计算机导论 第1章 绪论
计算机导论：第01章
计算机导论
8
计算机科学与技术学科
计算机科学技术是研究计算机的设计与制造和利用计 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。它包括科学与技术两方面。科 学侧重于研究现象、揭示规律；技术则侧重于研制计算机 和研究使用计算机进行信息处理的方法与技术手段。科学 是技术的依据,技术是科学的体现；技术得益于科学,它又 向科学提出新的课题。科学与技术相辅相成、互为作用,二 者高度融合是计算机科学技术学科的突出特点。计算机科 学技术除了具有较强的科学性外,还具有较强的工程性，因 此，它是一门科学性与工程性并重的学科。表现为理论性 和实践性紧密结合的特征。
计算机导论
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信息化社会的挑战
信息化社会的特征： 建立完善的信息基础设施 采用先进的信息技术 建立广泛的信息产业 拥有高素质的信息人才 构建良好的信息环境 信息化社会不仅是科学技术进步的产物，而且也是社会管 理体制和政策激励的结果。如果没有现代化的市场体制和 相关的政策、法规，信息化社会将无法正常运作。
15
计算机科学与技术学科的教育
计算机科学与技术学科的发展速度是非常快的,计
算机软、硬件系统的不断更新，使得学科的教育已经完 全不能通过跟踪流行系统的变化来跟踪学科的发展，更
不能以流行的系统来确定我们的教学内容。对计算机科
学和技术学科而言，“有限的在校时间与不断增长的知 识的矛盾”更为突出。另一方面，经过几十年的发展，
计算机导论
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优秀学生
学校应该为有才华的学生提供发挥全部潜能的机会， 使这些有才华的学生能应用课程中学到的原理进行有创 造性的工作，能在分析、设计、开发适应需求的复杂系 统过程中做出有创意的贡献；他们能够对自己和他人的 工作进行确切的评价与检验。这些优秀的人未来将有可 能领导这门学科的发展。这需要在对学生的教育过程中 有意识地为他们的成长提供帮助和锻炼的机会，更要鼓 励他们树立起强烈的创新的意识和信心，鼓励他们去探 索。
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.
计算机导论第一章绪论
1.22 我国计算机的发展
ü 1993年10月中科院计算所研制成功曙光一号计算机 ü 1995年以后，研制成功曙光1000/2000/3000/4000A ü 2008年6月，超级计算机曙光5000A研制成功，使用了 6600颗AMD巴塞罗那型4核处理器，峰
值运算速度达到每秒230万亿次，世界高性能计算机排名第十
分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置 。 ü 至今绝大部分的计算机还是采用冯•诺依曼计算机模式。
John von Neumann 冯•诺依曼
1.21 计算机的发展简史 1.第一代计算机（1946年～1958年） ü 逻辑器件使用电子管 ü 运算速度为每秒几千次 ü 没有计算机软件，使用机器语言编制程序 ü 主要用于军事和科学计算 ü 体积大、耗能高、速度慢
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
美籍华裔科学家朱传榘1919年生于天津，1939年 赴美留学，1946年在美国宾夕法尼亚大学与其他5人 共同发明了世界上第一台计算机ENIAC，获得电子和 电 气 工 程 师 协 会 （ IEEE ） 的 “ 计 算 机 先 驱 奖 ” （Computer Pioneer Award）。
1.1 计算机的产生 发展历程 Ø 算筹：以纵横两种排列方式来表示单位数目。表示多位数时，个位用纵式，十位用横式
，百位用纵式，千位用横式，以此类推，遇零则置空。
数字 1 2 3 4 5 6 7 8 9
纵式 横式
1998
1.1 计算机的产生 发展历程 Ø 算盘：通过手动完成从低位到高位的数字传送，数字由算珠的数量表示，数位则由算珠
1.22 我国计算机的发展
计算机导论-第一讲
计算机之父：冯·诺依曼 著名美籍匈牙利数学家 。1903年12月3日生于匈牙 利布达佩斯的一个犹太人家 庭。冯· 诺伊曼自童年起在吸 收知识和解题方面就具有惊 人的速度。六岁时他能心算 做八位数乘除法，八岁时掌 握微积分，十二岁就读懂领 会了波莱尔的大作《函数论 》要义。一生掌握了七种语 言 。
计算机的特点
计算机科学技术除了具有较强的科学 性外,还具有较强的工程性，因此，它是一 门科学性与工程性并重的学科。表现为理 论性和实践性紧密结合的特征。 计算机科学与技术学科包含计算机科学 、计算机工程、软件工程、信息工程等领 域。其迅猛发展，除了源于微电子学等相 关学科的发展外,主要源于其应用的广泛性 与强烈需求。
– 运算速度快 – 运算精度高 – 具有记忆能力 – 具有逻辑判断能力 – 存储程序
计算机时代已经来临 今天，计算机已经进入现代社会几乎一切领 域。从登月飞行、战略武器、石油勘探、中长 期天气预报，到书报排版印刷、影视动画效果 、远程教学，到日常生活的许多细小方面—— 自动洗衣机、电视机的遥控器、高档音响选曲 系统……电脑这个有史以来最伟大的人造精灵 简直是无处不在！ 总之，计算机时代已来临，以致在上个世纪 未就有人预言，在21世纪，不懂计算机将成为 “新文盲”。
深蓝与卡斯帕罗夫 ―深蓝”是IBM公司的超级国际象棋电脑，重1270 公斤，有32个微处理器，每秒钟可计算2亿步。 “深蓝”存储了一百多年来优秀棋手的对局两百 多万局 俄罗斯国际象棋特级大师卡斯帕罗夫（1963年生 ）是人类有史以来最伟大的棋手，在国际象棋棋 坛上独步天下。前世界冠军卡尔波夫号称是唯一 能与其抗衡的棋手，但每次都是卡斯帕罗夫取胜 。可是，在临近世纪末的1997年，孤独求败的卡 斯帕罗夫不得不承认自己输了，而战胜他的是一 台没有生命力、没有感情的电脑。
计算机基础课件ppt-第1章 绪论
科
Ø具有计算意向，即控制程序运行
学 之
Ø能够连续执行指令
父
人工智能之父
计算机的诞生
1946年2月,世界上第一台数字电子计 算机 ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator 电子数字积 分计算机)在美国宾夕法尼亚大学诞生。它的 诞生是基于军事的考虑，是为了精确计算复 杂的弹道特性和火力射程表。
1936年 英国人 阿兰·麦席森·图灵 图灵机
它是一种抽象的计算模型， 用来精确定义可计算函数。它是 由一个控制器，一条可以无限延 伸的带子和一个在带子上左右移 动的读写头组成的。
图灵提出该机器应具备一些基本功能：
Ø具有存储设备，可以存储数据
计
Ø具有一种语言，方便编程和运算
算
Ø具有输入设备，通过扫描方式
162 161 160 16-1
位置计数法
按权展开
数制表示 方法 名称
基数R
位权Rk
数字符号
进位规则
计算机中数制的表示
十进制
二进制
八进制
十六进制
10
2
8
16
10k
2k
8k
16k
0~9
逢十进一
0，1
逢二进一
0~7
逢八进一
0~9 A~F
逢十六 进一
各数制间的转换
1、R进制转换为十进制 2、十进制转换成二进制 3、十进制转换成十六进制 3、二进制与八进制之间的转换 4、二进制与十六进制之间的转换
(3)工作站：建立在RISC/UNIX平台上的计 算机，主要用于图形图象处理和计算机辅助设 计中，实际上是一台性能更高的微机。
第1章绪论(第三版32简化)
1.1.3 计算机的特点
1.
2.
运算速度快 : 如巨型机可达千万亿次/秒。
计算精度高：微型机的字长可达64位二进制。
3.
4. 5.
具有记忆和逻辑判断功能:指能进行与、或、非等的
逻辑运算。 存储能力强：能够存储大量的各种信息。 能自动运行且支持人机交互：把编好的程序存入计 算机，发出运行指令后，计算机不需要人工干预可 以依次逐条执行。人工干预时计算机能对其问题做 出相应的回答。
计算机科学导论
天河二号
• 由国防科大研制的天河二号超级计算机系统，以峰值计算 速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精 度浮点运算的优异性能位居榜首，成为全球最快超级计算 机。2010年11月，天河一号曾以每秒4.7千万亿次的峰值速 度，首次将五星红旗插上超级计算领域的世界之巅。此次 是继天河一号之后，中国超级计算机再次夺冠。[1] • 2013年11月18日，国际TOP500组织公布了最新全球超级 计算机500强排行榜榜单，中国国防科学技术大学研制的 “天河二号”以比第二名—美国的“泰坦”快近一倍的速 度再度登上榜首。美国专家预测，在一年时间内，“天河 二号”还会是全球最快的超级计算机。[2] • 在2014年6月23日公布的全球超级计算机500强榜单中，中 国“天河二号”以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度 连续第三次获得冠军。
计算机科学导论
加法器 1642 Blaise Pascal
1822 差分机
1946 ENIAC
计算机科学导论
世界上第一台计算机ENIAC
5000次加法/秒 体重28吨 占地170m2 18800只电子管 1500个继电器 功率150KW
图1
计算机导论第一章计算机基础知识习题及参考答案
第一章绪论一、选择题1.冯•诺依曼对现代计算机的主要贡献是（D）。
A.设计了差分机B.设计了分析机C.建立了理论模型D.确立了计算机的基本结构2.在计算机应用中，“计算机辅助设设计”的英文缩写为（A）。
A.CAD B.CAM C.CAE D.CA T 3.计算机中所有信息的存储都采用(A)。
A.二进制B.八进制C.十进制D.十六进制4.计算机最主要的工作特点是（B）。
A.存储程序与自动控制B.高速度与高精度B.可靠性与可用性 D.有记忆能力5.计算机硬件的组成部分主要包括运算器、存储器、输入设备、输出设备和（A）。
A.控制器B.显示器C.磁盘驱动器D.鼠标器6.用电子管作为电子器件制成的计算机属于（A）。
A.第一代B.第二代C.第三代D.第四代7.早期的计算机用来进行（A）。
A.科学计算B.系统仿真C.自动控制D.动画设计8.世界上公认的第一台计算机是（），诞生于（）年，生产国是（），所使用的逻辑元件是（B）。
A.IBM-PC,1946,美国，电子管B.数值积分计算机，1946，美国，电子管，美国，电子管C.电子离散变量计算机，1942，英国，集成电路，英国，集成电路D.IBM-PC,1942，英国，晶体管，英国，晶体管9.个人计算机属于（C ）A.小巨型机小巨型机B.小型计算机小型计算机C.微型计算机微型计算机D.中型计算机中型计算机 10.计算机之所以能实现自动连续执行，是由于计算机采用了（D ）原理A.布尔逻辑运算布尔逻辑运算B.集成电路工作集成电路工作C.串行运算串行运算D.存储程序和程序控制存储程序和程序控制 11.下列关于计算机发展史的叙述中错误的事（D ）A.世界上第一台计算机是在美国发明的ENIAC B.ENIAC 不是存储程序控制的计算机不是存储程序控制的计算机C.ENIAC 是1946年发明的，所以世界从1946年起就进入了计算机时代机时代D.世界第一台投入运行的具有存储程序控制的计算机是英国人设计并制造的EDV EDVAC AC 12.冯诺依曼型计算机的设计思想不包括（B ）A 计算机采用二进制存储计算机采用二进制存储B 计算机采用十进制运算计算机采用十进制运算C 存储程序和程序控制存储程序和程序控制D 计算机主要是由存储器，运算器，控制器，输入设备和输出设备五大部件组成的五大部件组成的13.第三代计算机的逻辑元件采用（C）A.电子管晶体管电子管 B.晶体管C.中,小规模集成电路 D.大规模或超大规模集成电路大规模或超大规模集成电路 14.客机、火车订票系统属于（B）方面的计算机应用方面的计算机应用A.科学计算科学计算 B.数据处理数据处理C.过程控制人工智能过程控制 D.人工智能15.按照计算机用途。
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(第2版)课后习题答案
计算机导论(第2版)【清华大学出版社】课后习题答案第一章绪论一、简答题1．什么是计算机？（P1）计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速的对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。
一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。
2．解释冯•诺依曼所提出的“存储程序”概念。
（P6）把计算机程序与数据都以二进制的形式统一存放在存储器中，由机器自动执行。
不同的程序解决不同的问题，实现了计算机通用计算的功能。
3．计算机有哪些主要的特点？（P3-P4）○1运算速度快○2运算精度高○3具有记忆能力○4具有逻辑判断能力○5存储程序4．计算机有哪些主要的用途？（P4-P5）○1科学计算○2数据处理○3实时控制○5人工智能○5计算机辅助工程和辅助教育○6娱乐与游戏5．计算机发展中各个阶段的主要特点是什么？（P6-P8）第一代计算机（1946年—1957年）○1逻辑器件使用电子管○2用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备○3用磁鼓或磁带作为外存储器○4使用机器语言编译第二代计算机（1958年—1964年）○1用晶体管代替了电子管○2内存储器采用了磁心体○3引入了寄存器和浮点运算硬件○4利用I/O处理机提高了输入输出能力○5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第三代计算机（1965年—1971年）○1用小规模或中小规模的集成电路来代替晶体管等分立元件○2用半导体存储器代替磁心存储器○3使用微程序设计技术简化处理机的结构○4在软件方面则广泛引入多道程序、并行处理、虚拟存储系统以及功能完备的操作系统，同时还提供了大量的面向用户的应用程序第四代计算机（1972年至今）○1使用了大规模和超大规模集成电路○2使用了大容量的半导体存储器作为内存储器○3在体系结构方面进一步发展了并行处理、多机系统、分布式计算机系统和计算机网络系统○4在软件方面则推出了数据库系统、分布式操作系统以及软件工程标准等第五代计算机主要特征是人工智能，具有一些人类智能的属性。
计算机导论课件第1章 绪论
1.2.1 学科概述
计算机科学与技术学科是研究计算机的 设计、制造和利用计算机进行信息获取、 表示、存储、处理、控制等的理论、方 法和技术的学科。计算机科学与技术学 科包括计算机系统结构、计算机软件与 理论、计算机应用技术、计算机网络与 信息安全4个研究方向。
1.2.1 学科概述
计算机系统结构主要研究计算机系统中软件与 硬件的功能匹配，确定软件与硬件的界限；研 究计算机系统各组成部分功能、结构以及相互 协作的方式；研究计算机系统的物理实现方法； 研究计算机系统软硬件协同优化技术。主要目 标是合理地把各种部件和设备组成计算机系统， 与计算机软件配合，满足应用对计算机系统性 能、功耗、可靠性、价格等方面的要求。
1.2.1 学科概述
计算机软件与理论是研究计算的基本理论、计算系统 的程序理论与方法和计算系统的基础软件的学科。计 算系统基本理论主要研究求解问题的可计算性和计算 复杂性，研究可求解问题的建模和表示以及到物理计 算系统的映射，目标是为问题求解提供基本方法和理 论。计算系统的程序理论与方法主要研究如何构造程 序形成计算系统，以完成计算任务，目标是为问题求 解提供程序实现；计算系统基础软件主要研究计算系 统资源（硬件、软件和数据）的高效管理方法和机制； 研究方便用户使用计算系统资源的模式和机制，目标 是为用户高效便捷地使用计算系统资源提供基础软件 支持。
1计算机导论绪论
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计算机发展的几个阶段
第一代 （1946~1956） 电子管 5千~4万（次/秒）
第二代 （1957~1964） 晶体管 几十万~百万（次/秒）
第四代 （1971~90年代） 大规模集成电路 几百万~几亿（次/秒）
第三代 （1965~1970） 小规模集成电路 百万~几百万（次/秒）
第一代：电子管
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2．信息处理：信息处理主要是指非数值形式的数据处 理,包括对数据资料的收集、存储、加工、分类、排序、 检索和发布等一系列工作。信息处理包括办公自动化 （OA）、企业管理、情报检索、报刊编排处理等。特 点是要处理的原始数据量大,而算术运算较简单,有大 量的逻辑运算与判断,结果要求以表格或文件形式存储、 输出。要求计算机的存储容量大,速度则不怎么要求。 信息处理目前应用最广,占所有应用的80%左右。
超大规模集成电路
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奠定现代计算机发展的重要人物和思想
香侬是现代信息论的著名创始人。1938年，香侬在发表 的论文中，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明 布尔代数的逻辑运算可以通过继电器电路来实现。 阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则： 1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算 以保证精度； 2）利用电子技术来实现控制、逻辑运算 和算术运算, 以保证计算速度； 3）采用把计算功能和二进制数更 新存储功能相分离的结构。 Claude Shannon
计算机的概念与模型 计算机的产生与发展 新型计算机
1
计算机：自动进行信息加工、任务处理的电子设备。 计算机科学：研究和计算机相关问题的知识技术等。 如何研究计算机这种复杂电子系统？ 如何定义？ 通常通过BlackBox“黑箱”方法，根据计算机 发展历史，主要介绍两种常见计算机模型。 数据处理器模型（Data Processor model ） 可编程数据处理器模型(Programmable Data Processor model)
计算机科学导论：第一章-绪论
一本章内容本章讲述了图灵模型冯.诺依曼模型计算机组成部分历史社会问题和道德问题等1.1 图灵模型1.Alan Turing（阿兰-图灵）1937年首次提出通用计算设备的设想：所有的计算都可能在一种特殊的机器上执行。
2.是一种数学上的描述3.不是一台真实的机器通用图灵机是对现代计算机的首次描述，该机器只要提供合适的程序就能做任何运算1.1.1 数据处理器首先，将计算机定义为数据处理器。
也就是接收数据、处理数据并产生输出数据的黑盒。
该模型存在一个问题，就是没有说明基于该模型能够完成处理类型和数量。
1.1.2 可编程数据处理器图灵模型添加了一个额外元素，也就是程序。
程序：就是告诉计算机对数据处理的指令集合在该模型中，输出数据是由两个维度进行控制--输入数据和程序•相同数据，不同程序；输出数据不同•不同数据，相同程序；输出数据不同•相同输入，相同程序；输出数据相同1.2 冯.洛伊曼模型•由科学家冯-诺依曼提出的模型理论•基于通用图灵机建造的计算机都是在存储器(内存/寄存器)上存储数据•鉴于程序和数据在逻辑上是相同的，因此程序也能存储在计算机的存储器中1.2.1 4个子系统基于冯.诺依曼模型建造的计算机有4个子系统：存储器、算术逻辑单元、控制器、输入/输出单元•存储器: 用于存储数据和程序的区域•算术逻辑单元(ALU): 用来计算和逻辑运算的地方•控制器: 对存储器、算术逻辑单元、输入输出等子系统进行控制操作•输出/输出单元:–输入子系统负责从计算机外部接收输入数据；–输出子单元负责将计算机处理结果输出到计算机外部1.2.2 存储程序概念•冯.诺依曼模型要求程序也必须存储在存储器（内存）中•现代计算机的存储单元用来存储程序和数据，这意味着程序和数据应该有相同的格式，实际上它们都是以位模式（0和1序列）存储在内存中1.2.4 指令执行顺序•冯-诺依曼模型中的一段程序是由一组数量有限的指令组成。
•控制单元从内存中提取一条指令，解释指令，接着执行指令，也就是说指令是一条接着一条顺序执行的。
计算机基础第1章绪论
计算机基础d" fri圖感A,第1章绪论( 以：：，1-1计算机基本知识概述1.2信息在计算机中的存储1-3计算机在相关专业领域中的应用自动计算装置，它的出现大大缩短了浩繁的计算过程 |就上传壬网.KK)P,CQII 1834分析机1834年巴贝奇又完成一项新，一一计算装置的构想，命名为分析机,它是现代数字计算机的前身。
他提出辻算机装置应具有通用性，能解决数学I-的各种问顕 ,不仅BT以讲行数字运耸 ,还可以讲行逻辑运算.巴贝奇的分析英国人巴贝奇机同现代计算机一样可以编程。
图灵机基本功能：»具有存储设备，可以存储数据A具有一种语言，方便编程和运算»具有输入设备，通过扫描方式»具有计算意向，即控制程序运行濯够连续执行指令计算机的诞生1946年2月，世界上第一台数字电子计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator 电子数字积分计算机）在美国宾夕法尼亚大学诞生。
它的诞生是基于军事的考虑，是为了精确计算复杂的弹道特性和火力射程表。
OCOOJnnnn0,0 3 J,C u u.uu■— KT1 fel 5”ENIAC(1946)每秒5干次加、减法运算价值40万美元ENIAC缺点:1949年，英国剑桥大学完成了第一台"存储程序"控制的实验室计算机EDSAC （延迟存储自动计算机）1951年，第一台"存储程序"控制的商品化计算机UNIVAC-I （通用自动计算机）问世1952年，冯.诺依曼领导的研制小组研制成功并投入使用了第一台“存储程序“式计算机EDVAC （离散变量自动电子计算机）為 错條晏(John Von Neumann)计算机能自动、正确地按人们 的意图工作，是由于人们已事先扌巴 计算机如何工作的程 序和原始数据 通过输入设备送到计算机的存储器 中。
当计算机运行时，扌空制器就可 以扌巴这些指^令—^从存储器 中取出来，加以翻译，并按指令的要求进 行相应的操作，直到结束。
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
计算机导论知识点总结
计算机导论知识点总结第1章绪论1.1 计算机的基本概念1.1.1 什么是计算机计算机的概念。
计算机系统的组成，硬件的概念，硬件的五个组成部分，软件的概念一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。
硬件是由电子的、磁性的、机械的器件组成的物理实体，包括运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备等5个基本组成部分；软件则是程序和有关文档的总称，包括系统软件和应用软件两类。
什么是系统软件，常用的系统软件有哪些？什么是应用软件，常用的应用软件有哪些？1.1.2计算机的分类按规模分类有：巨型计算机，大中型计算机、小型计算机、微型计算机1.1.4 计算机的用途计算机的主要用途有哪些？科学计算，数据处理，实时控制，人工智能，计算机辅助工程和辅助教育，娱乐与游戏。
这些各用途的含义是什么CAD CAM CAI的含义1.1.5计算机的发展计算机发展史中的“代”是如何划分的？每代计算机的使用的主要器件是什么？1946年，第一台计算机ENIAC冯·诺依曼的存储程序的含义第五代计算机的主要特征是人工智能1.5 信息化社会的挑战信息化社会的特征是什么？internet的起源是什么？我国的互联网络：中国教育科研网、中国公用信息网、中国科学技术网、中国金桥信息网。
以及这几个互联网络的主要用途。
习题答案二、选择题1-6： A B D C CC 7-12: B C D B B C第2章计算机的基础知识2.1 计算机的运算基础2.1.1数制的概念2.1.2 掌握进制之间的相互转换10进制转换为2,8,16进制；2，8,16进制转换为10进制；2进制与8进制的相互转换；2进制与16进制之间的相互转换。
2,8,16à10 位权法：把各非十进制数按权展开，然后求和。
10à2,8,16 整数部分：除基取余法：“除基取余，先余为低（位），后余为高（位）”。
小数部分：乘基取整法:“乘基取整，先整为高(位),后整为低(位)”2à8：以小数点为界，将整数部分自右向左和小数部分自左向右分别按每三位为一组（不足三位用0补足），然后将各个三位二进制数转换为对应的一位八进制数。
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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巨型计算机，也称为超级计算机，它采用大规模并行处理的 体系结构，通常包含数以千万计的CPU。主要用于军事（如 核武器和反导弹）、空间技术、长期天气预报、石油探测、 生物信息处理等尖端科学领域。
大型计算机，指速度快、存储容量大、通信联网功能完善、 可靠性高、安全性好、有丰富的系统软件和应用软件的计算 机，通常含有几十个甚至更多个CPU。一般用于为企业或政 府的数据提供集中的存储、管理和处理，承担主要服务器 （企业级服务器）的功能，在信息系统中起到核心作用。
(6) 通用性强。各种系统软件和应用软件的迅速发展， 不仅使计算机易于操作，而且大大扩展了计算机的功能，计 算机不仅可以进行科学计算，还具有管理功能、模拟功能、 控制功能、图形处理功能等，计算机成为了一种有多种用途 的计算工具。
1.1.3 计算机的分类
按其内部逻辑结构进行分类： 16位、32位或64位计算机等；
1.1.2 计算机的特点
(1) 运算速度快。2016年“神威•太湖之光”以9.3亿亿 次每秒的速度成为世界上运算速度最快的超级计算机。
(2) 计算精度高。由于计算机内部采用浮点数（也就是 科学计数法）表示方法，而且计算机的字长为64位甚至更长， 从而使计算结果具有很高的精度。
(3) 存储容量大。计算机具有内存储器和外存储器，内 存储器用来存储正在运行的程序和数据，外存储器用来存储 需要长期保存的数据。目前，微型计算机的内存容量一般可 以达到几个GB甚至更多，硬盘容量则可以达几个TB。
美国ILLIAC-IV计算机是第一台全面使用大规模集成电路作 为逻辑元件和存储器的计算机，它标志着计算机的发展已到了 第四代。1975年，美国阿姆尔公司研制成470V/6型计算机， 随后日本富士通公司生产出的M-190机，是比较有代表性的第 四代计算机。
1.2.1 计算机发展简史
第五代电子计算机
1.1.2 计算机的特点
(4) 计算自动化。由于计算机可以存储程序，从而使得 计算机可以在程序的控制下自动地完成各种操作，而无需人 工干预。
(5) 连接与网络化。计算机设置了各种接口，可以实现 网络连接，从而方便地进行资源共享与信息交流，覆盖全球 的互联网已进入普通家庭，正在日益改变着人们的生活、学 习与工作习惯。
第1章 绪论
1.1 计算机概述
1.1.1 什么是计算机
计算机的诞生
举世公认的第一台电子计算机ENIAC是1946年2月15日 在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院研制成功的，每秒能进行 5000次加法运算。
计算机定义
计算机是一种能按照事先存储的程序，自动地、高速地、 精确地进行大量数值计算，并且具有记忆（存储）能力、逻 辑判断能力和可靠性能 的数字化信息处理能力的现代 化智能电子设备。
1.1.3 计算机的分类
服务器指的是网络中专门为其他计算机提供资源和服务的那 些计算机及相关软件，巨、大、中、小、微各种计算机原理 上都可以作为服务器使用。
个人计算机，也称个人电脑、PC机或微型计算机。个人计 算机分成台式机和便携机（笔记本、平板式计算机）两大类。
嵌入式计算机通常嵌入在单个微处理器芯片上，程序固化在 ROM中，而且把存储器、输入/输出控制与接口电路等也都 集成在芯片中，甚至把电子系统的模拟电路、数字/模拟混 合电路和无线通信使用的射频电路等也都集成在单个芯片中。 应用于手机、数码相机、MP3播放器、计算机外围设备、 电视机机顶盒、汽车和空调等产品中，执行着特定的任务。
1.2.1 计算机发展简史
第二代计算机 第二代计算机主要采用晶体管为基本元件，体积缩小、
功耗降低，提高了速度（每秒运算可达几十万次）和可靠性； 用磁芯作主存储器，外存储器采用磁盘、磁带等；程序设计 采用高级语言，如FORTRAN、COBOL、ALGOL等；在软 件方面还出现了操作系统。
1954年，美国贝尔实验室研制成功第一台使用晶体管线 路的计算机，取名“催迪克” （TRADIC）。它装有800个 晶体管。1955年，美国在阿塔拉斯洲际导弹上装备了以晶 体管为主要元件的小型计算机。
1.2.1 计算机发展简史
第三代电子计算机
第三代计算机的基本电子元件是每个基片上集成几个到十 几个电子元件（逻辑门）的小规模集成电路和每片上几十个 元件的中、小规模集成电路，主存储器采用半导体存储器， 运算速度可达每秒几十万次至几百万次基本运算。在软件方 面，操作系统日趋完善。
1964年4月7日，美国IBM公司同时在14个国家，全美 63个城市宣告，世界上第一个采用集成电路的通用计算机系 列IBM 360系统研制成功，该系列有大、中、小型计算机， 共6个型号，它兼顾了科学计算和事务处理两方面的应用，各 种机器全都相互兼容，适用-于各方面的用户，具有全方位的 特点，正如罗盘有360度刻度一样，所以取名为360。
第五代电子计算机是智能电子计算机，它是一种有知识、 会学习、能推理的计算机，具有能理解自然语言、声音、文 字和图像的能力，并且具有说话的能力，使人机能够用自然 语言直接对话。它可以利用已有的和不断学习到的知识，进 行思维、联想、推理，并得出结论。它能解决复杂问题，具 有汇集、记忆、检索有关知识的能力。 第六代1.2.1 计算机发展简史
第一代电子计算机
1946年2月15日，世界上第一台通用电子数字计算机 ENIAC（埃尼阿克）宣告研制成功。“埃尼阿克”计算机的 最初设计方案是由36岁的美国工程师莫奇利于1943年提出 的，计算机的主要任务是分析炮弹轨道。“埃尼阿克”共使 用了18 000个电子管，另加1500个继电器以及其他器件， 其总体积约90m3,重达30t，占地170m2，需要用一间30多 米长的大房间才能存放，是个地道的庞然大物。这台耗电量 为140KW的计算机，运算速度为每秒5000次加法，或者 400次乘法。
1.2.1 计算机发展简史
第四代计算机 第四代计算机采用大规模集成电路（Large Scale
Integration，LSI）和超大规模集成电路（Very Large Scale Integration，VLSI）为主要电子器件制成的计算机。例如 Intel Corei 7处理器的芯片集成度达到了14亿个晶体管。