電子信息科學技術導論 教學課件作者 吳莉莉 第3章 計算機科學基礎.

1、電子信息科學技術導論第第3章章 計算機科學基礎計算機科學基礎主要內容主要內容計算機科學概述計算機科學概述3.1計算機中信息的表示計算機中信息的表示3.2計算機的硬件系統(tǒng)計算機的硬件系統(tǒng)3.3計算機技術的發(fā)展趨勢計算機技術的發(fā)展趨勢3.5計算機的軟件系統(tǒng)計算機的軟件系統(tǒng)3.43.1 計算機科學概述計算機科學概述發(fā)展歷史發(fā)展歷史研究領域研究領域計算機計算機？組成組成結構結構功能功能分類分類特點特點初步認識功能功能1、計算、計算 2、模擬、思維、自適應反饋處理等、模擬、思維、自適應反饋處理等對各種數(shù)字化信息進行高速對各種數(shù)字化信息進行高速運算運算和和處理處理 數(shù)值計算、數(shù)據(jù)處理數(shù)值計算、數(shù)據(jù)處理 、

2、自動控制、自動控制 、輔助工程、輔助工程 、輔助教學、人工智能輔助教學、人工智能 、計算機通信、計算機通信 、娛樂活動、娛樂活動 用用 途途通用機通用機 專用機專用機組成組成結構結構分類分類特點特點巨型機：巨型機：國防、科學計算國防、科學計算 大大/ /中：中：科學計算、數(shù)據(jù)處理科學計算、數(shù)據(jù)處理 網絡服務器網絡服務器 小型：小型：工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集微型：微型：商業(yè)、服務業(yè)、辦公商業(yè)、服務業(yè)、辦公 自動化、信息處理自動化、信息處理 單片機：單片機：控制控制結構復雜性、性能、價格、結構復雜性、性能、價格、依次遞減依次遞減軟件軟件硬件硬件軟件：軟件：程序和有關文檔的總稱程序和有關

3、文檔的總稱巨型機巨型機微機微機處理速度快處理速度快計算精度高計算精度高記憶能力強記憶能力強可靠的邏輯判斷能力可靠的邏輯判斷能力可靠性高，通用性強可靠性高，通用性強算籌算籌祖沖之（祖沖之（429-500）算盤算盤計算尺計算尺 1642年，法國科學家帕斯卡(Pascal)發(fā)明了世界上第一臺機械式計算機齒輪式十進制加減法器。1678年，德國數(shù)學家萊布尼茲( Leibniz )十進制乘法機。19世紀30年代，英國科學家巴貝奇(Babbage)設計和制造了差分機和分析機。帕斯卡加法器帕斯卡加法器萊布尼茨的乘法萊布尼茨的乘法器器1847年英國數(shù)學家布爾(Boole)創(chuàng)立了布爾代數(shù)，奠定了計算機進行邏輯運算

4、的基礎。 巴貝奇和他的差分機及分析機巴貝奇和他的差分機及分析機穿孔卡完成了第一次大規(guī)模數(shù)據(jù)處理穿孔卡完成了第一次大規(guī)模數(shù)據(jù)處理霍列瑞斯和第一臺制表機霍列瑞斯和第一臺制表機邏輯代數(shù)奠基人邏輯代數(shù)奠基人布爾布爾布爾代數(shù)和集電器開關的連接布爾代數(shù)和集電器開關的連接申農申農第一臺電磁式的計算機第一臺電磁式的計算機斯蒂比茲斯蒂比茲（G. Stibitz）朱斯（朱斯（K.Zuse）1936年英國科學家年英國科學家圖靈圖靈(Turing)發(fā)表了題為發(fā)表了題為論可論可計算數(shù)及其在判斷問題中的應用計算數(shù)及其在判斷問題中的應用的著名論文，的著名論文，奠定了計算機的理論和模型基礎。奠定了計算機的理論和模型基礎。最后

5、一臺最后一臺“史前史前”計算機計算機MARK I艾肯等人制造的這一批機電計算機是計算機發(fā)展史上短暫的一頁。有人認為這批計算機在它們開始運行時，差不多就已經過時了。這些機器的典型部件是普通電話繼電器。繼電器的開關速度大約是百分之一秒，這使計算機的運算速度受到了極大的限制。從另一方面來看，由于在本世紀30年代已經具備了制造電子計算機的技術能力，繼電器式計算機從一開始就注定要被電子計算機所取代。第一代電子計算機第一代電子計算機 19461957年年，電子管計算機，軟，電子管計算機，軟件使用機器語言。其特點為體積龐件使用機器語言。其特點為體積龐大，速度低，可靠性差，造價高；大，速度低，可靠性差，造價高

6、； 應用：科學計算；應用：科學計算； 代表機型：代表機型：ENIAC、EDVAC、IBM650。21EDVAC, 1950與與UNIVAC, 1951 EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer ) 是第一臺存儲程是第一臺存儲程序的計算機，基于序的計算機，基于馮馮諾依曼諾依曼思思想，誕生于想，誕生于 1950年。年。lUNIVAC (Universal Automatic Computer ), 第一臺商第一臺商業(yè)計算機，業(yè)計算機，1951年由年由 莫奇利與埃克特設計制莫奇利與?？颂卦O計制造。造。22馮馮諾依曼與諾依曼與IAS,

7、 1952 馮馮諾依曼的諾依曼的 IAS 計算機誕生于計算機誕生于 1952。第二代晶體管計算機第二代晶體管計算機 19581964年年，晶體管計算機，它比第一代的，晶體管計算機，它比第一代的電子管計算機耗電省、壽命長、可靠性高、體電子管計算機耗電省、壽命長、可靠性高、體積小。在軟件方面，高級程序設計語言出現(xiàn)，積小。在軟件方面，高級程序設計語言出現(xiàn)，如如FORTRAN、ALGOL、COBOL ，操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)雛形開始形成；雛形開始形成； 應用：主要是數(shù)據(jù)處理；應用：主要是數(shù)據(jù)處理； 代表機型：代表機型：IBM7094、CDC6600。第三代第三代 集成電路計算機集成電路計算機 1965197

8、1年年，集成電路計算機，軟件逐步形，集成電路計算機，軟件逐步形成了操作系統(tǒng)，編譯系統(tǒng)和應用程序三個獨立成了操作系統(tǒng)，編譯系統(tǒng)和應用程序三個獨立的分支體系；的分支體系； 應用：科學計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制；應用：科學計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制； 代表機型代表機型：IBM360、370、PDP-11等等。第四代大規(guī)模計算機第四代大規(guī)模計算機 1972年至今年至今，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機，軟件有分布式系統(tǒng)、軟件工程標準化、專機，軟件有分布式系統(tǒng)、軟件工程標準化、專家系統(tǒng)家系統(tǒng)、Java語言等。體積小、速度快、存儲語言等。體積小、速度快、存儲容量大以及應用廣泛是第四

9、代電子計算機的特容量大以及應用廣泛是第四代電子計算機的特點。點。 應用：各個領域；應用：各個領域； 代表機型代表機型：IBM4300、3080，9000系列系列； 在該階段，出現(xiàn)了在該階段，出現(xiàn)了微型計算機微型計算機。研究領域研究領域(1)(1)計算機計算機系統(tǒng)結構系統(tǒng)結構的研究的研究(2)(2)程序設計程序設計科學與方法論的研究科學與方法論的研究 (3)(3)軟件工程軟件工程基礎理論的研究基礎理論的研究 (4)(4)人工智能人工智能與知識處理的研究與知識處理的研究 (5)(5)網絡、數(shù)據(jù)庫及各種計算機網絡、數(shù)據(jù)庫及各種計算機輔助技術輔助技術的研究的研究 (6)(6)理論理論計算機科學的研究計

10、算機科學的研究 3.2 計算機中信息的表示計算機中信息的表示運算運算1000101000111000111001110010001010010101000111001110010001“0” “1”數(shù)據(jù)編碼編碼邏輯運算邏輯運算算術運算算術運算數(shù)制數(shù)制功能功能字符字符數(shù)值數(shù)值有值有值無值無值信息的表示信息的表示算術運算算術運算數(shù)值數(shù)值碼制碼制定點定點 浮點浮點表示小數(shù)點表示小數(shù)點表示號表示號“0” “1”運算運算真值真值八進制八進制十進制十進制編碼編碼數(shù)制轉換數(shù)制轉換(71)10BCD碼碼十二進制轉換十二進制轉換( (01000111) )2( (01110001) )BCD機器碼機器碼小數(shù)點、

11、正負號小數(shù)點、正負號算術運算的算術運算的表示表示數(shù)制二進制數(shù)據(jù)表示計算機中的數(shù)據(jù)及編碼 數(shù)制是用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的數(shù)制是用一組固定的數(shù)字和一套統(tǒng)一的規(guī)則來表示數(shù)目的方法。規(guī)則來表示數(shù)目的方法。數(shù)制每一種進制都允許使用固定個數(shù)的數(shù)碼（基數(shù)）每一種進制都允許使用固定個數(shù)的數(shù)碼（基數(shù)）逢逢R R進一進一采用位權表示法采用位權表示法進位計數(shù)制ariimni1N=aN=an-1n-1r rn-1n-1a an-2n-2r rn-2n-2a a0 0r r0 0a a-1-1r r-1-1a a-m-mr r-m-mr進制數(shù)進制數(shù)N可表示可表示 為：為：R進制進制數(shù)用數(shù)用 r個基本符號（例如個基本

12、符號（例如0，1，2，r- -1）表示數(shù)值表示數(shù)值基數(shù)基數(shù)位權位權數(shù)碼數(shù)碼678.34=6102+7101+8100 +310-1+410-2每個數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個與數(shù)碼所在位每個數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個與數(shù)碼所在位置相關的常數(shù)，即位權。位權的大小是以基數(shù)為底，數(shù)碼所在位置相關的常數(shù)，即位權。位權的大小是以基數(shù)為底，數(shù)碼所在位置的序號為指數(shù)的整數(shù)次冪。置的序號為指數(shù)的整數(shù)次冪。數(shù)制中的位權 所謂二進制就是以二元邏輯為基礎，用所謂二進制就是以二元邏輯為基礎，用0 0和和1 1二進制碼組成二進制碼組成各種信息進行運算，它確立了現(xiàn)代計算機的邏輯結構。各種信息進行運算，它確立

13、了現(xiàn)代計算機的邏輯結構。二進制數(shù)據(jù)表示計算機為什么使用二進制不同數(shù)制數(shù)的表示不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換二進制數(shù)的運算進位計數(shù)制及不同進制數(shù)的轉換進位計數(shù)制及不同進制數(shù)的轉換可靠性可靠性可行性可行性簡易性簡易性邏輯性邏輯性計算機為什么使用二進制用一排燈表示一個二進制數(shù)，明為數(shù)碼用一排燈表示一個二進制數(shù)，明為數(shù)碼“1”1”，暗為數(shù)碼，暗為數(shù)碼“0”0”數(shù)的二進制表示二進制加法運算的簡單示例 在數(shù)字后加字母在數(shù)字后加字母B B表示二進制數(shù)，加字母表示二進制數(shù)，加字母O O表示八表示八進制數(shù)，加字母進制數(shù)，加字母D D表示十進制數(shù)，加字母表示十進制數(shù)，加字母H H表示十六進表示十六進制數(shù)。制數(shù)。不同數(shù)制數(shù)

14、的表示十十進進制制 二二進進制制 八八進進制制 十十六六進進制制十十進進制制 二二進進制制 八八進進制制 十十六六進進制制0123456780110111001011101111000012345671001234567891011121314151610011010101111001101111011111000011121314151617209ABCDEF10各進制之間數(shù)值的對應關系任意進制數(shù)轉化為十進制任意進制數(shù)轉化為十進制十進制數(shù)轉化為任意進制數(shù)十進制數(shù)轉化為任意進制數(shù)二進制、八進制、十六進制數(shù)之間的相互轉化二進制、八進制、十六進制數(shù)之間的相互轉化不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換 任意進制數(shù)轉

15、化為十進制數(shù)只要寫出該進制數(shù)的按任意進制數(shù)轉化為十進制數(shù)只要寫出該進制數(shù)的按權展開式，進行乘法和加法運算，得出結果即可。權展開式，進行乘法和加法運算，得出結果即可。不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換 將十進制數(shù)轉化為任意進制數(shù)需對整數(shù)部分將十進制數(shù)轉化為任意進制數(shù)需對整數(shù)部分和和小數(shù)部分小數(shù)部分分別進行轉化。分別進行轉化。不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換（185185）10 10 = = （ ? ? ）2 2（185）10 =（10111001）22 24 6 4 6 0 02 22 32 3 02 21 1 1 1 1 12 25 5 1 12 22 2 1 12 21 1 0 02 20 0 1 11 8 5

16、1 8 5 2 29 2 9 2 1 1余數(shù)余數(shù)不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換（0.81250.8125）10 10 = ( ? )= ( ? )2 20.81250.81252 21.6250 1.6250 1 10.62500.62502 21.25001.2500 1 10. 25000. 25002 20. 50000. 5000 0 00. 50000. 50002 21. 00001. 0000 1 1（0.8125）10 = (0.1101)2整數(shù)整數(shù)不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換（185）10 =（ ？ ）8（1 8 5）10 = （2 7 1）882 780 21 8 5 82 3 1余數(shù)余

17、數(shù)不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換（39813981）10 10 = ( ? )= ( ? )1616（3 9 8 1）10 = （F 8 D）1616161 5 1 5 . . 8 816160 0 .15 (F).15 (F) 3 9 8 1 3 9 8 1 1616 2 4 8 2 4 8 13 (D)13 (D)余數(shù)余數(shù)不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換二進制數(shù)轉化為八進制數(shù)二進制數(shù)轉化為八進制數(shù)八進制數(shù)轉化為二進制數(shù)八進制數(shù)轉化為二進制數(shù)二進制數(shù)轉化為十六進制數(shù)二進制數(shù)轉化為十六進制數(shù)十六進制數(shù)轉化為二進制數(shù)十六進制數(shù)轉化為二進制數(shù)不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換 二進制數(shù)轉換成八進制數(shù)，概括為二進制數(shù)轉換成八進制

18、數(shù)，概括為“三位合一三位合一”、即：以小數(shù)點為基、即：以小數(shù)點為基準，整數(shù)部分從右至左，小數(shù)部分從左至右，每三位一組，不足三位時，準，整數(shù)部分從右至左，小數(shù)部分從左至右，每三位一組，不足三位時，整數(shù)部分在高端補齊，小數(shù)部分在低端補齊。然后，把每一組二進制數(shù)用整數(shù)部分在高端補齊，小數(shù)部分在低端補齊。然后，把每一組二進制數(shù)用一位相應的八進制數(shù)表示，小數(shù)點位置不變，即得到八進制數(shù)。一位相應的八進制數(shù)表示，小數(shù)點位置不變，即得到八進制數(shù)。不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換 八進制數(shù)轉換成二進制數(shù)，概括為八進制數(shù)轉換成二進制數(shù)，概括為“一位拆三位一位拆三位”，即把一位，即把一位八進制數(shù)寫成對應的三位二進制數(shù)，然后按

19、權連接即可。八進制數(shù)寫成對應的三位二進制數(shù)，然后按權連接即可。不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換 二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)，概括為二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)，概括為“四位合一四位合一”、即：以小數(shù)點、即：以小數(shù)點為基準，整數(shù)部分從右至左，小數(shù)部分從左至右，每四位一組，不足四為基準，整數(shù)部分從右至左，小數(shù)部分從左至右，每四位一組，不足四位時，整數(shù)部分在高端補齊，小數(shù)部分在低端補齊。然后，把每一組二位時，整數(shù)部分在高端補齊，小數(shù)部分在低端補齊。然后，把每一組二進制數(shù)用一位相應的十六進制數(shù)表示，小數(shù)點位置不變，即得到十六進進制數(shù)用一位相應的十六進制數(shù)表示，小數(shù)點位置不變，即得到十六進制數(shù)。制數(shù)。不同數(shù)制間數(shù)的互相

20、轉換 十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)，概括為十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)，概括為“一位拆四位一位拆四位”，即把一位十六，即把一位十六進制數(shù)寫成對應的四位二進制數(shù)，然后按權連接即可。進制數(shù)寫成對應的四位二進制數(shù)，然后按權連接即可。不同數(shù)制間數(shù)的互相轉換二進制數(shù)的算術運算 v二進制數(shù)的加法運算二進制數(shù)的加法運算v二進制數(shù)的減法運算二進制數(shù)的減法運算加法運算法則加法運算法則0+0=00+0=00+1=1+0=10+1=1+0=11+1=01+1=0 1101+ 1110 11011減法運算法則法運算法則0-0=1-1=00-0=1-1=01-0=11-0=10-1=10-1=1 11011- 1110 110

21、1v二進制數(shù)的乘法運算二進制數(shù)的乘法運算 vv二進制數(shù)的除法運算二進制數(shù)的除法運算乘乘法運算法則法運算法則0 00=00=00 01=11=10=00=01 11=11=1除法運算法則法運算法則0 00=00=00 01=01=01 11=11=1 1101 1010 0000 1101 0000+ 1101 10000010 101 1011 111011 1011 1111 1011 100二進制數(shù)的算術運算 二進制數(shù)的邏輯運算 v邏輯非運算邏輯非運算 邏輯非的真值表邏輯非的真值表AF = A0110v邏輯邏輯與與運算運算 邏輯與的真值表邏輯與的真值表ABF = AB00001010011

22、1v邏輯邏輯或或運算運算 邏輯邏輯或或的真值表的真值表ABF = A+B000011101111 二進制數(shù)的邏輯運算 v邏輯異邏輯異或或運算運算 邏輯異邏輯異或或的真值表的真值表ABF = A B000011101110 二進制數(shù)的邏輯運算 計算機中的數(shù)據(jù)存儲單位計算機中的數(shù)據(jù)存儲單位常用的數(shù)據(jù)編碼常用的數(shù)據(jù)編碼符號位的表示符號位的表示原碼、反碼和補碼原碼、反碼和補碼定點數(shù)與浮點數(shù)定點數(shù)與浮點數(shù)計算機中的數(shù)據(jù)及編碼位（位（bitbit）：）：度量數(shù)據(jù)的最小單位。度量數(shù)據(jù)的最小單位。字節(jié)（字節(jié)（ByteByte）：）：最常用的基本單位。最常用的基本單位。K K 字節(jié)字節(jié)1KB = 1024 By

23、te1KB = 1024 ByteM M（兆）字節(jié)兆）字節(jié)1MB = 1024 KB1MB = 1024 KBG G（吉）字節(jié)吉）字節(jié)1GB = 1024 MB1GB = 1024 MB T T（太）字節(jié)太）字節(jié)1TB = 1024 GB1TB = 1024 GB=計算機中的數(shù)據(jù)存儲單位b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0字字(Word): (Word): 字是位的組合字是位的組合, , 并作為一個獨立的信息單位處理。并作為一個獨立的信息單位處理。1Word=nB (n1Word=nB (n為整數(shù)為整數(shù)) )字長：指參加運算的寄存器所含有的二進制數(shù)的位數(shù)字長：指參加運算的寄存器所含有

24、的二進制數(shù)的位數(shù), , 它代表它代表了機器的精度。了機器的精度。常用的數(shù)據(jù)編碼 v ACSII碼碼(American Standard Code for Information Interchange) 128個常用字符，個常用字符，用用7位二進制編碼位二進制編碼，從，從0到到127 控制字符：控制字符：032，127（34個）；普通字符：個）；普通字符：94個。個。 例如：例如：“a”字符的編碼為字符的編碼為1100001，對應的十進制數(shù)是，對應的十進制數(shù)是97； 換行換行 0AH 10 回車回車 0DH 13 空格空格 20H 32 09 30H39H 4857 AZ 41H5AH 659

25、0 az 61H7AH 97122 由于人們日常使用的是由于人們日常使用的是，而機器內使用的是，而機器內使用的是，所以，需要將十進制表示成二進制碼。所以，需要將十進制表示成二進制碼。 BCD碼用十個不同的碼碼用十個不同的碼: ， 表示表示09的十進制碼，但它的每位是用二進制編碼來表示的十進制碼，但它的每位是用二進制編碼來表示的，因此稱為二進制編碼的十進制（的，因此稱為二進制編碼的十進制（Binary Coded Decimal）。）。常用的數(shù)據(jù)編碼 v漢字編碼漢字編碼常用的數(shù)據(jù)編碼 漢字編碼處理信息過程漢字編碼處理信息過程(1) 漢字輸入碼漢字輸入碼 為方便人工通過鍵盤輸入漢字而設計的代碼稱為

26、漢字輸為方便人工通過鍵盤輸入漢字而設計的代碼稱為漢字輸入碼，又稱漢字外碼，簡稱外碼。入碼，又稱漢字外碼，簡稱外碼。 漢字輸入編碼方案：漢字輸入編碼方案：音碼類音碼類 全拼、雙拼、微軟拼音全拼、雙拼、微軟拼音和智能和智能ABC等等 形碼類形碼類 五筆字型法、鄭碼輸入法等五筆字型法、鄭碼輸入法等 音形類音形類 自然碼輸入法自然碼輸入法流水碼流水碼 電信業(yè)中通用的電報碼電信業(yè)中通用的電報碼v漢字編碼(2) 漢字國標碼漢字國標碼(GB231280) 每個漢字編碼占兩個字節(jié)，該編碼就是國標碼。每個漢字編碼占兩個字節(jié)，該編碼就是國標碼。 一級漢字：一級漢字：3755個；二級漢字：個；二級漢字：3008個。

27、個。在基本集中，漢字按規(guī)則排成在基本集中，漢字按規(guī)則排成94行，行，94列，行號稱為區(qū)號列，行號稱為區(qū)號，列號稱為位號，區(qū)號，列號稱為位號，區(qū)號+位號位號=區(qū)位碼區(qū)位碼。例：例：“中中”，區(qū)號為，區(qū)號為54，位號為，位號為48，區(qū)位碼為，區(qū)位碼為5448 “國國”，區(qū)號為，區(qū)號為25，位號為，位號為90，區(qū)位碼為，區(qū)位碼為2590 國標碼國標碼是將漢字的區(qū)碼和位碼分別用十六進制表示，再加是將漢字的區(qū)碼和位碼分別用十六進制表示，再加上上2020H。例：例：“中中”的區(qū)位碼為的區(qū)位碼為5448，轉換成十六進制為，轉換成十六進制為3630H，轉換成，轉換成國標碼為國標碼為5650H “國國”的區(qū)位碼

28、為的區(qū)位碼為2590，轉換成十六進制為，轉換成十六進制為195AH，轉換成，轉換成國標碼為國標碼為397AHv漢字編碼(3)漢字內碼漢字內碼 漢字在設備或信息處理系統(tǒng)內部最基本的表達形式，簡稱漢字在設備或信息處理系統(tǒng)內部最基本的表達形式，簡稱機內碼。機內碼。 機內碼機內碼=國標碼國標碼+8080H例：例： 漢字漢字 國標碼國標碼 漢字內碼漢字內碼 中中 5650H D6D0H 國國 397AH B9FAHv漢字編碼(4) 漢字字形碼（漢字輸出碼或字模）漢字字形碼（漢字輸出碼或字模）點陣：點陣：漢字字形點陣的代碼漢字字形點陣的代碼 有有1616、2424、3232、4848等等編碼、存儲方式簡單

29、、無需轉換直編碼、存儲方式簡單、無需轉換直接輸出，放大后產生的效果差。接輸出，放大后產生的效果差。矢量：矢量：存儲的是描述漢字字形的輪廓存儲的是描述漢字字形的輪廓特征特征 ，矢量方式特點正好與點陣相反矢量方式特點正好與點陣相反。v漢字編碼 Unicode碼碼 另一國際標準：采用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一地表示世界上的主要文字。另一國際標準：采用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一地表示世界上的主要文字。 GBKGBK碼碼 GBKGBK新的中文編碼擴展國家標準，新的中文編碼擴展國家標準，2 2字節(jié)表示一個漢字字節(jié)表示一個漢字 第一字節(jié)從第一字節(jié)從81HFEH81HFEH，最高位為最高位為1 1； 第二字節(jié)從第二字節(jié)從40HFEH

30、40HFEH，第二字節(jié)的最高位不一定是第二字節(jié)的最高位不一定是1 1。 BIG5BIG5編碼編碼 臺灣、香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標準，包括臺灣、香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標準，包括440440個個符號，一級漢字符號，一級漢字54015401個、二級漢字個、二級漢字76527652個，共計個，共計1306013060個漢字。個漢字。 v其他漢字編碼在計算機中數(shù)據(jù)都是采用二進制表示，對于數(shù)的符號，也用在計算機中數(shù)據(jù)都是采用二進制表示，對于數(shù)的符號，也用“0”0”或或“1”1”表示，表示，“0”0”表示正，表示正，“1”1”表示負；數(shù)的最高位為表示負；數(shù)的最高位為符號位。符號位

31、。在機器內存放的正負號符號化的數(shù)稱為機器數(shù)，把機器外存放的在機器內存放的正負號符號化的數(shù)稱為機器數(shù)，把機器外存放的由正負號表示的數(shù)稱作真值。由正負號表示的數(shù)稱作真值。 真值真值 機器數(shù)機器數(shù) +0 +0000000 00000000+0 +0000000 00000000 -0 -0000000 10000000-0 -0000000 10000000+5 +0000101 00000101+5 +0000101 00000101-5 -0000101 10000101-5 -0000101 10000101真值真值 機器數(shù)機器數(shù) 符號位的表示機器數(shù)在運算時必須考慮符號位的處理。機器數(shù)在運算時

32、必須考慮符號位的處理。 在機器中有三種表示數(shù)的方法：在機器中有三種表示數(shù)的方法： 原碼：原碼的最高位為符號位，數(shù)值部分為原數(shù)的絕對值。原碼：原碼的最高位為符號位，數(shù)值部分為原數(shù)的絕對值。 反碼：正數(shù)的反碼和原碼相同，負數(shù)的反碼是對其原碼除符號位外反碼：正數(shù)的反碼和原碼相同，負數(shù)的反碼是對其原碼除符號位外的部分求反。的部分求反。 補碼：正數(shù)的補碼和原碼相同，負數(shù)的補碼是在其反碼的最后一位補碼：正數(shù)的補碼和原碼相同，負數(shù)的補碼是在其反碼的最后一位上加上加1 1。原碼、反碼和補碼 (3)補碼補碼0X1|X|0=XX=0+7： 00000111 +0：00000000 - - 7： 10000111

33、- - 0：10000000 X原原=+7： 00000111 +0：00000000 0X1|X|0=XX=00X1|X|+10=XX=0 +7： 00000111 +0：00000000 - -7：11111000 - - 0：11111111 - - 7：11111001 - - 0：00000000 (2)反碼反碼X反反=X反反=原碼、反碼和補碼假定一個數(shù)在機器中占用假定一個數(shù)在機器中占用8位。位。(1) 原碼原碼73-73=73-73=（0100100101001001）補補 + +（1011011110110111）補補= =（0000000000000000）補補例例1 1：73

34、-127=73-127=（0100100101001001）補補 + +（1000000110000001）補補= =（1100101011001010）補補= =（1011010110110101）反反= =（1011011010110110）原原= -= -（2 25 5+2+24 4+2+22 2+2+21 1）1010=-54=-54例例2 2：原碼、反碼和補碼定點表示法與定點數(shù)定點表示法與定點數(shù)約定小數(shù)點隱含地固定在某一位置不變，這種表示方法稱為定約定小數(shù)點隱含地固定在某一位置不變，這種表示方法稱為定點表示法，用定點表示法表示的數(shù)叫定點數(shù)。點表示法，用定點表示法表示的數(shù)叫定點數(shù)。小數(shù)

35、點的位置一般在程序中約定。小數(shù)點的位置一般在程序中約定。定點數(shù)根據(jù)其字長的不同來確定所表示數(shù)的范圍，如定點數(shù)根據(jù)其字長的不同來確定所表示數(shù)的范圍，如32位字長位字長的數(shù)所能表示的數(shù)的范圍為的數(shù)所能表示的數(shù)的范圍為-231231-1定點數(shù)與浮點數(shù)符號位符號位b bm mb bm-1m-1b bm-2m-2b b1 1.隱含小數(shù)點隱含小數(shù)點整數(shù)的定點表示：整數(shù)的定點表示：符號位符號位b b-1-1b b-2-2b b-3-3b b-m-m.隱含小數(shù)點隱含小數(shù)點小數(shù)的定點表示：小數(shù)的定點表示：定點數(shù)與浮點數(shù)浮點表示法與浮點數(shù)浮點表示法與浮點數(shù)小數(shù)點的位置可以改變的數(shù)的表示法稱作浮點表示法。用浮點表小

36、數(shù)點的位置可以改變的數(shù)的表示法稱作浮點表示法。用浮點表示法所表示的數(shù)稱為浮點數(shù)。它類似于科學計數(shù)法，如示法所表示的數(shù)稱為浮點數(shù)。它類似于科學計數(shù)法，如1234.561234.56可可以表示為以表示為10104 40.123456;0.00045670.123456;0.0004567可以表示為可以表示為1010-3-30.45670.4567。浮點表示法的一般形式為：浮點表示法的一般形式為： N= 2N= 2E E M M 其中其中E E和和M M都是帶符號的都是帶符號的數(shù)，數(shù)，E E為階碼，為階碼，M M為尾數(shù)。為尾數(shù)。浮點數(shù)根據(jù)階碼所占位數(shù)確定所表示數(shù)的范圍，根據(jù)尾數(shù)所占位浮點數(shù)根據(jù)階碼所

37、占位數(shù)確定所表示數(shù)的范圍，根據(jù)尾數(shù)所占位數(shù)確定被表示數(shù)的精度。數(shù)確定被表示數(shù)的精度。定點數(shù)與浮點數(shù)例：110.011(B)=1.100112+10=0.1100112+11階碼階碼尾符尾符階符階符尾數(shù)尾數(shù)1100110011N= 尾符尾符尾數(shù)尾數(shù)2階符階符階碼階碼尾數(shù)尾數(shù)的位數(shù)決定的位數(shù)決定數(shù)的精度數(shù)的精度階碼階碼的位數(shù)決定的位數(shù)決定數(shù)的范圍數(shù)的范圍 規(guī)格化的形式：尾數(shù)的絕對值大于等于0.1并且小于1，從而唯一地規(guī)定了小數(shù)點的位置。 定點整數(shù)定點整數(shù)定點小數(shù)定點小數(shù)定點數(shù)與浮點數(shù)3.3 計算機的計算機的硬硬件系統(tǒng)件系統(tǒng)（二）性能指標（二）性能指標（三）工作原理（三）工作原理（一）體系結構（一）

38、體系結構基本基本結構結構馮馮諾依曼諾依曼微機微機結構結構進一步認識通過通過79現(xiàn)代計算機都是基于馮.諾依曼模型1. 4個子系統(tǒng)個子系統(tǒng)2. 程序存儲程序存儲3. 指令順序執(zhí)行指令順序執(zhí)行1 1、馮馮諾依曼體系結構諾依曼體系結構 1.運算器運算器2.控制器控制器3.存儲器存儲器4.輸入設備輸入設備5.輸出設備輸出設備 計算機硬件的基本組成 計算機的工作流程圖 外存儲器主機CPU內存儲器運算器控制器輸入設備輸出設備微型計算機的硬件組成微型計算機的硬件組成微型計算機外觀微型計算機外觀 微型計算機又稱個人計算機（微型計算機又稱個人計算機（Personal Computer,簡稱簡稱PC），通常微機的硬

39、件由主機和外設組成。），通常微機的硬件由主機和外設組成。 系統(tǒng)主板系統(tǒng)主板 系統(tǒng)主板（系統(tǒng)主板（Main board）又稱母板，是一塊多層集成電路）又稱母板，是一塊多層集成電路板。主板的基本結構如圖：板。主板的基本結構如圖： CPU CPU即中央處理器，是計算機系統(tǒng)的核心，負責計算機中全部運算和控制。主要性能指標有：主頻、倍頻和外頻 內存總線速度地址總線寬度 L1高速緩存（一級高速緩存）存儲器存儲器 1.1.內部存儲器內部存儲器(1) (1) 隨機存儲器（隨機存儲器（RAMRAM）(2) (2) 只讀存儲器（只讀存儲器（ROMROM）(3) (3) 高速緩沖存儲器（高速緩沖存儲器（CacheC

40、ache）外部存儲器外部存儲器 外部存儲器又稱輔助存儲器，主要用于長期存儲大量數(shù)據(jù)。常用的外存有磁盤（分為軟盤和硬盤）、磁帶、光盤和USB閃速存儲器。它們通過驅動器和內存交換數(shù)據(jù)。 1.硬盤 外部存儲器外部存儲器1.光驅與光盤 光驅 刻錄機光盤外部存儲器外部存儲器 閃速存儲器閃速存儲器(flash memory):常用的有U盤，CF（Compact Flash）卡、SM（SmartMedia）卡、MMC（MultiMediaCard）卡等等。 優(yōu)盤輸入設備輸入設備 輸入設備將數(shù)字、字符、圖形圖像等信息轉換成計算機能輸入設備將數(shù)字、字符、圖形圖像等信息轉換成計算機能識別的信號。常見的輸入設備有鍵

41、盤、鼠標、掃描儀、數(shù)識別的信號。常見的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、數(shù)碼相機等。碼相機等。 鼠標鼠標 鍵盤鍵盤輸入設備輸入設備掃描儀掃描儀 數(shù)碼相機數(shù)碼相機 輸出設備輸出設備輸出設備是將計算機處理的結果轉換成人們能夠識別的符輸出設備是將計算機處理的結果轉換成人們能夠識別的符 號、圖號、圖形圖像、聲音和視頻等形式顯示出來。常見的輸出設備有顯示器、形圖像、聲音和視頻等形式顯示出來。常見的輸出設備有顯示器、打印機等。打印機等。1.顯示器顯示器 CRT純平顯示器純平顯示器 液晶顯示器液晶顯示器 輸出設備輸出設備2. 打印機打印機 針式打印機針式打印機 噴墨打印機噴墨打印機 激光打印機激光打印機 各種插

42、卡各種插卡1. 聲卡聲卡聲卡是多媒體電腦的主要部件之一，它包含記錄和播放聲音所需的硬件。聲卡是多媒體電腦的主要部件之一，它包含記錄和播放聲音所需的硬件。各種插卡各種插卡2. 顯卡顯卡顯卡又稱顯示適配器，作用是控制顯示器的顯示方式。顯卡又稱顯示適配器，作用是控制顯示器的顯示方式。 主頻主頻字長字長內存容量內存容量存取存取周期周期運算運算速度速度性能指標性能指標運算器能同時處理的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)。決定計算機的精度內存中能存貯信息的總字節(jié)數(shù)。8個二進制位稱為一個字節(jié)。存貯器連續(xù)兩次獨立的“讀”或“寫”操作所需的最短時間。單位是納秒綜合性指標。單位為MIPS（百萬條指令/秒）CPU在單位時間內輸出的脈

43、沖數(shù)。很大程度上決定了計算機的運行速度。單位是MHz 基本概念指令：計算機執(zhí)行的一個基本操作。程序：完成特定功能的指令的序列。指令系統(tǒng) ：計算機所能識別的一組不同指令的集合 。工作過程 把程序和數(shù)據(jù)送到計算機內存儲器中，CPU循環(huán)執(zhí)行當前程序指針寄存器所對應的指令，并將計算的結果放入其指定的存儲器地址中，直至程序結束。 計算機的基本工作原理計算機的基本工作原理3.4 計算機的計算機的軟軟件系統(tǒng)件系統(tǒng)數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)算法數(shù)據(jù)算法程序程序設計設計操作操作系統(tǒng)系統(tǒng)較深入認識!#%*&%tR:”*&%!”:&%$#&: !#%*&%tR:”&%!”:

44、&程序程序基本知識（一）計算機軟件的基本知識（一）計算機軟件的基本知識 為各種應用領域解決某些為各種應用領域解決某些具體問題而編制的軟件。具體問題而編制的軟件。如文字處理軟件如文字處理軟件WordWord、財務管理軟件、財務管理軟件、輔助教學軟件等。輔助教學軟件等。 程序程序方法方法規(guī)則規(guī)則文檔文檔數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、各種程序語言的翻譯系統(tǒng)、各種程序語言的翻譯系統(tǒng)、診斷程序和故障處理程序、診斷程序和故障處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網絡軟件等。網絡軟件等。系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件應用軟件應用軟件程序設計風格程序設計風格程序設計步驟程序設計步驟結構化程序設計結構化程序設計 程

45、序設計語言程序設計語言（二）程序設計基礎（二）程序設計基礎 機器語言、匯編語言、高級語言機器語言、匯編語言、高級語言程序設計語言程序設計語言即計算機語言，用來產生由計算機處理和執(zhí)行的指令。機器語言：用“0”、“1”代碼組成，計算機能直接識別的低級語言。 匯編語言：用能幫助記憶的英文縮寫符號表示，計算機不能直接識別。 高級語言：類似于人類語言，其源程序也不能直接被識別。 程序設計風格程序設計風格程序設計步驟程序設計步驟 結構化程序設計結構化程序設計 程序設計語言程序設計語言（二）程序設計基礎（二）程序設計基礎 機器語言、匯編語言、高級語言機器語言、匯編語言、高級語言結構化程序設計結構化程序設計即

46、模塊化設計，將待開發(fā)的軟件系統(tǒng)分為若干相互獨立的模塊，這樣使完成每一個模塊的工作變的單純而明確，為設計一些較大的軟件打下了良好的基礎。 順序結構、選擇結構、循環(huán)結構順序結構、選擇結構、循環(huán)結構 程序設計風格程序設計風格程序設計步驟程序設計步驟結構化程序設計結構化程序設計 程序設計語言程序設計語言（二）程序設計基礎（二）程序設計基礎 機器語言、匯編語言、高級語言機器語言、匯編語言、高級語言順序結構、選擇結構、循環(huán)結構順序結構、選擇結構、循環(huán)結構 一般有一般有1212個步驟個步驟程序設計程序設計就是用計算機語言編寫程序的過程。一般有以下幾個步驟： (1)問題定義(2)劃分模塊(3)確定數(shù)據(jù)結構(4

47、)確定算法(5)畫出框圖或流程圖(6)完成設計計劃文檔(7)編寫代碼(8)語法檢查(9)運行調試(10)反復修改調試(11)系統(tǒng)測試(12)完成其它文檔程序設計風格程序設計風格程序設計步驟程序設計步驟結構化程序設計結構化程序設計 程序設計語言程序設計語言（二）程序設計基礎（二）程序設計基礎 機器語言、匯編語言、高級語言機器語言、匯編語言、高級語言順序結構、選擇結構、循環(huán)結構順序結構、選擇結構、循環(huán)結構 一般有一般有1212個步驟個步驟程序設計風格程序設計風格是指一個人編制程序時所表現(xiàn)出來的特點，習慣，邏輯思路等。 源程序文檔化：源程序文檔化：標識符應按意取名；程序應加注釋。數(shù)據(jù)說明數(shù)據(jù)說明：順

48、序應規(guī)范，使數(shù)據(jù)的屬性更易于查找。 語句構造語句構造的原則是：簡單直接。輸入和輸出輸入和輸出效率效率 （三）數(shù)據(jù)結構（三）數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)結構是指數(shù)據(jù)之間的相互關系，即數(shù)據(jù)的組織形式。數(shù)據(jù)結構是指數(shù)據(jù)之間的相互關系，即數(shù)據(jù)的組織形式。 研究即數(shù)據(jù)元素即數(shù)據(jù)元素之間的之間的邏輯關系邏輯關系即數(shù)據(jù)元素即數(shù)據(jù)元素及其關系在及其關系在計算機存儲器計算機存儲器內的表示內的表示即對數(shù)據(jù)即對數(shù)據(jù)施加的操作施加的操作數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)邏輯結構邏輯結構存儲結構存儲結構數(shù)據(jù)運算數(shù)據(jù)運算(c)棧的示意圖（d）隊列的示意圖（e）圖的示意圖（f）樹的示意圖（四）數(shù)據(jù)算法（四）數(shù)據(jù)算法數(shù)據(jù)算法指完成一個任務所需要的具體步驟和方法。數(shù)

49、據(jù)算法指完成一個任務所需要的具體步驟和方法。算法+數(shù)據(jù)結構=程序有零或多個輸入有零或多個輸入有一或多個輸出有一或多個輸出描述必須無歧義描述必須無歧義以保結果的確定以保結果的確定有限的步驟有限的步驟操作的有效性操作的有效性自然語言自然語言偽代碼等偽代碼等圖形工具圖形工具傳統(tǒng)流程圖傳統(tǒng)流程圖N-SN-S流程圖流程圖討討 論論比較比較邏輯判斷邏輯判斷重復重復程序就是用計算機語言描述的算法。程序就是用計算機語言描述的算法。遞歸遞歸枚舉法枚舉法查找算法查找算法時間復雜度時間復雜度空間復雜度空間復雜度是否易理解是否易理解和易維護和易維護算法的特性算法的特性算法的描述算法的描述常用算法常用算法算法評價算法評

50、價開始m o drmnmnnr 0r 輸出m真結束假輸入m,n0r modrmn mnnr輸入m,n輸出m直到 為真為止N-SN-S流程圖流程圖傳統(tǒng)流程圖傳統(tǒng)流程圖數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結構結構與與算法算法的關系的關系算法實現(xiàn)算法實現(xiàn)算法設計算法設計數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的邏輯結構邏輯結構數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的物理存儲結構物理存儲結構（五）操作系統(tǒng)（五）操作系統(tǒng) 裸機操作系統(tǒng)BIOS應用程序用戶硬件的組合硬件的組合不能獨立工作不能獨立工作basic input/output system是一個基本軟件系統(tǒng)是一個基本軟件系統(tǒng) 提供最基本的計算機操作功能，如接收鍵盤字符的輸入等操作系統(tǒng)是基于操作系統(tǒng)是基于BIOSBIOS之上，用于運

51、行應用軟件的一套軟件。之上，用于運行應用軟件的一套軟件。負責管理計算機的各種資源，提供操作計算機所需的工作界面。負責管理計算機的各種資源，提供操作計算機所需的工作界面。分類分類特特點點功能功能網絡網絡操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)型態(tài)多樣化：簡單操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)網絡操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)智能操作系統(tǒng)Windows類NetWare類Unix Linux 資源管理程序控制人機交互等操作系統(tǒng)均具有：并發(fā)性、共享性、虛擬性、不確定性四個基本特征。 3.5 計算機技術的發(fā)展趨勢計算機技術的發(fā)展趨勢 趨勢趨勢難題難題云計算云計算量子量子計算機計算機較全面認識我國計算機的發(fā)展狀況我國計算機的發(fā)展狀

52、況技術技術未來計算機科學發(fā)展的未來計算機科學發(fā)展的（一）我國計算機的發(fā)展狀況（一）我國計算機的發(fā)展狀況歷史的印跡從歷史的印跡從1956 1958 1959 1965 1973 1974 1977 1983 1992 1995 2010 將永遠延續(xù)將永遠延續(xù)開始研制第一代開始研制第一代計算機計算機完成巨型完成巨型“銀河銀河” ” 計算機研計算機研制制“天河一號天河一號A”A”成為當時成為當時世界上最快的超級計算機世界上最快的超級計算機完成集成電完成集成電路的大型計路的大型計算機研制算機研制1. 計算機整機計算機整機天河2號計算機國防科技術大學在國防科技術大學在“天河一號天河一號A”A”的基礎上對

53、加速節(jié)點進行了的基礎上對加速節(jié)點進行了擴充與升級，新的擴充與升級，新的“天河二號天河二號”以峰值計算速度每秒以峰值計算速度每秒5.495.49億億億億次、持續(xù)計算速度每秒次、持續(xù)計算速度每秒3.393.39億億次雙精度浮點運算的優(yōu)異性能億億次雙精度浮點運算的優(yōu)異性能位居榜首，成為全球最快超級計算機。在位居榜首，成為全球最快超級計算機。在20142014年年6 6月月2323日公布日公布的全球超級計算機的全球超級計算機500500強榜單中，中國強榜單中，中國“天河二號天河二號”以比第二以比第二名美國名美國“泰坦泰坦”快近一倍的速度連續(xù)第三次獲得冠軍！快近一倍的速度連續(xù)第三次獲得冠軍！2. 微處理

54、器微處理器3. 軟件產業(yè)軟件產業(yè) 軟件包括：基礎軟件、應用軟件、嵌入式軟件、網絡游戲軟件、互軟件包括：基礎軟件、應用軟件、嵌入式軟件、網絡游戲軟件、互聯(lián)網軟件等等。聯(lián)網軟件等等。 軟件產業(yè)是國民經濟和社會信息化的基礎性、戰(zhàn)略性產業(yè)。軟件產業(yè)是國民經濟和社會信息化的基礎性、戰(zhàn)略性產業(yè)。 軟件作為一種無污染、微能耗、高效益的產品，不但能大幅度提高軟件作為一種無污染、微能耗、高效益的產品，不但能大幅度提高經濟運行效率，而且自身能形成龐大經濟規(guī)模，創(chuàng)造巨大經濟效益。全經濟運行效率，而且自身能形成龐大經濟規(guī)模，創(chuàng)造巨大經濟效益。全國各地建立了一批軟件產業(yè)園，極大地推動了我國軟件產業(yè)的發(fā)展。國各地建立了一

55、批軟件產業(yè)園，極大地推動了我國軟件產業(yè)的發(fā)展。 我國軟件我國軟件從業(yè)人員已達數(shù)百萬人，收入過十億元的企業(yè)上百家。從業(yè)人員已達數(shù)百萬人，收入過十億元的企業(yè)上百家。20052005年我國首款年我國首款6464位通用高性能微處理器龍芯位通用高性能微處理器龍芯2 2號正式面世，號正式面世，最高頻率為最高頻率為500MHz500MHz，實際性能與，實際性能與1GHz1GHz的奔騰的奔騰4 4性能相當，預性能相當，預計計20112011年底國產超級計算機將全面采用國產年底國產超級計算機將全面采用國產CPUCPU芯片。芯片。20022002年中科院計算所和北京神州龍芯公司聯(lián)合宣布：具有自年中科院計算所和北京

56、神州龍芯公司聯(lián)合宣布：具有自主知識產權的我國首款主知識產權的我國首款3232位通用高性能微處理器位通用高性能微處理器“龍芯龍芯1 1號號”研制成功。從此，中國信息產業(yè)研制成功。從此，中國信息產業(yè)“無芯無芯”時代宣告結束。時代宣告結束。 （二）（二）未來計算機科學發(fā)展的趨勢與難題未來計算機科學發(fā)展的趨勢與難題3、深深2、廣廣1、高高性能越來越高，速度越來越快性能越來越高，速度越來越快無處不在，滲透各領域無處不在，滲透各領域提高計算機的性能有兩個途徑：一是提高器件速度，二是并行處理。器件速度通過發(fā)明新器件（如量子器件等），采用納米工藝、片上系統(tǒng)等技術還可以提高幾個數(shù)量級。主要表現(xiàn)在計算機的主頻越來

57、越高。 未來計算機可能像紙張一樣便宜，可以一未來計算機可能像紙張一樣便宜，可以一次性使用，計算機將成為不被人注意的最次性使用，計算機將成為不被人注意的最常用的日用品。常用的日用品。信息的智能化發(fā)展信息的智能化發(fā)展模擬人類思維，計算機越來越聰明，不僅能做一些復雜的事情，而且能做一些需“智慧”才能做的事，比如推理、學習、聯(lián)想等。 （二）（二）未來計算機科學發(fā)展的趨勢與難題未來計算機科學發(fā)展的趨勢與難題3、智能化智能化 2、功耗功耗 1、復雜性復雜性 系統(tǒng)動態(tài)的復雜系統(tǒng)動態(tài)的復雜芯片的功耗芯片的功耗一個芯片的晶體管有上億甚至幾十億個，這個數(shù)目已和大腦里的神經元的數(shù)目一樣多，如何保證一個復雜的系統(tǒng)能夠

58、正常的工作而不出現(xiàn)錯誤，這已不是一般的測量能夠解決的問題。 大約每隔一年半，芯片的性能翻一翻大約每隔一年半，芯片的性能翻一翻,且可能會造成功且可能會造成功耗也翻一翻。功耗越大耗也翻一翻。功耗越大,放熱越多。現(xiàn)在一個芯片放熱放熱越多?，F(xiàn)在一個芯片放熱一兩百瓦一兩百瓦,還可以用風扇來散熱還可以用風扇來散熱,但若再翻一翻，散熱就但若再翻一翻，散熱就十分困難了。十分困難了。信息變成你所需要的知識信息變成你所需要的知識這里不是說簡單的搜索到與我輸入的關鍵字相匹配的內容，而是要計算機將收集到的知識系統(tǒng)化。比如, 你詢問計算機什么是云計算？未來的計算機就能在千千萬萬的網頁中找到與此相關的內容,并組織好一篇文

59、章來告訴你 楚國人坐船渡河，不慎將劍掉入河中。楚國人坐船渡河，不慎將劍掉入河中。他在舟上刻下記號，說：他在舟上刻下記號，說：“云標記云標記”。當船停。當船停駛時，他跳入河中輕松將劍撈了起來。旁人都駛時，他跳入河中輕松將劍撈了起來。旁人都很詫異，楚國人淡定地說：很詫異，楚國人淡定地說：“云搜索。云搜索?！?（三）（三）云計算云計算前景產生概念應用原理云 計 算云計算的產生 2006年年3月，亞馬遜（月，亞馬遜（Amazon）推出彈性計算云（）推出彈性計算云（Elastic Compute Cloud；EC2）服務。）服務。 2006年年8月月9日，日，Google首席執(zhí)行官埃里克首席執(zhí)行官埃里克

60、施密特（施密特（Eric Schmidt）在搜索）在搜索引擎大會（引擎大會（SES San Jose 2006）首次提出）首次提出“云計算云計算”（Cloud Computing）的概念。的概念。Google“云端計算云端計算”源于源于Google工程師克里斯托弗工程師克里斯托弗比希利亞所做比希利亞所做的的“Google 101”項目。項目。 2007年年10月，月，Google與與IBM開始在美國大學校園推廣云計算的計劃。開始在美國大學校園推廣云計算的計劃。 2008年年2月月1日，日，IBM（NYSE: IBM）宣布將在中國無錫太湖新城科教產業(yè)園）宣布將在中國無錫太湖新城科教產業(yè)園為中國的軟件公司建立全球第一個云計算中心（為中國的軟件公司建