第1章認識計算機.

1、數(shù)計學院 付蘇嘉第一章第一章 認識計算機認識計算機計算機發(fā)展簡史計算機概述計算機的分代特征計算機的發(fā)展趨勢計算機組成及工作原理PC的配件及選購指南學習組裝兼容機的目的實踐環(huán)節(jié)：了解PC主機箱內部結構計算機發(fā)展簡史計算機（computer）俗稱電腦，是一種用于高速計算的機器，可以進行數(shù)值計算，又可以進行邏輯計算，還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行，自動、高速處理海量數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化智能電子設備。1.計算機概述計算機發(fā)展簡史 計算機由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)所組成，沒有安裝任何軟件的計算機稱為裸機。 計算機按用途可分為超級計算機、工業(yè)控制計算機、網(wǎng)絡計算機、個人計算機、嵌入式計算機五類。 利用較先進的動

2、力或處理媒介的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。計算機發(fā)展簡史計算機能夠增強人們執(zhí)行智能任務的能力，因此被稱為“智力工具”。它擅長于執(zhí)行快速計算、大型表格分類和大型數(shù)據(jù)庫檢索等任務，并且支持多媒體的處理，可以完成條理有序的工作。 因此，為了更好地掌握計算機的知識，首先需要了解什么是計算機，以及計算機的發(fā)展等。計算機發(fā)展簡史2.計算機的發(fā)展簡史、分代特征 早期的計算工具： 人類利用工具輔助算數(shù)已有數(shù)千年的歷史，其中，專門用來算數(shù)的工具是算盤，最早由中國人所發(fā)明，用骨架及鐵絲構成，鐵絲上串有算珠，以算珠的排列位置作為計數(shù)結果。計算機發(fā)展簡史 20世紀初期，希臘人在一艘約西元(公元)前6

3、5年遇難的沉船上，找到已有兩千年歷史的安提凱希拉儀器（Antikythera Mechanism），據(jù)信用途是計算天體運行周期，協(xié)助古人籌備宗教節(jié)日和提醒谷物收割。此器件由37道青銅齒輪和刻度盤組成，齒輪彼此咬合，有一組齒輪的作用甚至是模擬月球的運動方式。計算機發(fā)展簡史 1642年，法國數(shù)學家帕斯卡為稅務員父親發(fā)明了滾輪式加法器2（Pascaline），可通過轉盤進行加法運算。計算機發(fā)展簡史 1801年，法國人雅卡爾（Joseph-Marie Jacquard）發(fā)明提花織布機（Jacquard Loom），利用打孔卡（Punched Card）控制織花圖樣，這是可編程化機器的里程碑。 因此也有

4、人稱現(xiàn)代計算機為“以光速運行的織布機”。計算機發(fā)展簡史 美國統(tǒng)計學家何樂禮（Herman Hollerith）在1890年開發(fā)出一種排序機，利用打孔卡儲存資料，協(xié)助美國人口調查局對統(tǒng)計資料進行自動化制表，結果不出3年就完成戶口普查工作。 何樂禮在1896年成立制表機器公司，幾經(jīng)并購，后來成為國際商業(yè)機器有限公司（IBM）的一部分。 直到1970年代為止，不少電腦設備仍以IBM的卡片作為處理媒介。 20世紀80年代后期，打孔卡片不再成為主流的存儲介質，而被電子媒介磁帶和光盤所取代。計算機發(fā)展簡史 2012年2月24日 新聞一則： 仍在工作的老兵：IBM 402 電動制表機計算機發(fā)展簡史早期的卡片

5、編程是如何進行的？打孔內容如下：01001101 01100101 01110011 01110011 01100001 01100111 01100101 00100000 01110100 01101111 00100000 01000011 01100001 01110011 01110100 01110000 01101001 01110000 01100101 00111010 00100000 01111001 01101111 01110101 01110010 00100000 01101100 01100001 01110101 01101110 01100100 01110

6、010 01111001 00100111 01110011 00100000 01110010 01100101 01100001 01100100 01111001 00100000 01100110 01101111 01110010 00100000 01110000 01101001 01100011 01101011 01110101 01110000 00101110 計算機發(fā)展簡史二進制轉換成十進制： 077 101 115 115 097 103 101 032 116 111 032 067 097 115 116 112 105 112 101 058 032 121 1

7、11 117 114 032 108 097 117 110 100 114 121 039 115 032 114 101 097 100 121 032 102 111 114 032 112 105 099 107 117 112 046 計算機發(fā)展簡史十進制通過十進制通過ASCII碼表轉換（為了突出顯示，空格用碼表轉換（為了突出顯示，空格用“_”代替）：代替）： M e s s a g e _ t o _ C a s t p i p e : _ y o u r _ l a u n d r y s _ r e a d y _ f o r _ p i c k u p . 全部連起來：全部連

8、起來： Message to Castpipe: your laundrys ready for pickup. 英文翻譯成中文：英文翻譯成中文： 給卡斯派普的訊息：給卡斯派普的訊息： 您洗好的衣服正在準備包裝。您洗好的衣服正在準備包裝。 計算機發(fā)展簡史 首代馮諾伊曼結構及其機種 第一部成功運作的馮諾伊曼結構電腦是1948年曼徹斯特大學的小規(guī)模實驗機（Small-Scale Experimental Machine），又稱“寶貝”。 微處理器的誕生連帶刺激微電腦的發(fā)展，輕便小巧，物廉價美的電腦成為個人及小公司唾手可得的工具，微電腦在1970年代初登場，到了1980年代后就已經(jīng)成為家家戶戶都可看

9、到的產品了。 第一款量販的個人電腦據(jù)稱是出自蘋果電腦公司的創(chuàng)辦人之一斯蒂夫沃茲尼亞克。 電腦逐漸成為微電腦架構的天下，再加上來自大型電腦的特色后，現(xiàn)如今已主宰大部分的電腦市場。華人中的計算機界名人：王安華人中的計算機界名人：王安他發(fā)明了除磁帶和磁盤之外的另一種磁性存儲設備他發(fā)明了除磁帶和磁盤之外的另一種磁性存儲設備磁環(huán)磁環(huán)(又稱磁圈，工又稱磁圈，工作原理參考右手定則作原理參考右手定則)，在計算機發(fā)展史上占有重要的一席，但由于他對計，在計算機發(fā)展史上占有重要的一席，但由于他對計算機發(fā)展趨勢的錯誤預計，沒有及時調整研發(fā)策略，生產與算機發(fā)展趨勢的錯誤預計，沒有及時調整研發(fā)策略，生產與IBM兼容機程兼

10、容機程序兼容的產品，導致對市場發(fā)展判斷失誤，最終在序兼容的產品，導致對市場發(fā)展判斷失誤，最終在20世紀世紀90年代初宣告公年代初宣告公司破產。其研究成就在電子科技產品研究史上與貝爾、愛迪生等齊名。司破產。其研究成就在電子科技產品研究史上與貝爾、愛迪生等齊名。計算機發(fā)展簡史 計算機的發(fā)展像任何新生事物一樣，也經(jīng)歷了一個不斷變革與完善的過程。目前，根據(jù)計算機所采用物理器件的不同，可以將計算機的發(fā)展劃分為以下幾個時代。1第一代電子管計算機（1946-1955）2第二代晶體管計算機（1956-1963）3第三代集成電路計算機（1964-1971）4第四代大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機（1972-現(xiàn)在）

11、5. 第五代智能型計算機，仍在研制當中計算機發(fā)展簡史第一臺公認的電子（驅動）計算機 1946年，美國制造的埃尼亞克（ENIAC，全名為電子數(shù)值積分計算器）一般被認為是世上第一部一般用途的電子計算機，公認是有效利用電子學的大型電腦。埃尼阿克是現(xiàn)代計算機發(fā)展史上重要的里程碑。計算機發(fā)展簡史第一臺晶體管計算機第三代-中小規(guī)模集成電路計算機計算機發(fā)展簡史第四代超大規(guī)模集成電路計算機計算機發(fā)展簡史第五代智能型計算機尚在研制中計算機發(fā)展簡史3.計算機的發(fā)展趨勢 微型化：一個錯誤的預言：“人們沒有理由想要在家里擁有一臺 電腦?！睌?shù)字設備公司總裁肯奧爾森(1977年) 還有有一位計算機專家預言：未來的電腦重量

12、能夠控制在25公斤公斤以內，因為當時的計算機重量均以噸噸計。 而現(xiàn)在各類筆記本電腦、平板電腦、智能手機等電子產品的重量均可達到1公斤以內，實現(xiàn)了計算機的微型化。計算機發(fā)展簡史 網(wǎng)絡化：互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得地球上各個地方的人們可以通過網(wǎng)絡交流、分享不同的信息和文化，同時也促進了電子商務、多媒體技術的飛速發(fā)展。 而隨著網(wǎng)絡帶寬的不斷增加，人們可以在網(wǎng)上進行實時點播，觀看電視節(jié)目，發(fā)表自己的意見和評論；網(wǎng)絡媒體作為繼報紙、廣播、電視后興起的一個新興媒體，正在茁壯成長。 同時，在網(wǎng)絡上，如何更安全的共享或保密信息，預防病毒對信息安全的破壞，成為網(wǎng)絡化研究的一個重要方向。計算機發(fā)展簡史 智能化： 第五代計算

13、機的研究方向：電腦是否能夠思考，人工智能是否還是想象？ 計算機發(fā)展簡史 戰(zhàn)勝國際象棋大師卡斯帕羅夫的“深藍”超級計算機，是如何工作的？ 前四代計算機都是基于馮.諾依曼的“存儲程序工作原理”而設計的，使計算機能夠獨立思考將是智能化研究的一個重要方向。授課素材：影片授課素材：影片終結者終結者2這是一部拍攝于這是一部拍攝于1991年的經(jīng)典科幻影片，施瓦辛格年的經(jīng)典科幻影片，施瓦辛格扮演的機器人扮演的機器人T800穿越時候去拯救主人公約翰穿越時候去拯救主人公約翰.康納，康納，與液態(tài)機器人與液態(tài)機器人T1000展開了驚心動魄的戰(zhàn)斗展開了驚心動魄的戰(zhàn)斗象棋、圍棋計算復雜度簡介： 國際象棋一局棋所有的著法有

14、多少呢？國際象棋中每方共有8兵、2車、2象、2馬、1后、1王共16個子，其中8個兵為32種走法（直行、斜吃、吃過路兵、升變），2個車為32種走法，2個馬為16種走法，2個象為32種走法，后為32種走法，王為8種走法，合計152種走法，加上比較特殊的王車易位攻擊153種，兩方合計306種下法，這就是每一個回合所有的可能性，那么在n個回合內的所有走法就是306的n次方。國際象棋的棋局一般在50到100回合之間，取最大值100，那么可以算出國際象棋大致的變化總數(shù)為306的100次方，這個數(shù)字大約是3.7410248。一局圍棋的著法非常簡單，第一步為361種可能性，第二步為360，第三步為359所以總

15、數(shù)為361!，考慮到實際比賽中步數(shù)超過350的不多（并非沒有）所以我們不考慮300步以后的情況，因此照這種計算方法可以算出圍棋的所有可能變化總數(shù)為361*360*359*358*65*64*65*63*62*61，這個數(shù)字大約等于1.7310686。計算機發(fā)展簡史4.計算機組成及工作原理計算機發(fā)展簡史 計算機種類繁多，不同類型計算機的硬件系統(tǒng)也有所計算機種類繁多，不同類型計算機的硬件系統(tǒng)也有所區(qū)別，即便是同一類型的計算機，其硬件系統(tǒng)的組成也不區(qū)別，即便是同一類型的計算機，其硬件系統(tǒng)的組成也不盡相同。但是計算機硬件系統(tǒng)發(fā)展至今，從組成結構上看盡相同。但是計算機硬件系統(tǒng)發(fā)展至今，從組成結構上看仍舊

16、由仍舊由運算器運算器、控制器控制器、存儲器存儲器、輸入設備輸入設備和和輸出設備輸出設備這這五大部分組成。五大部分組成。計算機發(fā)展簡史個人個人計算機（計算機（PCPC）的配件：由）的配件：由主機主機、顯示器顯示器、鼠標鼠標、鍵盤鍵盤，以及，以及音箱音箱等部分組成，而我們能夠看到的主機實際等部分組成，而我們能夠看到的主機實際上只是機箱的外觀，其內部還安裝有眾多的計算機配件。上只是機箱的外觀，其內部還安裝有眾多的計算機配件。通常，我們將安裝在機箱內部的設備稱為內部設備，而對通常，我們將安裝在機箱內部的設備稱為內部設備，而對于顯示器、鼠標和鍵盤等位于機箱外的設備稱之為外部設于顯示器、鼠標和鍵盤等位于機

17、箱外的設備稱之為外部設備。備。從外部看到的微機系統(tǒng)從外部看到的微機系統(tǒng)主主機機顯示器顯示器音箱音箱鼠標鼠標鍵盤鍵盤5.PC配件及選購指南計算機發(fā)展簡史主機主機由主機箱（簡稱機箱）和由主機箱（簡稱機箱）和CPUCPU、主板、內存等安裝、主板、內存等安裝在機箱內部的各種配件組成。在整個計算機系統(tǒng)中，用戶執(zhí)在機箱內部的各種配件組成。在整個計算機系統(tǒng)中，用戶執(zhí)行的每項操作都由主機內的多個配件，或與其他配件聯(lián)合完行的每項操作都由主機內的多個配件，或與其他配件聯(lián)合完成，主要負責了數(shù)據(jù)運算、存儲等工作，是計算機的重要組成，主要負責了數(shù)據(jù)運算、存儲等工作，是計算機的重要組成部分。成部分。計算機發(fā)展簡史計算機發(fā)

18、展簡史在計算機中，除主機外的所有設備都被統(tǒng)稱為在計算機中，除主機外的所有設備都被統(tǒng)稱為外部外部設備設備。常用的外部設備包括顯示器、鍵盤和鼠標，現(xiàn)如。常用的外部設備包括顯示器、鍵盤和鼠標，現(xiàn)如今音箱也已成為很多計算機的標準配置之一。今音箱也已成為很多計算機的標準配置之一。計算機發(fā)展簡史選購計算機的關鍵是應該滿足自己的使用需求，選購計算機的關鍵是應該滿足自己的使用需求，根據(jù)計算機性能的優(yōu)劣、價格的高低、商家服務質量根據(jù)計算機性能的優(yōu)劣、價格的高低、商家服務質量的好壞等具體問題來選擇適合于自己的計算機，并確的好壞等具體問題來選擇適合于自己的計算機，并確定計算機的配置方案。定計算機的配置方案。在購買計

19、算機前，首先明確購買計算機的用途。在購買計算機前，首先明確購買計算機的用途。只有用途明確，才能建立正確的選購思路。只有用途明確，才能建立正確的選購思路。1家用上網(wǎng)型家用上網(wǎng)型2商務辦公型商務辦公型3圖形設計型圖形設計型4游戲娛樂型游戲娛樂型計算機發(fā)展簡史 一臺計算機功能的強弱或性能的好壞，不是由某項指一臺計算機功能的強弱或性能的好壞，不是由某項指標來決定，而是由硬件的各部分總體配置來決定的。但對標來決定，而是由硬件的各部分總體配置來決定的。但對于大多數(shù)用戶來說，可以從以下幾項指標來簡要評價計算于大多數(shù)用戶來說，可以從以下幾項指標來簡要評價計算機的性能。機的性能。 1. 運算速度運算速度 2.

20、字長字長 3. 內存儲器的容量內存儲器的容量 4. 外存儲器的容量外存儲器的容量市場上的計算機主要分為兩大類，即市場上的計算機主要分為兩大類，即“品牌機品牌機”和和“兼容機兼容機”。 1認識品牌機和兼容機認識品牌機和兼容機 2品牌機與兼容機的區(qū)別品牌機與兼容機的區(qū)別 3哪些用戶需要購買品牌機哪些用戶需要購買品牌機現(xiàn)在CPU大多是64位的，即每次能處理2的64次方(萬億次)那么大的數(shù)據(jù)；但大多都以32位字長運行，只有在64位操作系統(tǒng)軟件輔助下才能更好地發(fā)揮作用 運算速度越高，圖形和數(shù)據(jù)的處理能力越強，以玩3D大型游戲為例，浮點運算能力越強的CPU，展示畫面的精確度就越高，越真實 計算機發(fā)展簡史 目前，越來越多的家庭開始準備購買計算機，而購買臺式目前，越來越多的家庭開始準備購買計算機，而購買臺式計算機還是筆記本計算機便成為眾多用戶在實際購買前考慮較計算機還是筆記本計算機便成為眾多用戶在實際購買前考慮較多的問題之一。一般可以通過以下幾點進行考慮：多的問題之一。一般可以通過以下幾點進行考慮：1應用場合應用場合2價格承受能力價格承受能力3對性能的需求程度對性能的需求程度 如果用戶確定購買筆記本計算機時，需要注意以下幾個如果用戶確定購買筆記本計算機時，需要注意以下幾個問題