計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)第一講

1、計(jì)算機(jī)文化與基礎(chǔ)第一講1有關(guān)文化內(nèi)容計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及分類(lèi)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)文化與信息社會(huì)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的基本工作原理計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Windows還有我！硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)3計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史1642 Blaise Pascal加法器ENIAC計(jì)算機(jī) 時(shí)代4ENIAC (1946)18000個(gè)電子管占地170平方米重達(dá)30噸耗電150千瓦保存80個(gè)字節(jié)每秒5千次加、減法運(yùn)算價(jià)值40萬(wàn)美元5已經(jīng)歷了四代計(jì)算機(jī)發(fā)展第一代：（46-55）邏輯元件電子管，內(nèi)存延遲線(xiàn)或磁芯，外存紙帶、卡片或磁帶，工作速度為幾千幾萬(wàn)次秒，應(yīng)用科學(xué)計(jì)算，軟件低級(jí)語(yǔ)言代表機(jī)型 ENIAC第二代: （

2、55-64）邏輯元件晶體管，內(nèi)存磁芯，外存磁帶或磁盤(pán)，工作速度為幾十萬(wàn)次秒，應(yīng)用事務(wù)管理及工業(yè)控制，軟件為高級(jí)算法語(yǔ)言，代表機(jī)型 IBM 7000 系列第三代:（64-70）邏輯元件中小規(guī)模集成電路，內(nèi) 存半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，工作速度為幾十萬(wàn)幾千萬(wàn)次秒軟件設(shè)計(jì)中提倡模塊化、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。代表機(jī)型 IBM System /3606已經(jīng)歷了四代計(jì)算機(jī)發(fā)展第四代:（71到今）邏輯元件（超）大規(guī)模集成電路，內(nèi)存半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，外存磁盤(pán)和光盤(pán)工作速度幾百萬(wàn)幾千萬(wàn)次秒，軟件操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件，應(yīng)用以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征新一代計(jì)算機(jī)：第五代計(jì)算機(jī)。主要目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)具有人的某些智能，如聽(tīng)、說(shuō)、看和思維推理的能力。7微

3、機(jī)發(fā)展的五個(gè)時(shí)代第一代：71年的4位機(jī)，2000個(gè)晶體管，時(shí)鐘頻率 為1MHz.第二代: 73年的8位機(jī),40009000晶體管時(shí)鐘頻率 為4MHz,代表機(jī)8080,M6800第三代:78年的16位機(jī),2萬(wàn) 7萬(wàn)晶體管,時(shí)鐘頻率 為510MHz,代表機(jī)8086,80286第四代:81年的32位機(jī),10萬(wàn)100萬(wàn)晶體管,時(shí)鐘頻 率為1033MHz,微處理器的性能超過(guò)70年 代大、中型計(jì)算機(jī)第五代：93年的64位機(jī)，100萬(wàn)晶體管，66MHz 以上，微處理器發(fā)Pentium為代表8CPU內(nèi)部的時(shí)鐘頻率，是CPU進(jìn)行運(yùn)算時(shí)的工作頻率。一般來(lái)說(shuō)，主頻越高，一個(gè)時(shí)鐘周期里完成的指令數(shù)也越多，CPU的運(yùn)算

4、速度也就越快。但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，并非所有時(shí)鐘頻率相同的CPU性能一樣。8位處理器、16位處理器、32位處理器和64位處理器，其計(jì)數(shù)都是8的倍數(shù)。它表示一個(gè)時(shí)鐘周期里，處理器處理的二進(jìn)制代碼數(shù) . 8位機(jī)有8條線(xiàn)路，每個(gè)時(shí)鐘周期有8個(gè)電信號(hào)，組成一個(gè)字節(jié)。所以，隨8位處理器上升至64位處理器，每個(gè)時(shí)鐘周期傳送1個(gè)字節(jié)到8個(gè)字節(jié)，關(guān)聯(lián)到時(shí)鐘速度提高到若干個(gè)千兆赫之后，處理器處理信息的能力越來(lái)越大。 9計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)PDP-11CRAY-Altair 8800多 極 化10網(wǎng)絡(luò)化INTERNETWWWGOPHERE-MailFTPTelnet利用現(xiàn)代通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)，把分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)起

5、來(lái)，按網(wǎng)絡(luò)協(xié) 議互相通信，以共享軟、硬件和數(shù)據(jù)資源11多 媒 體 多媒體技術(shù)是以圖形、圖象、聲音、文字等多種媒體進(jìn)行人機(jī)交互。12智 能 化研究領(lǐng)域： 1。模式識(shí)別 2。機(jī)器人 3。專(zhuān)家系統(tǒng) 4。自然語(yǔ)言的 生成與理解DeepblueGarry Kasparov 13計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快每秒幾百億次幾千億次計(jì)算精度高可使用足夠多的二進(jìn)制位數(shù) 來(lái)獲得所要求的數(shù)據(jù)精度具有記憶能力提供大容量的存儲(chǔ)器來(lái)存 儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)具有邏輯判斷能力這是區(qū)別于其它任何 機(jī)器的一個(gè)特點(diǎn)可靠性高，通用性強(qiáng)14計(jì)算機(jī)的類(lèi)型巨型機(jī)是國(guó)家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)發(fā)展水平重要標(biāo)志小巨型機(jī)為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求保持或略降低性能主 機(jī)常說(shuō)的大型機(jī)和

6、中型機(jī)小型機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、易于使用和維護(hù)工作站高檔微機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)PC機(jī)，它的核心是微處理器15計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1. 科學(xué)計(jì)算(數(shù)值計(jì)算)計(jì)算機(jī)在處理計(jì)算量大、時(shí)間性強(qiáng)的數(shù)值計(jì)算中尤其表現(xiàn)出巨大威力。2. 數(shù)據(jù)處理(非數(shù)值計(jì)算)對(duì)大批量的信息進(jìn)行收集、分類(lèi)、排序、傳送、存儲(chǔ)以及打印報(bào)表和圖形等。在辦公自動(dòng)化、事務(wù)管理和情報(bào)檢索等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。163. 過(guò)程控制在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行巡回檢測(cè)并由計(jì)算機(jī)按某種標(biāo)準(zhǔn)或最隹值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。這對(duì)提高產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量特別有效?，F(xiàn)代化的武器系統(tǒng)尤其需要計(jì)算機(jī)的控制。 4. 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)CADComputer Aided Design 。利用

7、計(jì)算機(jī)的圖形功能做各種設(shè)計(jì)工作。17CAMComputer Aided Manufacture 。利用計(jì)算機(jī)管理、控制生產(chǎn)設(shè)備及其操作。CAIComputer Aided Instruction 。利用多媒體計(jì)算機(jī)的圖、文、聲功能實(shí)施教學(xué)。5. 人工智能 人工智能的主要目的是用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的智能。包括：模式識(shí)別、景物分析、自然語(yǔ)言理解和生成、專(zhuān)家系統(tǒng)、機(jī)器人等。18計(jì)算機(jī)文化與信息社會(huì)信息社會(huì)特征計(jì)算機(jī)在信息處 理中的應(yīng)用信息高速公路“三金”工程19信息處理中的應(yīng)用數(shù)據(jù)加工：計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度“海量”存儲(chǔ)：存儲(chǔ)能力通信：網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)：使計(jì)算機(jī)具有聽(tīng)說(shuō)看能力智能化決策：進(jìn)行科學(xué)決策20信息高速

8、公路敖設(shè)覆蓋全國(guó)的光纖網(wǎng)絡(luò)用光纖網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接所有的通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)資料庫(kù)和電信消費(fèi)設(shè)置讓光纖網(wǎng)絡(luò)能傳輸視頻、音頻、數(shù)字圖像等多媒體通信網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備信息資源人21 “金橋”工程金橋工程：建立一個(gè)覆蓋全國(guó)各省、市、自 治區(qū)、500個(gè)中心城市與地區(qū)及部門(mén)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)、與國(guó)家綜合管理部門(mén)信息中心的計(jì)算機(jī)相聯(lián)并實(shí)行與國(guó)際計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的公用基干網(wǎng)和網(wǎng)中之網(wǎng)。 “金橋”網(wǎng)的建成將為“金關(guān)”、“金卡”工程及各部門(mén)建立信息業(yè)務(wù)提供一個(gè)技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理的公用信息通道。22 “金關(guān)”工程 “金關(guān)”是將海關(guān)、外貿(mào)、外匯管理和稅務(wù)等部門(mén)的業(yè)務(wù)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)實(shí)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，以加強(qiáng)和完善外貿(mào)管理、配額許可證管理、進(jìn)出口收匯結(jié)匯

9、、進(jìn)出口貿(mào)易統(tǒng)計(jì)等信息應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)開(kāi)展EDI應(yīng)用試點(diǎn)，為在全國(guó)全面推廣電子數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)和電子郵件業(yè)務(wù)、實(shí)行通關(guān)自動(dòng)化和無(wú)紙貿(mào)易創(chuàng)造條件。23“金卡”工程金卡是以計(jì)算機(jī)、通信、金融與商業(yè)專(zhuān)用電腦等現(xiàn)代科技為基礎(chǔ)，以各種金融交易卡（信用卡、現(xiàn)金卡）為介質(zhì)，通過(guò)電子信息轉(zhuǎn)帳形式實(shí)現(xiàn)的一種貨幣流通方式。 核心內(nèi)容：建立全國(guó)統(tǒng)一的金融交易卡發(fā)行體系；建立全國(guó)性的信用卡和現(xiàn)金卡兩個(gè)信息服務(wù)中心；建立全國(guó)統(tǒng)一的金卡專(zhuān)用網(wǎng)，推行兩種統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的信用卡和現(xiàn)金卡，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，以現(xiàn)金卡為主，從防偽及技術(shù)發(fā)展考慮，以IC智能卡為主，以磁卡為過(guò)渡。24什么是計(jì)算機(jī)？ 計(jì)算機(jī)是一臺(tái)能存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，并能自動(dòng)執(zhí)行程序的機(jī)

10、器。它能對(duì)各種數(shù)字化的信息進(jìn)行處理，協(xié)助人們獲取信息、處理信息、存儲(chǔ)信息和傳遞信息。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)25什么是硬件系統(tǒng)？ 硬件系統(tǒng)由各種電子的、機(jī)械的、磁性的、光學(xué)的元器件、部件、或裝置所構(gòu)成，是看得見(jiàn)摸得著的物理實(shí)體。 硬件是計(jì)算機(jī)的“軀體”。26計(jì)算機(jī)硬件基本構(gòu)成運(yùn) 算 器內(nèi)存儲(chǔ)器控 制 器輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存儲(chǔ)設(shè)備外圍設(shè)備CPU主機(jī)輸入輸出接口電路27五大部件之一運(yùn)算器運(yùn)算器的任務(wù)是對(duì)信息進(jìn)行加工處理。算術(shù)邏輯單元累 加 器狀態(tài)寄存器通用寄存器ALU運(yùn)算暫存操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果。存放算術(shù)邏輯單元在工作中產(chǎn)生的狀態(tài)信息。暫存操作數(shù)或數(shù)據(jù)地址。運(yùn)算器28五大部件之二控制器控制器是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞

11、控制器按照計(jì)算機(jī)的工作節(jié)拍（主頻），從 存儲(chǔ)器中取出指令，經(jīng)過(guò)譯碼（分析指令），產(chǎn) 生各種控制信號(hào)，從而指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)有條不紊 地、自動(dòng)地執(zhí)行程序。29幾個(gè)術(shù)語(yǔ)字（Word):作為一個(gè)整體被傳送和運(yùn)算的一串 二制數(shù)稱(chēng)為一個(gè)字。主頻: 指CPU工作的時(shí)鐘頻率位（Bit): 1位二進(jìn)制信息稱(chēng)為1位，是二進(jìn)制數(shù) 的基本單位。字節(jié)（Byte): 8位二進(jìn)制信息稱(chēng)為一個(gè)字節(jié)。字長(zhǎng): 一個(gè)字所包含的二進(jìn)制位數(shù)位數(shù)。30外部存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)速度慢容量很大永久性?xún)r(jià)格低存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置我記住了！內(nèi)部存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)速度快容量較小暫時(shí)性?xún)r(jià)格高.主存.內(nèi)存.輔存.外存五大部件之三存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器的操作方式讀和寫(xiě)31信息的存

12、儲(chǔ)單位K 字節(jié) 1K = 1024 byteM（兆）字節(jié) 1M = 1024 KG（京） 字節(jié) 1G = 1024 M Byte：最常用的基本單位b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b01 0 0 1 0 1 0 1= 27+ 24+ 22+ 20 = 149 Bit：度量數(shù)據(jù)的最小單位0或132幾個(gè)概念1. 地址所有存儲(chǔ)單元按一定順序的編號(hào)。2. ROM只讀存儲(chǔ)器，只取不存。3. RAM隨機(jī)存儲(chǔ)器，可存可取。4. 存儲(chǔ)容量一個(gè)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單元的總數(shù)。5. 存取周期從存儲(chǔ)器存取一個(gè)字到能夠再存 取一個(gè)字所需要的時(shí)間。33硬盤(pán)存儲(chǔ)器 硬磁盤(pán)是兩個(gè)表面涂有金屬氧化物磁性材料的金屬圓盤(pán)。硬盤(pán)存

13、儲(chǔ)器由一片或多片硬磁盤(pán)與各種配套裝置組合而成其容量：100MB、500MB、1G、3.2G光盤(pán)存儲(chǔ)器 光盤(pán)存儲(chǔ)器是一種新穎的存儲(chǔ)器,由于具有存儲(chǔ)容量大、可靠性高、存取速度快等優(yōu)點(diǎn)。其基本原理：利用聚焦激光束在存儲(chǔ)介質(zhì)上進(jìn)行光學(xué)讀寫(xiě)。34五大部件之四輸入設(shè)備輸入設(shè)備的任務(wù)是把輸入操作者提供的原始信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)的接口電路將這些信號(hào)順序送入存儲(chǔ)器中常用的輸入設(shè)備有 : 鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、掃描儀、光筆等。35五大部件之五輸出設(shè)備輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和處理結(jié)果以能為人們或其他機(jī)器所接受的形式輸出常用的輸出設(shè)備有：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等36馮 諾依曼原理即計(jì)算機(jī)能自動(dòng)地完成運(yùn)算或處理過(guò)程

14、的基礎(chǔ)是存儲(chǔ)程序和程序控制。 Von Neumann程序和數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)中用二進(jìn)制數(shù)表示；計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程是由存儲(chǔ)程序控制的；計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備所組成；37存儲(chǔ)程序與程序控制原理程序是為完成一項(xiàng)特定任務(wù)而用某種語(yǔ)言編寫(xiě)的一組指令序列 計(jì)算機(jī)能自動(dòng)、正確地按人們的意圖工作，是由于人們已事先把計(jì)算機(jī)如何工作的程序和原始數(shù)據(jù)通過(guò)輸入設(shè)備送到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。當(dāng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，控制器就可以把這些指令一一從存儲(chǔ)器中取出來(lái)，加以翻譯，并按指令的要求進(jìn)行相應(yīng)的操作，直到結(jié)束。38指令 指令是對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制的最小單位所有的指令的集合稱(chēng)為計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng) 機(jī) 器 指 令 格 式

15、操 作 碼 地 址 碼 機(jī)器執(zhí)行什么操作參與操作的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的存放位置讀取指令分析指令執(zhí)行指令 機(jī)器指令是計(jì)算機(jī)唯一能夠直接識(shí)別并執(zhí)行的語(yǔ)言即機(jī)器語(yǔ)言。39什么是軟件系統(tǒng)？ 軟件系統(tǒng)是指控制、管理和指揮計(jì)算機(jī)工作和解決各類(lèi)應(yīng)用問(wèn)題的所有程序和技術(shù)資料組成。程序是指揮計(jì)算機(jī)工作的步驟；技術(shù)資料包括軟件和硬件的技術(shù)說(shuō)明、使用方法和操作手冊(cè)等文檔。 軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的“靈魂”。40計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)語(yǔ)言處理程序：匯編、編譯、解釋數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)支持軟件：編輯、連接、診斷、調(diào)試應(yīng)用軟件：程序庫(kù)軟件包套裝軟件用戶(hù)自行開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)41系統(tǒng)軟件語(yǔ)言處理程序?qū)⒏呒?jí)語(yǔ)言源程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言目標(biāo)

16、程序的程序數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) DBMS 建立、訪(fǎng)問(wèn)和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的一種軟件支持軟件軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中所使用的一些工具軟件，如 EDIT、LINK、DEBUG等操作系統(tǒng)控制和管理軟硬件系統(tǒng)資源；提供用戶(hù)與計(jì)算機(jī)之間的接口42程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及編譯符號(hào)化的機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言用助記符代替操作碼，用符號(hào)地址代替地址碼用二進(jìn)制代碼表示操作碼和地址碼機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器指令隨計(jì)算機(jī)型號(hào)不同而不同匯編程序接近自然語(yǔ)言的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言一個(gè)語(yǔ)句常對(duì)應(yīng)多條機(jī)器指令不隨機(jī)器型號(hào)而變用機(jī)器語(yǔ)言表達(dá)的程序目標(biāo)程序。程序執(zhí)行速度最快，然而不方便使用。編譯程序解釋程序源程序源程序翻譯方式43應(yīng)用軟件軟件包針對(duì)某種實(shí)際用途而設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，例如 Auto CAD套裝軟件 例如 Microsoft Office，包括 Word、Excel、PowerPoint等用戶(hù)自行開(kāi)發(fā)的軟件自己設(shè)計(jì)的程序程序庫(kù)主要用于數(shù)值計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析的應(yīng)用程序，例如 IMSL 、 SAS 、 SPSS44操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心控制軟件，它是對(duì)計(jì)算機(jī)全部資源進(jìn)行控制與管理的