计算机的存储器中3，计算机根据程序的指令序列进行运算或操作，即存在程序储存的概念奠定了当代计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备等组成的结构体系21.数制中的一些名词术语：数码：用数字表示一种数制的数值基：数制所使用的数码个数权：某数制每一位所具有的值21.进制转换1.非十进制数转换为十进制数位权法：把各非十进制数按权展开求和转换公式：(F)x =an-1×xn-1 + an-2×xn-2 + ... + a1×x1+ a0×x0 + a-1×x-1 + ...示例：(1011.1)2 =1×23+0×22+1×21 +1×20 +1×2-1 = 8+0+2+1+0.5=(11.5)10 2.十进制整数转换为非十进制整数除基数余数法：除基数取余数、由下而上排列。
大学计算机基础 第1章计算机基础知识
我国的计算机事业始于20世纪50年代。 1952年我国的第一个电子计算机科研小组在中科院数学所内 成立。 1960年，我国第一台自行研制的通用电子计算机107机问世。 1964年，我国研制了大型通用电子计算机119机，用于我国第一颗 氢弹研制工作的计算任务。 20世纪70年代以后，我国生产的计算机进入了集成电路计算机时期。 1974年，我国设计的DJS-130机通过了鉴定并投入批量生产。 进入20世纪80年代，我国又研制成功了巨型机。1982年，我国独 立研制成功了银河I型巨型计算机，运算速度为每秒1亿次，1997年 6月研制成功的银河Ⅲ型巨型计算机，运算速度为每秒130亿次。这 些机器的出现，标志着我国的计算机技术水平踏上了一个新的台阶。
二、 数制转换
1．R进制数转换成十进制数 将非十进制数N转换成十进制数，只需将数N按位权展 开并求出多项式的和即可。 例如： 110011.101B=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1 +0×2-2+1×2-3=51.625D 531.72O=5×82+3×81+1×80+7×8-1+2×8-2=345.9063D 1C.05H=1×161+12×160+0×16-1+5×16-2=28.0195D
二、 计算机的诞生
第一台计算机（ENIAC）电子数值积分式计算机 1943年~1946年2月 美国宾夕法尼亚大学研制， 为解决复杂的弹道计算而研制的。 ENIAC共有17468个电子管，1500个继电器，重 达30吨，占地170平方米，耗电174KW，每秒钟能计 算5000次加法。 主要缺点：存储容量小，只能存20个字长为10位 的十进制数；用线路连接的方法来编排程序。
二、 数制转换
1．R进制数转换成十进制数 将非十进制数N转换成十进制数，只需将数N按位权展 开并求出多项式的和即可。 例如： 110011.101B=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1 +0×2-2+1×2-3=51.625D 531.72O=5×82+3×81+1×80+7×8-1+2×8-2=345.9063D 1C.05H=1×161+12×160+0×16-1+5×16-2=28.0195D
二、 计算机的诞生
第一台计算机（ENIAC）电子数值积分式计算机 1943年~1946年2月 美国宾夕法尼亚大学研制， 为解决复杂的弹道计算而研制的。 ENIAC共有17468个电子管，1500个继电器，重 达30吨，占地170平方米，耗电174KW，每秒钟能计 算5000次加法。 主要缺点：存储容量小，只能存20个字长为10位 的十进制数；用线路连接的方法来编排程序。
大学计算机基础 第1章 计算机基础知识
1.计算机的诞生
1.1.1 计算机的发展历史
第二次世界大战爆发带来了强大的计算需求。美国宾夕法尼亚大学电子 工程系的教授莫奇利（JohnMauchly）和他的研究生埃克特（John Presper Eckert）计划采用真空管建造一台通用电子计算机，帮助军 方计算弹道轨迹。1943年这个计划被军方采纳，莫奇利和埃克特开始 研制电子数字积分计算机（ElectronicNumerical Integrator And Calculator，ENIAC），并于1946年研制成功，如图1-1所示。
科学计算 数据处理 实时控制 计算机辅助系统 网络应用 人工智能 生活、工作
1.1.4 计算机的应用
目录
1.2 计算机进制与信息编码 ➢ 1.2.1 进位计数制 ➢ 1.2.2 数制间转换 进制与信息编码
信息是丰富多彩的，有数值、文字、声音、图形、图像、视频等， 但是计算机本质上只能处理二进制的“0”和“1”，因此，必须将各 种信息转换成计算机能够接收和处理的二进制数据。这种转换往往由外 部设备和计算机自动进行。进入计算机中的各种数据都要转换成二进制 数存储，计算机才能进行运算和处理。同样，从计算机中输出的数据也 要进行逆向转换。
图1-1 第一台电子数字积分计算机
2.计算机的发展
第一代：电子管计算机（1946-1957年） 1946年2月14日，标志现代计算机诞生的ENIAC在费城公之于世
。ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑，它通过不同部分之间的重新 接线编程，拥有并行计算能力。ENIAC使用了18000个电子管、 70000个电阻器，有500万个焊接点，耗电160千瓦，其运算速度比 MarkI快1000倍，它是第一台普通用途计算机。与此同时，美国数学 家冯·诺依曼提出了现代计算机的基本原理-存储程序控制原理。当今的 计算机仍属于冯·诺依曼架构。
《大学计算机基础》第1章 入门
Microsoft（微软）公司为微机设计的操作系统， （微软）公司为微机设计的操作系统， 有时也称为“视窗操作系统”。 有时也称为“视窗操作系统” Windows 1.0(1985)→Windows Vista(2006)
产品系列： 客户机操作系统： Window 95、98、2000和XP等 服务器操作系统： Windows NT Server、Server 2000和Server 2003等 特点
“回收站”机制 回收站”
可恢复或彻底清除已删除的对象（硬盘） 其他盘（如软盘、U盘）没有“回收站”机制 直接清除方法：Shift+Delete
37
Windows 文件管理
设置文件或文件夹属性
执行菜单“文件” “属性”命令， 属性” 执行菜单“文件”→“属性”命令，出现 “属性” 对话框，可显示文件或文件夹的相关属性，如名称、 对话框，可显示文件或文件夹的相关属性，如名称、 位置、大小等属性。 位置、大小等属性。 设置属性 “只读”复选框 “隐藏”复选框 通过单击“高级”按钮、“共享”选项卡或“安 全”选项卡，可为文件或文件夹设置更多的属性
窗口组成
左右两个窗格：文件夹和文件列表窗格
28 切换左窗格： “查看”→“浏览器栏”→“文件夹”
Windows 文件管理
展开和折叠文件夹
使用文件夹图标前的+、 标记 使用文件夹图标前的 、-标记
打开文件夹
在左窗格中单击 在右窗格中双击 在地址栏中输入路径
29
Windows 文件管理
显示方式设置
调整左右窗格大小（拖动分隔线） 设置对象显示格式（ “缩略图”、“平铺”、“图 标”、“列表”和“详细信息”） 设置对象的排序方式（按名称、大小、类型和修改日期 等方式） 文件夹选项，如设置显示隐藏文件和所有文件的扩展名。
产品系列： 客户机操作系统： Window 95、98、2000和XP等 服务器操作系统： Windows NT Server、Server 2000和Server 2003等 特点
“回收站”机制 回收站”
可恢复或彻底清除已删除的对象（硬盘） 其他盘（如软盘、U盘）没有“回收站”机制 直接清除方法：Shift+Delete
37
Windows 文件管理
设置文件或文件夹属性
执行菜单“文件” “属性”命令， 属性” 执行菜单“文件”→“属性”命令，出现 “属性” 对话框，可显示文件或文件夹的相关属性，如名称、 对话框，可显示文件或文件夹的相关属性，如名称、 位置、大小等属性。 位置、大小等属性。 设置属性 “只读”复选框 “隐藏”复选框 通过单击“高级”按钮、“共享”选项卡或“安 全”选项卡，可为文件或文件夹设置更多的属性
窗口组成
左右两个窗格：文件夹和文件列表窗格
28 切换左窗格： “查看”→“浏览器栏”→“文件夹”
Windows 文件管理
展开和折叠文件夹
使用文件夹图标前的+、 标记 使用文件夹图标前的 、-标记
打开文件夹
在左窗格中单击 在右窗格中双击 在地址栏中输入路径
29
Windows 文件管理
显示方式设置
调整左右窗格大小（拖动分隔线） 设置对象显示格式（ “缩略图”、“平铺”、“图 标”、“列表”和“详细信息”） 设置对象的排序方式（按名称、大小、类型和修改日期 等方式） 文件夹选项，如设置显示隐藏文件和所有文件的扩展名。
《大学计算机基础》第1章-计算机基础知识
17
1.1.5 计算机的类型
按速度等指标分类
巨型机 大型通用机 微型计算机
工作站 服务器
按用途及使用范围分类
专用计算机 通用计算机
18
1.1.6 计算机的新技术
嵌入式技术
将计算机作为信息处理的部件， 嵌入到应用系统中的一种技术。
网格计算
充分利用成千上万个网络中 的闲置计算机共同参与计算。
中间件技术
9
第三代计算机
采用中、小 规模集成电 路代替了独 立元件晶体 管。
10
将电脑浓缩在一颗芯片上
750,000,000 晶
体
管
数
0.18微米芯片
目
2,300
10微米芯片 4004
奔腾4
11
计算机第一定律——摩尔定律
晶 体 管 数
计算机的CPU性能 每18个月，集成度将翻一番，速度
将提高一倍，而其价格将降低一半。
信息技术 ➢ 联合国教科文组织对信息技术的定义
应用在信息加工和处理中的科学、技术与工 程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧 和应用；计算机及其与人、机的相互作用； 与之相应的社会、经济和文化等诸种事物。
24
现代信息技术的内容和特点
现代信息技术的内容 ➢ 信息基础技术
新材料、新能源、新器件的开发和制造技术
单
位
时
间百
执
万 条
/
行每
的秒
指
令
数
12
1.1.2 计算机发展的几个阶段
根据计算机所采用的物理器件，将计算机的发展 分为四个阶段
第一代
(1946~1958) 电子管
5千~几万（次/秒）
第二代
大学计算机基础教程第1章
二进制数100101转换成八进制数是45。
精选课件
23
③ 将二进制数转换成十六进制数
将一个二进制数转换为十六进制数的方法是:将 该二进制数从右向左每四位分成一组，组间用逗号 分隔。每一组代表一个0～9、A、B、C、D、E、F 之间的数。
下表中列出了二进制数与十六进制数的对应关系。
精选课件
24
二进制数 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
二进制数101101与1010的逻精辑选课与件 运算结果为二进制数130000。
②“或”运算（OR） “或”运算又称逻辑加，用符号“+”或“∨” 表示。运算规则如下： 0∨0 = 0 0∨1 = 1 1∨0 = 1 1∨1 = 1 即当两个参与运算数的相应码位只要有一个数 为1，则运算结果为1，只有两码位对应的数均为0， 结果才为0。
将该二进制数从右向左每三位分成一组，组间用逗号 分隔。每一组代表一个0～7之间的数。下表表示二进 制数与八进制数的对应关系。
二进制数
八进制数
000
0
001
1
010
2
011
3
100
4
101
5
110 精选课件
6
22
例：将二进制数100101转换成八进制数。 将二进制数100101转换成八进制数的方法如下：
十进制数94转换成十六进制数是5E。
精选课件
20
4．将二进制数转换成十、八与十六进制数 ① 将二进制数转换成十进制数
例：将二进制数100101转换成十进制数。
将二进制数100101转换成十进制数的方法如下：
二进制数100101转换成十进制数是37。
大学计算机基础第1章
例如：数据可用于表示一个学生的详细 信息：姓名、学号、年龄、所在院系等。
数据分类：数值型数据、非数值型数据
3
3.信息和数据的关系
（1）数据是信息的表示形式，信息是数据所表 达的含义 （2）数据是具体的物理形式，信息是抽象出来
的逻辑意义。
信息能够帮助人们作出决策，带有研究者主
观方面的因素；而数据一般理解为是纯客观
第 1章
信息与计算思维基础
1.1 信息技术概述
1.2 计算机技术
1.3 计算机文化和计算思维基础 （自学）
1
1.1
信息技术概述
1.1.1 信息与数据
1.信息：是现实世界中一切（概念 的、物质的）事物的本质属性、存在 方式和运动状态的实质性反映。
2
2.数据
是表示客观事物的一组文字、数 字或符号（语言、文字、数字、图像、 声音），数据是信息的载体。
(d) 超大规模集成电路
• CPU:LSI、VLSI（大规模、超大规模集成电路）
• • • • 体积更小 速度上千万次/ 秒~数十万亿次/秒 软件丰富 应用范围扩大：各个领域
23
1.2.2 计算机信息处理的特点
•处理速度快
•具有庞大的信息存储能力
•自动处理 •具有逻辑判断能力
•计算精度高
•通用性强
27
1.2.4 计算机的应用
1.科学计算 2.数据处理 3.生产过程控制 4.计算机辅助系统 CAD、CAM、CBE 5.通信与网络
28
6.计算机模拟
7.电子商务
8.多媒体技术
9.人工智能
29
具有较强计算能力、高速的网络通信 和良好的多任务处理功能。如：文件服 务器、通信服务器等
26
数据分类：数值型数据、非数值型数据
3
3.信息和数据的关系
（1）数据是信息的表示形式，信息是数据所表 达的含义 （2）数据是具体的物理形式，信息是抽象出来
的逻辑意义。
信息能够帮助人们作出决策，带有研究者主
观方面的因素；而数据一般理解为是纯客观
第 1章
信息与计算思维基础
1.1 信息技术概述
1.2 计算机技术
1.3 计算机文化和计算思维基础 （自学）
1
1.1
信息技术概述
1.1.1 信息与数据
1.信息：是现实世界中一切（概念 的、物质的）事物的本质属性、存在 方式和运动状态的实质性反映。
2
2.数据
是表示客观事物的一组文字、数 字或符号（语言、文字、数字、图像、 声音），数据是信息的载体。
(d) 超大规模集成电路
• CPU:LSI、VLSI（大规模、超大规模集成电路）
• • • • 体积更小 速度上千万次/ 秒~数十万亿次/秒 软件丰富 应用范围扩大：各个领域
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1.2.2 计算机信息处理的特点
•处理速度快
•具有庞大的信息存储能力
•自动处理 •具有逻辑判断能力
•计算精度高
•通用性强
27
1.2.4 计算机的应用
1.科学计算 2.数据处理 3.生产过程控制 4.计算机辅助系统 CAD、CAM、CBE 5.通信与网络
28
6.计算机模拟
7.电子商务
8.多媒体技术
9.人工智能
29
具有较强计算能力、高速的网络通信 和良好的多任务处理功能。如：文件服 务器、通信服务器等
26
大学计算机基础(第二版)第1章计算机基础知识简明教程PPT课件
加减运算5千次/每秒 没有存储器 采用十进制
第6页
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
2.现代计算机鼻祖
艾 兰 图 灵 冯 诺 依 曼 · · (1912-1954)
(1903-1957)
主要贡献： 建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础 提出图灵测试，阐述了机器智能的概念
主要贡献： 与同事研制人类第二台计算机EDVAC 提出“存储程序”概念
CPU 中央处理器 M1 Cache M2 主存 M3 外存
CPU与存储器关系示意图
第14页
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
3.存储器容量
• 位：二进制中的0或1。 • 字节：8个二进制位组成一个字节。字节是存储器的 基本存储单位。 • 存储器容量：是指最多可存放的二进制数据的总和。 • 计量单位：KB、MB、GB、TB。
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
第5页
1.计算机的问世
1946年2月 世界上第一台真正 意义上的数字电子 计算机——ENIAC 在美国加州问世
重达 30 吨 占地 170 平米 耗电 140 千瓦 电子管 18000 个
Electronic Numerical Integrator And Calculator
4.组成计算机的主要电子器件
电子管
晶体管
集成电路
大规模集成电路
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
第9页
5.计算机的发展趋势
当前计算机技术高速发展的趋势从未改变 越来越向: 功能巨型化 体积微型化 资源网络化 处理智能化 方向发展
目前，国家现在开发三网合一系统工程，即将计算 机网、电信网、有线电视网合为一体。将来通过网 络能更好的传送数据、文本资料、声音、图形和图 像，用户可随时随地在全世界范围拔打可视电话或 收看任意国家的电视和电影。
大学计算机基础第一章
第一代 （1946~1956）
电子管 5千~4万（次/秒）
第一代计算机的特点：采用电子管作为基本 物理器件。体积大、能耗高、速度慢、容量 小，应用也仅限于科学计算和军事目的。
第二代 （1957~1964）
晶体管 几十万~百万（次/秒）
第二代计算机的特点：采用晶体管作为基本物
理器件。体积小、能耗低、稳定性强，这一时
第一章 计算机概论
1.1 计算机发展与分类 1.2 计算机特点及其应用 1.3 计算机文化与社会信息化 1.4 计算机内的信息表示 1.5 如何学好大学计算机基础
1.1 计算机发展与分类
1.1.1 计算机的发展史 1.1.2 计算机发展的几个阶段 1.1.3 计算机的发展趋势
1.1.1 计算机的发展史
机器字长是指计算机CPU中的运算部件一次能同时处理的二进制数据的位 数。字长越长，作为存储数据，数的表示范围也越大，精度也越高；作 为存储指令，则计算机的处理能力就越强。机器的字长会影响机器的运 算速度。计算机的字长一般是8的整数倍，如8位、16位、32位、64位等， 目前微机的字长通常是32位或64位。
容量包括主存容量和辅存容量，这里主要指内存储器的容量。内存容量 是指内存中存放二进制代码的总数。即：存储容量 = 存储单元个数×存 储字长。
运算速度与许多因素有关，如机器的主频、执行什么样的操作、主存本 身的速度（主存速度快，取指、取数就快）等等都有关。
3.计算机的应用
科学计算、自动化控制、数据处理和信息加工、计算机辅助系统、人工智能。
例 ： 将（35.6875）10转换为二进制数。
① 用除2取余法将整数部分(35)10转换为二进制整数：
2 35
………… 余数为1
低位
大学计算机基础(第一章)
第五代（新一代）：1980又称人工智能型计算机时代
，集成电路（超大规模），
4、计算机分类
按所处理的信号量是否连续分为：
电子数字计算机（离散）、电子模拟计算机（连续）
按性能、结构、规模综合指标分为：
巨型机
大中型机
亿次/秒
千万次/秒
小型机
几百万次/秒
微型机（个人计算机PC）
5、计算机应用
科学计算（数值计算） 数据处理（信息处理） 实时控制（过程控制）
0 1 0 1 0 1 1 0
0 0 0 1 1 0 0 0
0 1 存储器 1 0 0 1 1 0 ……
1 1 0 1 0 1 1 0
1 0 0 1 0 0 1 0
内存单元的地址和内容
计算机怎么知道到哪一个 内存单元去找需要的数据 内存储器从第一个字节开 始到最后一个字节为止， 每一个字节单元依次有一 个“编号” ，这个编号 就叫内存单元的“地址”。 该地址所指向的内存单元 中存放的数据就叫内存单 元的“内容”。 计算机首先找到所需数据 的地址（编号），再到该 地址所指向的内存单元去 读取内存单元的内容（所 需数据的值）
常用光盘：(650MB)
CD-ROM：只能读出 WORM：一次写入，多次读出。
MO：可读可写
DVD：双面容量可达17GB
光驱：
只读光驱 刻录机
5、输入/输出设备及接口
输入设备
将用户的程序和数据输入主机的设备：常用的有键盘、 鼠标、扫描仪、触摸屏等。
键盘：常用键的使用（掌握）标准输入 Capslock,NumLock,Esc,Shift,Ctrl,Delete,Enter,Insert,B ackspace等
？
1 0 1 1 0 0 1 1 0000 0 1 0 1 0 1 1 0 0001 0 0 0 1 1 0 0 0 0002 0003 0004 …… …… 0998 1 1 0 1 0 1 1 0 0999 1 0 0 1 0 0 1 0 1000
大学计算机基础第1章
2．八进制（十六进制）与二进制间的相互转换 ：“分组转 换法”，由于23=8(24=16)，即1位八进制数（十六进制数） 相当于3位（4位）二进制数。
（1）二进制数转换成八进制数（十六进制数）的规则为： 从小数点开始，整数部分向左、小数部分向右，每3位（4 位）为一组用一位八进制数（十六进制数）的数字表示， 不足3位（4位）的要用“0”补足，就得到一个八进制数 （十六进制数）。
2013-12-31
1.1.3 计算机的分类
2．大型机
大型机的运算速度一般介于百万次/秒至几
千万次/秒之间，存储容量比巨型机小，可 容纳上百个用户同时工作。它有比较完善的 指令系统、丰富的外部设备和功能齐全的软 件系统。其特点是通用，有极强的综合处理 能力。大型机一般用于大型企业、大专院校 和科研机构。
2013-12-31
1.1.2 计算机的发展
计算机的发展趋势
计算机科学是有史以来发展最快的学
科，为了迎合社会对计算机不同层次 的应用需求，计算机正朝着巨型化、 微型化、网络化和智能化方向发展。
2013-12-31
1.1.3 计算机的分类
计算机按其规模、速度和功能等可分为 巨型机、大型机、中型机、小型机、微 型机及单片机等等。这些类型之间的基 本区别通常在于其体积大小、结构复杂 程度、功率消耗、性能指标、数据存储 容量、指令系统和设备、软件配置等的 不同。
6．人工智能
简称AI，它是研究、开发用于模拟、
延伸和扩展人的智能的理论、方法、 技术及应用系统的一门新的技术科学。 它企图了解智能的实质，并生产出一 种新的能以人类智能相似的方式做出 反应的智能机器。 目前比较热门的应用主要包括机器人、 专家系统、模式识别、智能检索等
大学计算机基础第一章
大学计算机基础第一章计算机是现代社会中不可或缺的重要工具和资源，它在各个行业和领域中扮演着至关重要的角色。
作为计算机科学与技术专业的学生，我们需要通过学习计算机基础知识来掌握这一工具的原理和操作方法。
本章将为我们介绍计算机基础的重要概念和原理，帮助我们建立对计算机工作原理的初步理解。
1. 计算机的定义和发展计算机作为一种能够进行数据处理和信息存储的工具，它可以执行各种算法和程序来实现特定的任务。
计算机的发展经历了多个阶段，从最初的机械计算器到现代的高性能电子计算机。
在本节中，我们将了解计算机的分类、发展历程以及它在不同领域的应用。
2. 计算机硬件系统组成计算机硬件是指计算机的物理部分，包括中央处理器(CPU)、内存、输入设备、输出设备和存储设备等。
在本节中，我们将详细了解计算机硬件系统的各个组成部分的功能和特点，并介绍它们之间的连接与交互关系。
3. 计算机软件系统组成计算机软件是指与计算机硬件配合使用的程序和数据的集合。
它包括系统软件和应用软件两个层次。
系统软件是指操作系统，它是计算机硬件与应用软件之间的中介，为应用软件的运行提供支持。
应用软件则是针对特定任务需求而编写的程序。
在本节中，我们将了解计算机软件系统的组成和功能，以及软件开发的基本流程。
4. 二进制表示和逻辑门电路计算机中所有的数据和指令都以二进制的形式表示和处理，这是计算机能够进行计算和存储的基础。
逻辑门电路是计算机中的基本组成单元，它能够实现简单的逻辑运算。
在本节中，我们将学习二进制表示方法和各种常见的逻辑门电路，了解它们的运作原理和应用。
5. 计算机指令系统计算机指令系统是计算机执行各种操作和运算的一套规则和指令集。
在本节中，我们将学习计算机指令系统的组成和功能，包括指令的格式和编码方式，以及如何使用指令来实现计算和数据传输等操作。
6. 计算机存储系统计算机存储系统是用来存储和读取数据和指令的部分，它包括主存储器和辅助存储器两个层次。
大学计算机基础第一章计算机概述
计算机在日常生活中的应用
网上购物
01
计算机和互联网的普及使得网上购物成为可能，人们可以在家
中轻松购买商品，享受送货上门服务。
社交媒体
02
社交媒体平台如微信、微博等，让人们能够与朋友、家人和其
他人保持联系，分享生活点滴。
娱乐与游戏
03
计算机在电影、音乐、游戏等领域的应用，丰富了人们的业余
生活。
计算机在科学研究中的应用
工业设计
02
03
企业信息化管理
计算机辅助设计软件广泛应用于 工业设计领域，缩短了产品开发 周期。
计算机技术帮助企业实现信息化 管理，提高管理效率和决策水平。
未来计算机的发展趋势
1 2 3
人工智能
人工智能技术将进一步发展，计算机将更加智能 化，能够自主地完成更复杂的任务。
量子计算
量子计算技术有望在未来实现突破，提供更强大 的计算能力，为科学研究和技术创新带来更多可 能性。
云计算与边缘计算
云计算和边缘计算技术将进一步融合，为数据处 理和分析提供更高效、更安全的服务。
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计算机的分类
按处理方式
分为模拟计算机和数字计 算机。
按用途
分为通用计算机和专用计 算机。
按规模
分为巨型机、大型机、小 型机、个人计算机等。
按数据表示
分为二进制计算机、十进制 计算机和混合进制计算机。
计算机的应用领域
数据处理
利用计算机进行数据收集、整 理、分析、处理和挖掘，为企 业和个人提供决策支持。
应用软件
包括办公软件、图像处理软 件等，用于完成特定的应用 任务。
编程语言
用于编写程序，实现特定的 功能。
大学计算机基础(第1章)
1.2.3 操作系统分类
以能够支持的用户数目为标准分类 单用户操作系统，即系统的所有软件、硬件 资源只能为一个用户提供服务。 多用户操作系统，即系统能为多个用户提供 服务
以能否运行多个任务为标准分类 单任务操作系统，即用户一次只能提交一 个任务，待该任务处理完毕后才能提交下 一个任务，CPU的运行效率较低。如MS DOS。 多任务操作系统，即允许多个程序或多个 作业同时存在或运行
硬
盘
C P U
Win常驻区 Word Excel
Windows 7 的特点
更个性化的图形化用户界面。
多任务处理技术。Windows 7能够同时运行多个 程序（正在运行的程序称为任务）。 方便的信息交换。 即插即用（Plug_and_play或PNP）。
简化的局域网共享。Windows 7通过库 （libraries）和家庭组（homegroups）两大新功 能对Windows网络进行了改进。 更安全、更稳定的系统环境。
文件类型
位图文件 系统文件 应用程序文件 配置设置文件 媒体文件 MIDI音乐文件 动态链接库文件 Word文档文件 Excel工作薄文件 PowerPoint演示文稿文件 文本文件 声音文件 图标文件 Web网页文件 WinRAR压缩文件 bmp Sys exe ini avi mid dll docx xlsx pptx txt wav Ico html rar
1.8.1 文件和文件特性
文件标识由文件名和扩展名两部分组 成，它们之间以小数点分隔。格式为： 〈主文件名〉[.〈扩展名〉］ 例如文件“计算机基础.docx”，其中“ 计算机基础”是主文件名，“.docx”是 扩展名。 Windows 7规定，主文件名是必须有 的，而扩展名是可选的，不是必须有的。
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大学计算机基础
第 一 章
计 算 科 学 与 计 算 思 维
知识要点 重点！ 计算、可计算性以及计算学科的概念 思维、计算思维进行问题求解的一般过程 计算思维在人类社会的经济、科技等各领域 发展中的作用和对人的能力发展的影响 计算科学研究与应用（普适计算、网格计算 和云计算、人工智能、物联网等）
计算思维
又叫构造思维，是指从具体的算法设计规范入手，通过算法过 程的构造与实施，来解决给定问题的一种思维方法。 目前被广泛接受的计算思维概念是 2006 年美籍华裔计算机科 学家周以真教授首次明确提出的定义：计算思维就是运用计算 机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为的涵 盖了计算机科学之广度的一系列思维活动。
与 计 算 思 维
生物信息学 仿生计算 专家系统 数值计算 工程、模型模拟
统计模式识别
虚拟现实
大学计算机基础
1.3科学与计算科学
“科学”在现实生活中，被人们普遍简单朴实而又模糊地认为 就是 “真实的”、“客观的”意思。
第 一 科学是反映现实世界中各种现象的本质和运动规律的知识体系。 章
1、科学的分类
第 根据求解问题的需要，在分析问题的过程中，人们可以对问题进 一 行多层次的抽象，将注意力集中在感兴趣的抽象层次或关系相对 章 密切的上下层，抛弃那些不感兴趣的(不重要的)层次或细节，使
问题分析相对简单，以控制问题解决的复杂性。
计 算 科 学 与 计 算 思 维
抽象的概念是由具体概念依其“共性”而产生的，把具体概念 的诸多个性排出，集中描述其共性，就会产生一个抽象性的概 念。 人的大脑思维方法和思维品质的差异决定着： 同一问题解决办法和处理方式各不相同。其付出的代价与取得 效果甚至可能天壤之别。
大学计算机基础
第 一 章
计 算 科 学 与 计 算 思 维
6、计算学科的三个形态 计算机科学与技术学科中的三个学科形态（理论、抽象和设 计）描述了该学科的研究与实践的三种形态，对应于计算机科 学与技术学科中问题求解的三个过程，也是学科方法论最根本 的内容。 理论 理论源于数学，其主要要素为定义、公理、定理证明和结果。 即用定义和公理来表达被研究对象的特征，用定理来假设对象 之间的基本性质和对象之间可能存在的关系，通过证明来确定 这些关系是否成立，最后得出相应的结果(论)。 抽象 即抽出事物的本质特征，从现象中把握本质的认知过程和思 维方法。抽象的结果是概念、符号。抽象建模是自然科学之根 本。其主要要素为确定可能的实现环境并形成假设，构造模型 并给出预测结果，设计实验并采集数据，进行试验结果分析。
从计算的角度来看，计算科学（Computational Science）又 称之为科学计算，是一种与数学建模、定量分析方法和采用计 第 算机进行分析、解决科学问题的研究领域。
一 章 从计算机的角度来说，计算科学(Computing Science)是应用
计 算 3、学科 科 学 一是指学术的分类；指一定科学领域或一门科学的分支。 与 如自然科学中的物理学、化学；社会科学中的法学、社会学等。 计 二是 “教学科目”的简称，也称“科目”。教学中按逻辑程序 算 组织的一定知识和技能范围的单位。 思 维 如中小学的数学、物理、语文、音乐等；高等学校中讲授或研
大学计算机基础
第 一 章
计 算 科 学 与 计 算 思 维
第一章 计算科学与计算思维
大学计算机基础
教学目标
第 一 章
计 算 科 学 与 计 算 思 维
了解科学、计算、计算科学与计算学科、思维与计 算思维的基本概念 了解计算学科与其它学科之间的关系 了解计算思维的作用，学会计算思维的基本方法， 掌握其基本技能 了解运用计算机求解问题的基本思路和一般过程
高性能计算能力预测和了解客观世界物质运动或复杂现象演化 规律的科学，它包括数值模拟、工程仿真、高效计算机系统和 应用软件等。
究知识的分科。
大学计算机基础 4、计算学科 从计算的角度来说，利用计算科学对其它学科的问题进行计 算机模拟或者其它形式的计算而形成的学科(诸如计算化学、生 物计算或计算生物、计算物理等学科统)称为计算学科 (Computational Discipline)。 从计算机的角度来说，计算学科(Computing Discipline)是 对描述和变换信息的算法过程进行系统的研究，它包括算法过 程的理论、分析、设计、效率分析、实现和应用等。 计算学科来源于对数理逻辑、算法理论、计算模型和自动计 算机器的研究，形成于20世纪40年代。
分类方式 计 算 科 学 与 计 算 思 维 按照研究对象的不同 划分的类型 自然科学、社会科学、思维科学
按照人类目标的不同
按照与实践联系的不同 按照研究手段和方法的不同
广义科学、狭义科学
理论科学、技术科学、应用科学 理论科学、实验科学、计算科学
按照人类对自然规律利用的直接程度 自然科学、实验科学
大学计算机基础 2、计算科学与计算学科
大学计算机基础
计算学科包括：计算机科学与技术(Computer science and technology)和计算机科学与工程(Computer Science and Engineering)
第 一 5、计算机科学与计算机学科的关系 章
计算机学科(Computer Discipline),即计算机科学与技术， 是研究计算机的设计与制造，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。 计 它包括科学和技术两个方面。 算 计算机科学侧重于研究现象和揭示规律； 科 计算机技术侧重于研制计算机及使用计算机进行信息技术处 学 与 理的方法和技术手段。
大学计算机基础 4、计算思维的应用领域 计算思维是每个人应当具备的基本技能，也是创新人才的基 本要求和专业素质，每个人都应当学习和应用计算思维。正如 印刷出版促进了阅读、写作和算术的传播一样，计算和计算机 第 一 也促进着计算思维的传播。
章
迄今为止，计算思维不仅渗透到每个人的生活，而且对生物 信息学、生物计算、专家系统、经济学等学科领域产生了重大 影响，在科技创新与教育教学中起着非常重要的作用。 计 计算思维领域提出的新思想、新方法不断地促进自然科学、 算 工程技术和社会经济等领域产生革命性的发展。典型的应用领域 科 学 有：
大学计算机基础
举案引思
3、如图1-1所示，从哪一点出发开始旅行既能游览 第 每一个景点(A-J表示景点，连线表示通路)，又不走 一 重复路线？ 章
计 算 科 学 与 计 算 思 维
大学计算机基础
1.1什么是思维，思维有哪些种类，思维对人的能力的影响
1、思维的概念： 第 思维是人脑对现实事物的概括、加工，最终揭示其本质特征 一 和内在规律的活动； 章 人脑对信息的加工处理包括分析、抽象、综合、概括等。 思维是人的高级心理活动，认识事物的高级形式； 是人和动物的根本区别之一，是人的重要本质所在。 计 算 人类文明，人化的世界，重要源泉是人的思维。 科 学 2、思维的作用： 与 思维对于知识具有本原作用。 计 算 思维是人类获得知识的途径，加工知识的机器。 思 维 3、思维的分类：
第 一 章
计 算 科 学 计算学科的基本问题是“什么能被(有效地)自动执行”,讨论可 与 行性的有关内容，包括:什么是(实际)可计算的，什么是(实际)不 计 算 可计算的，如保证计算的自动性、有效性和正确性。计算学科是 思 在数学和电子科学基础上发展起来的一门新兴学科，它既是一门 维 深入理论研究的学科，又是一门实践性很强的学科。
大学计算机基础
第 一 章
计 算 科 学 与 计 算 思 维
举案引思 1、皇帝会答应大臣的请赏？ 古代皇帝和他的大臣下象棋，大臣赢了。皇帝问大臣： “你想要得到什么奖赏？”大臣向皇帝说：“微臣不敢奢求， 只要皇上按棋盘的格子数，依次给予1粒黄豆，2粒黄豆，4 粒黄豆，8粒黄豆，16粒黄豆，…….按此规律 (每次给出黄 豆的数目是前一次给出黄豆数目的2倍) 给64次就无比地感 谢皇上了”。请问皇帝会答应这个大臣的请赏吗？你能很快 (10秒内)给出答案吗？ 2、到底谁说真话？ 张三说:李四在说谎; 李四说:王五在说谎; 王五说: 张三和李四都在说谎。 已知三人中只有一人说真话。
大学计算机基础
思维分类方法
思维的形式
第 一 章
计 算 科 学 与 计 算 思 维
从思维的进程方向可分为 横向思维、纵向思维、发散思维、 收敛思维 从思维的抽象程度可分为 直观行动思维(操作思维、实践思 维)、形象思维、抽象思维(逻辑思 维或理论思维) 从思维的形成与应用领域 日常思维、科学思维 可分为 科学思维是指形成并运用于科学认识活动的人脑，借助信息符 号对感性认识材料，经过整理、归纳、加工处理，形成概念、 分析、判断和推理，揭示事物的本质和内在规律的思维活动。 简而言之，科学思维就是人们认识自然界、社会和人类意识 的本质和客观规律性的高级思维活动。 特点是比日常思维更具理性、客观性、严谨性、系统性与科学 性。
大学计算机基础
理论思维
第 一 章
对事物的感性认识资料，经过抽象、概括，形成描述事物本质 的概念，主要以推理和演绎的方法，探寻概念之间相互联系的 一种思维活动。 理论源于数学，理论思维支撑着所有的学科领域。
实证思维
科学思维 的分类
计 算 科 学 与 计 算 思 维
通过观察和实验的手段，揭示自然规律法则的一种思维方法。 特征是观察、整理、归纳、对比和验证。 人们往往要借助于某些特定的设备、工具，通过实验，获取资 料，以便分析研究。 例如星球运行规律与万有引力的发现，设备性能的物理测量、 化学的分解与化合、生物的解剖等实验，就是认识事物本质和 变化规律的有效手段和思维方法。
大学计算机基础
设计 设计源于工程科学，即广泛采用工程科学的研究方法来开发 或求解某个问题的系统和装备。在计算学科中，理论的主要要 第 素为需求分析、规格说明、设计和实现方法、测试和分析。 一 7、计算理论