第1-2章 基礎知識

1、21世紀高等學校公共課計算機教材計算機與信息技術基礎如何學好計算機掌握基本概念, 但不是逐字逐句地背概念積極上機動手操作與實踐在解決問題中提高應用水平最好先瀏覽教材再聽課熱愛是最好的老師第1章 計算機文化與信息化社會計算機發(fā)展簡史計算機應用信息化社會與信息素養(yǎng)近代計算機發(fā)展史1642 Blaise Pascal加法器Charles Babbage1822 差分機1833 分析機MARK IENIAC 圖靈與圖靈機為紀念圖靈對計算機的貢獻，美國計算機博物館于1966年設立了“圖靈獎”計算機是使用相應的程序來完成任何設定好的任務。圖靈機是一種思想模型，它由三部分組成：一個控制器，一條可以無限延伸的

2、帶子和一個在帶子上左右移動的讀寫頭。John von Neumann馮諾依曼1949 EDVAC/EDSAC 馮諾依曼計算機存儲程序工作原理計算機的兩個基本能力：一是能夠存儲程序，二是能夠自動地執(zhí)行程序。計算機是利用“存儲器”（內存）來存放所要執(zhí)行的程序的，而稱之為CPU的部件可以依次從存儲器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成全部指令任務為止。第一臺電子計算機（ENIAC）-19465000次加法/秒體重30噸占地120m218800只電子管1500個繼電器功率150KW第一代（19461957）電子管5千4萬（次/秒）第二代（19581964）晶體管幾十萬百萬（次/秒）第三

3、代（19651970）集成電路百萬幾百萬（次/秒）第四代（197190年代）集成電路幾百萬幾億（次/秒）計算機發(fā)展的幾個階段現代計算機的分類(1)巨型機: 航空、航天、天氣預報等等現代計算機的分類(2)大型機: 銀行、民航公司、政府等等現代計算機的分類(3)小型機: 大公司、大學等現代計算機的分類(4)微型機PC: Personal ComputerPC發(fā)展的四個階段第一代PC（8位以下）第二代PC（16位 286）第三代PC（32位386/486）第四代PC（準64位及64位Intel 奔騰及AMD Athlon）CRAY- 計算機發(fā)展趨勢之一巨型化運算速度可達每秒幾百億次運算的超級計算機1

4、975年世界上第一臺超級計算機“Cray-I”超級計算機應用：天氣預報、地震機理研究、石油和地質勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學計算的高科技領域。中國超級計算機：國防科技大學研制的“銀河1號”、 “銀河2號”和“銀河3號”國家職能計算機中心推出的“曙光1000” 、“曙光200I”和“曙光3000”銀河Altair 8800 計算機發(fā)展趨勢之二微型化計算機不再是單一的計算機器，而是一種信息機器，一種個人的信息機器。 計算機發(fā)展趨勢之三網絡化計算機網絡：計算機技術與通信技術結合的產物。計算機網絡的發(fā)展動力：使用遠程資源，共享程序、數據和信息資源，網絡用戶的通訊和合作。 計算機發(fā)展趨勢之四智能化“總有

5、一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的沒有靈魂的機械來”。 笛卡爾（1637）人類第一個“工業(yè)機器人”：一頭在紡織機上挑紗的“驢”（1742年）第一代機器人機械手（1962年出現）第二代機器人具有“感覺”的機器人第三代機器人裝有啟發(fā)式計算機的“智能機器人”DeepblueGarry Kasparov 計算機發(fā)展趨勢之五多媒體化信息表達的方式越豐富, 人們接受信息的速度越快, 效率越高。多媒體的發(fā)展正方興未艾。第1章 計算機文化與信息化社會計算機發(fā)展簡史計算機應用信息化社會與信息素養(yǎng)計算機的主要應用領域（1）數值計算數據處理（信息處理）過程控制（自動化控制）數據庫應用人工智能計算機的主要應用領域（2

6、）計算機網絡計算機輔助設計和教學計算機模擬(虛擬現實)計算機網絡發(fā)展的三種模式單主機模式客戶/服務器模式（C/S）Client/Server瀏覽器/服務器模式（B/S）Browser/Server第1章 計算機文化與信息化社會計算機發(fā)展簡史計算機應用信息化社會與信息素養(yǎng)信息化社會（1）物質、能量、信息構成世界的三大要素信息技術的發(fā)展過程語言的使用文字的使用印刷術的發(fā)明電報、電話、廣播電視等的發(fā)明計算機與現代通信技術的應用信息化社會（2）信息的獲取、加工與應用能力已成為體現一個人、一個公司乃至一個國家與地區(qū)綜合實力的重要因素。當今社會已成為一個以計算機及計算機網絡為主要構成部分的信息化社會。信息

7、素養(yǎng)（1）信息素養(yǎng)（Information Literacy）：獲取、加工與應用信息的能力。計算機則是可以利用的一個重要的工具，從而形成一種計算機文化。信息素養(yǎng)（2）計算機文化掌握計算機軟、硬件的基本概念和計算機的基本工作原理能勝任日常生活及工作的計算機應用有計算機應用的意識否則：計算機文盲（Computer Illiteracy）計算機職業(yè)道德不越權訪問、攻擊他人的系統不編制、傳播計算機病毒不發(fā)布與轉載反動、暴力、色情等有害信息總而言之，要有法律意識小結 以正確的方法學習計算機了解計算機的發(fā)展掌握計算機分類與應用（巨大小微）了解PC的發(fā)展與計算機應用領域思考題（不交作業(yè)） 簡述計算機發(fā)展的四

8、個階段現代計算機（不是PC）是如何分類的？計算機的應用領域和發(fā)展趨勢是什么？作為一個現代人，要求會開車、懂一門外語以及能操作計算機，而中央軍委主席江澤民則要求全軍干部“會走、會讀、會算”，你對學好計算機有哪些想法，應如何付諸于行動？第2章 計算機基礎知識計算機系統的組成PC硬件組成計算機中數據的表示計算機系統的組成（1）：總論計算機系統硬件系統（Hardware）軟件系統（Software）主機外部設備系統軟件應用軟件計算機系統的組成（2）：硬件組成（外）存儲器（內）存儲器中央處理器（CPU）控制器輸入設備輸出設備數據流地 址控制流運算器計算機系統的組成（3）：硬件組成信息的存儲單位位（Bit

9、）：度量數據的最小單位字節(jié)（Byte）：最常用的基本單位K 字節(jié)1K = 1024 byte = 210 byteM（兆）字節(jié)1M = 1024 K = 220 byteG（吉） 字節(jié)1G = 1024 M = 230 byteT（太）字節(jié)1T = 1024 G = 240 byteb7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b01 0 0 1 0 1 0 1=27+ 24+ 22+ 20=149程序和指令指令是對計算機進行操作控制的最小單位。所有的指令的集合稱為計算機的指令系統。程序是為完成一項特定任務而用某種語言編寫的一組指令序列。機器指令格式操作碼操作數機器執(zhí)行什么操作執(zhí)行對象（具體數、存

10、放位置）PC+1計算機軟件概述（1）“吃軟不吃硬”的EDVAC存儲程序工作原理的計算機決定了它的使用方式：編寫程序和運行程序硬件軟件系統軟件應用軟件計算機軟件概述（2）：系統軟件系統軟件是用于管理、控制和維護計算機系統的資源軟件。操作系統（Operating System）：Unix /Linux/Windows計算機語言：C+/Java/VFP/VB系統服務程序：系統診斷/測試程序數據庫管理：VFP /Access/Oracle/ SQL Server計算機軟件概述（3）：應用軟件應用軟件是在系統軟件下二次開發(fā)的、為解決特定問題而編制的應用程序或用戶程序文字處理: Word, WPS電子表格

11、: Excel圖形處理: Photoshop視頻播放: Windows Media Player電腦游戲: CS, 傳奇第2章 計算機基礎知識計算機系統的組成PC硬件組成計算機中數據的表示PC硬件組成一個PC系統PC主機內部PC主板PC擴展卡PC內存PC外存第2章 計算機基礎知識計算機系統的組成PC硬件組成計算機中數據的表示 計算機的語言二進制十進制R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二進制R=2 ，可使用0,1八進制R=8 ，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六進制R=16 ，可使用0,9,A,B,C,D,E,F“逢R進一，借一當R”進制的概念 二進制概念與優(yōu)點128瓦

12、32瓦64瓦16瓦8瓦4瓦1瓦2瓦11111000易于物理實現運算規(guī)則簡單能方便使用邏輯代數可靠性高數制之間的轉換（1）非十進制數轉換為十進制數按權展開求和 (1100.11)2 = 123 + 1 22 + 0 21 + 0 20 + 1 2-1 + 1 2-1 = (12.75)10數制之間的轉換（2）十進制數轉換為二進制數整數除2取余, 小數乘2取整二、八、十六進制相互轉換計算機中常用編碼ASCII碼 (American Standard Code for Information Interchange)漢字國標碼/機內碼漢字字形碼漢字輸入碼 計算機的工作原理運算（處理）存儲（記錄）控制

13、（協調）電子恐龍的縮骨法晶體管ENIAC劃時代的實驗裝置晶體管實質上是按顯微比例的真空管建造的。電子管的缺點：體積大；耗能高、散熱量大。晶體管的優(yōu)點：體積小；耗能低；性能穩(wěn)定。晶體管數目4004奔騰4420,000,0002,300 將電腦濃縮在一顆芯片上0.18微米芯片10微米芯片晶體管數單位時間執(zhí)行的指令數百萬條/每秒每18個月芯片能力增長一倍。 計算機第一定律摩爾定律 計算機的商用化計算機的第一個商業(yè)顧客烤面包賣茶點的利昂（lyons）ENIACEDSAC改進 lyons參與部分投資進入社會，開啟辦公自動化理念Lyons復制EDSACLEO (Lyons Electronic Offic

14、e)LEO充當會計師 計算機世界中的中國1952年在清華大學成立中國第一個計算機三人研究小組組長 閔大可電機系教授1954年小組經擴充和調整，并入中科院近代物理研究所負責人 錢三強1958年完成第一臺電子計算機1031959年完成大型電子計算機1041959年中國自行研究的107計算機問世1965年中國開始研制第三代計算機（集成電路）1977年研制成功中國第一臺微機DJS050 計算機世界中的日本輝煌：打敗Intel的芯片巨人，迫使Intel 于1985年另辟戰(zhàn)場（微處理器）筆記本電腦的領軍人物失誤：第五代計算機（智能計算機）的開發(fā)者高清晰度模擬電視 計算機世界中的印度硅谷慧谷世界軟件產業(yè)王國1985年，印度軟件業(yè)產值為1000萬美元1994年，印度軟件業(yè)產值為10億美元2000年，印度軟件業(yè)產值為50億美元在軟件出口規(guī)模和質量與總產值的比例上，印度居世界第一。 計算機文化與道德計算機是一種“可以傳授給人知識的工具”，也是一種“無比有力的知識工具”。真正對人類生活帶來直接沖擊的，不是計算機硬件本身，而是來自軟件這種人類知識的產物。香儂是現代信息論的著名創(chuàng)始人。1938年，香儂在發(fā)表的論文中，首次用布爾代數進行開關電路分析，并證明布爾代數的邏輯運算可以通過繼電器電路來實現。阿塔納索夫提出了計算機的三條原則：1）以二進制的邏輯基礎來實現數字運算，以保