大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

普通高等院?！笆奈濉庇?jì)算機(jī)基礎(chǔ)系列教材

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

????占?俊?錢?偉◎主?編

席?奇?顧?勤?李淑蘭◎副主編

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內(nèi)?容?簡(jiǎn)?介

本書依據(jù)教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)編制的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課

程教學(xué)基本要求》，并結(jié)合當(dāng)前計(jì)算機(jī)的發(fā)展以及應(yīng)用型本科院校的實(shí)際情況而編寫，知

識(shí)點(diǎn)覆蓋了全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試一、二級(jí)的內(nèi)容。

本書以計(jì)算思維為引領(lǐng)，引導(dǎo)讀者理解計(jì)算機(jī)的基本工作原理，在清晰闡述計(jì)算機(jī)基

礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，介紹計(jì)算機(jī)新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，注重基礎(chǔ)性和實(shí)用性。為

了幫助讀者更好地掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和操作技術(shù)，本書還配有習(xí)題與上機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)《大

學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》（陳麗娟、饒國(guó)勇主編，中國(guó)鐵道出版社有限公司出版）。

本書圖文并茂、重點(diǎn)突出、通俗易懂、實(shí)用性強(qiáng)，既可作為各專業(yè)特別是理工科各專

業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程的教材，又可作為各類計(jì)算機(jī)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的教材或自學(xué)者的讀物。

圖書在版編目（CIP）數(shù)據(jù)

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)/占俊，錢偉主編.—北京:中國(guó)

鐵道出版社有限公司,2022.8

普通高等院校“十四五”計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)系列教材

ISBN978-7-113-29419-9

Ⅰ.①大…Ⅱ.①占…②錢…Ⅲ.①電子計(jì)算機(jī)-

高等學(xué)校-教材Ⅳ.①TP3

中國(guó)版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字（2022）第120248號(hào)

書名：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

作者：占?俊?錢?偉

策劃：曹莉群??????????編輯部電話：（010）51873371

責(zé)任編輯：曹莉群

封面設(shè)計(jì)：劉?穎

責(zé)任校對(duì)：孫?玫

責(zé)任印制：樊啟鵬

出版發(fā)行：中國(guó)鐵道出版社有限公司（100054，北京市西城區(qū)右安門西街8號(hào)）

網(wǎng)??址：/51eds/

印??刷：三河市航遠(yuǎn)印刷有限公司

版??次：2022年8月第1版?2022年8月第1次印刷

開(kāi)??本：787?mm×1?092?mm1/16印張：18字?jǐn)?shù)：532千

書??號(hào)：ISBN978-7-113-29419-9

定??價(jià)：39.80元

版權(quán)所有?侵權(quán)必究

凡購(gòu)買鐵道版圖書，如有印制質(zhì)量問(wèn)題，請(qǐng)與本社教材圖書營(yíng)銷部聯(lián)系調(diào)換。電話：（010）63550836

打擊盜版舉報(bào)電話：（010）63549461

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前?言

當(dāng)前，信息技術(shù)日新月異，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新概念、新技

術(shù)的出現(xiàn)，在各個(gè)領(lǐng)域都引發(fā)了一系列革命性的突破。計(jì)算機(jī)課程的改革如同信息技

術(shù)的發(fā)展一樣迅速，主要的變化是教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)提

出了以計(jì)算思維為切入點(diǎn)的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)改革思路，目的是著力提升大學(xué)生

的信息素養(yǎng)，在學(xué)生掌握一定計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、技術(shù)和方法的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)

算思維能力，適應(yīng)信息化社會(huì)對(duì)人才需求的新變化，以及利用計(jì)算機(jī)解決本專業(yè)領(lǐng)域

問(wèn)題的能力。

本書以突出“應(yīng)用”和強(qiáng)化“能力”為目標(biāo)，結(jié)合目前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育改革新理念、

新思想、新要求和新技術(shù)，以及多年來(lái)的教學(xué)改革實(shí)踐和建設(shè)成果，組織教學(xué)工作一

線的教師和專家，經(jīng)過(guò)數(shù)月研討編寫而成。為了貫徹和實(shí)施以計(jì)算思維為切入點(diǎn)的教

學(xué)改革，適應(yīng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的新變化，在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中增加了信息安全和

計(jì)算機(jī)新技術(shù)等內(nèi)容。編者從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，以提高應(yīng)用能力為目的，結(jié)合計(jì)算機(jī)學(xué)

科的特點(diǎn)，有選擇地確定了本書的具體內(nèi)容，以期體現(xiàn)計(jì)算機(jī)最基本、最重要的概念、

思想和方法。

本書全面系統(tǒng)地介紹了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)相關(guān)知識(shí)。全書共9章，包括計(jì)算與計(jì)算

機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、信息的表示、Windows10操作系統(tǒng)、文字處理、電子表

格處理、演示文稿制作、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)、信息安全技術(shù)等內(nèi)容。本書既注重基

礎(chǔ)引導(dǎo)、應(yīng)用能力的培養(yǎng)、操作技能的提高，同時(shí)還涵蓋了全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試一級(jí)、

二級(jí)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

本書由景德鎮(zhèn)學(xué)院占俊、錢偉任主編，由席奇、顧勤、李淑蘭任副主編。本書編

寫過(guò)程中得到了中國(guó)鐵道出版社有限公司和編者學(xué)校的大力支持和幫助，在此表示衷

心感謝。

由于編者水平有限，書中難免會(huì)有不妥和疏漏之處，敬請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。

編者

2022年5月

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目錄

第1章?計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)????????????????????????1第2章?計(jì)算機(jī)系統(tǒng)??????????????????????36

1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展12.1計(jì)算機(jī)理論結(jié)構(gòu)36

1.1.1早期計(jì)算機(jī)器的發(fā)展12.1.1圖靈機(jī)基本工作原理36

1.1.2電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展32.1.2馮?諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)37

1.1.3微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展62.1.3哈佛計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)40

1.2計(jì)算機(jī)技術(shù)特征與文化82.1.4新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究40

1.2.1計(jì)算機(jī)技術(shù)的主要特點(diǎn)82.2計(jì)算機(jī)工作原理43

1.2.2摩爾定律與計(jì)算機(jī)的發(fā)展102.2.1信息編碼43

1.2.3計(jì)算機(jī)文化的主要特征112.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)45

1.2.4信息素質(zhì)的特征與評(píng)價(jià)132.2.3數(shù)據(jù)傳輸47

1.3計(jì)算思維的基本方法142.2.4數(shù)據(jù)計(jì)算49

1.3.1計(jì)算思維的基本特征142.2.5指令系統(tǒng)52

1.3.2計(jì)算機(jī)如何解決問(wèn)題152.3計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)53

1.3.3計(jì)算機(jī)不能解決的問(wèn)題162.3.1系統(tǒng)組成53

1.3.4計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域182.3.2CPU性能56

1.4計(jì)算機(jī)新技術(shù)及應(yīng)用192.3.3主板組成57

1.4.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)192.3.4存儲(chǔ)設(shè)備59

1.4.2云計(jì)算技術(shù)202.3.5外圍設(shè)備63

1.4.3大數(shù)據(jù)技術(shù)212.4計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)65

1.4.4移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)222.4.1軟件的類型與功能65

1.4.5區(qū)塊鏈252.4.2數(shù)據(jù)庫(kù)類型和組成69

1.4.6人工智能272.4.3軟件的編譯與環(huán)境70

1.4.7虛擬現(xiàn)實(shí)322.4.4軟件的安裝與卸載72

思考與練習(xí)322.4.5計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)73

思考與練習(xí)74

I

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大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

第3章?信息的表示??????????????????????785.2.3頁(yè)面排版132

3.1數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)中的表示785.3制作表格137

3.1.1常用數(shù)制的基本概念785.3.1創(chuàng)建表格138

3.1.2不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換方法805.3.2編輯表格140

3.1.3二進(jìn)制整數(shù)存儲(chǔ)形式825.3.3格式化表格143

3.1.4二進(jìn)制小數(shù)存儲(chǔ)形式845.4插入對(duì)象144

3.1.5二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算方式865.4.1插入圖片145

3.2非數(shù)值信息在計(jì)算機(jī)中的表示885.4.2插入圖形對(duì)象148

3.2.1英文字符的表示885.4.3創(chuàng)建公式150

3.2.2漢字字符的表示915.5高效排版151

3.2.3國(guó)際統(tǒng)一字符編碼945.5.1樣式的創(chuàng)建及使用151

思考與練習(xí)985.5.2自動(dòng)生成目錄152

5.5.3郵件合并153

第4章?操作系統(tǒng)???????????????????????100

5.6修訂文檔155

4.1Windows系統(tǒng)功能1005.7打印文檔156

4.1.1Windows系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1005.8綜合應(yīng)用實(shí)例157

4.1.2Windows進(jìn)程管理102思考與練習(xí)169

4.1.3Windows文件管理105

第6章?電子表格處理????????????????172

4.2Windows系統(tǒng)應(yīng)用107

4.2.1Windows基本操作1076.1電子表格處理概述172

4.2.2Windows系統(tǒng)安裝1106.2電子表格處理的基本操作173

4.2.3Windows驅(qū)動(dòng)程序1126.2.1創(chuàng)建工作簿173

4.2.4Windows系統(tǒng)優(yōu)化1136.2.2創(chuàng)建工作表174

思考與練習(xí)1166.2.3編輯工作表181

6.2.4格式化工作表183

第5章?文字處理???????????????????????118

6.2.5保存和保護(hù)工作簿186

5.1文字處理的基本操作1186.2.6打開(kāi)工作簿187

5.1.1啟動(dòng)和退出Word20161186.3圖表制作188

5.1.2熟悉Word2016工作界面1186.3.1創(chuàng)建圖表189

5.1.3文檔編輯1206.3.2編輯圖表189

5.1.4保存和保護(hù)文檔1226.4數(shù)據(jù)管理和分析190

5.1.5打開(kāi)文檔1236.4.1建立數(shù)據(jù)清單191

5.2文檔排版1246.4.2數(shù)據(jù)排序191

5.2.1字符排版1246.4.3數(shù)據(jù)篩選192

5.2.2段落排版1276.4.4分類匯總194

II

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目錄

6.4.5數(shù)據(jù)透視表1958.2.2網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)245

6.4.6數(shù)據(jù)鏈接與合并計(jì)算1968.2.3網(wǎng)絡(luò)互連模型246

6.4.7模擬分析和運(yùn)算1998.2.4網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模型247

6.4.8常用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析函數(shù)8.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成248

及其應(yīng)用2038.3.1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)248

6.4.9宏的簡(jiǎn)單應(yīng)用2128.3.2傳輸介質(zhì)249

6.5工作表的打印2138.3.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備250

6.6綜合應(yīng)用實(shí)例2138.3.4網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建252

思考與練習(xí)2188.4因特網(wǎng)基本服務(wù)253

第7章?演示文稿制作????????????????2228.4.1網(wǎng)絡(luò)地址254

8.4.2域名系統(tǒng)255

7.1演示文稿制作概述222

8.4.3因特網(wǎng)服務(wù)256

7.2制作一個(gè)多媒體演示文稿224

8.4.4HTML259

7.2.1建立演示文稿225

思考與練習(xí)260

7.2.2編輯演示文稿226

7.3定制演示文稿的視覺(jué)效果228第9章?信息安全技術(shù)????????????????262

7.3.1美化幻燈片2289.1信息安全概述262

7.3.2統(tǒng)一設(shè)置幻燈片外觀2289.1.1信息安全的主要威脅262

7.4設(shè)置演示文稿的播放效果2299.1.2信息系統(tǒng)不完善因素263

7.4.1設(shè)計(jì)動(dòng)畫效果2299.1.3信息安全的主要特征265

7.4.2播放演示文稿2319.1.4信息安全的一般原則265

7.5演示文稿的打印和輸出2329.2計(jì)算機(jī)病毒及防護(hù)266

7.6綜合應(yīng)用實(shí)例2329.2.1計(jì)算機(jī)病毒的定義266

思考與練習(xí)2379.2.2計(jì)算機(jī)病毒的表現(xiàn)267

第8章?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)????????????????????2399.2.3計(jì)算機(jī)病毒的防護(hù)269

9.2.4惡意軟件的防治272

8.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展239

9.3網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)273

8.1.1網(wǎng)絡(luò)的基本功能239

9.3.1黑客攻擊過(guò)程273

8.1.2網(wǎng)絡(luò)的主要類型240

9.3.2安全體系結(jié)構(gòu)275

8.1.3因特網(wǎng)發(fā)展概況241

9.3.3防止攻擊策略277

8.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)243

9.3.4網(wǎng)絡(luò)防火墻技術(shù)277

8.2.1網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議243

思考與練習(xí)279

III

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第1章

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)是一種由程序控制的信息處理工具，它能自動(dòng)、高速地對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、傳送和處理。

計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)人類社會(huì)的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生了極其深刻的影響。

本章主要介紹計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程和機(jī)器計(jì)算的主要思想、計(jì)算機(jī)的主要類型、計(jì)算機(jī)的技術(shù)特

征和對(duì)社會(huì)的影響，以及計(jì)算思維的基本方法等。

1.1?計(jì)算機(jī)的發(fā)展

計(jì)算技術(shù)的發(fā)展歷史是人類文明史的一個(gè)縮影。計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)拓展閱讀

的歷史過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，科學(xué)家們經(jīng)過(guò)艱難的探索，發(fā)明了各種各樣的計(jì)算機(jī)，

推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。

1.1.1?早期計(jì)算機(jī)器的發(fā)展

算盤作為主要的計(jì)算工具流行了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，直到中世紀(jì)，歐洲哲學(xué)家們

計(jì)算工具的

提出一個(gè)大膽的問(wèn)題：能否用機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)人腦活動(dòng)的個(gè)別功能？最初的目的并不是制發(fā)展

造計(jì)算機(jī)，而是試圖從某個(gè)前提出發(fā)，機(jī)械地得出正確的結(jié)論，即思維機(jī)器的制造。

1．機(jī)器計(jì)算的萌芽

1275年，西班牙學(xué)者雷蒙德·露利（R.Lullus）發(fā)明了一種稱為“旋轉(zhuǎn)玩具”的思維機(jī)器。

在旋轉(zhuǎn)玩具中，數(shù)值可以由圓盤的旋轉(zhuǎn)角度表示，數(shù)字的正、負(fù)可以由轉(zhuǎn)動(dòng)方向確定。旋轉(zhuǎn)玩

具引起許多著名學(xué)者的研究興趣，促使了能進(jìn)行簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算的計(jì)算機(jī)器的產(chǎn)生。數(shù)學(xué)家笛卡

爾（ReneDescartes，1596—1650）曾經(jīng)預(yù)言：“總有一天，人類會(huì)造出一些舉止與人一樣的‘沒(méi)

有靈魂的機(jī)械’來(lái)。”

1623年，德國(guó)的契克卡德（W.Schickard）教授為他的朋友天文學(xué)家開(kāi)普勒（Kepler）設(shè)計(jì)

了一種能做四則運(yùn)算的機(jī)器，但是這種機(jī)器沒(méi)有實(shí)物作為佐證。

2．帕斯卡加法器

1642年，法國(guó)數(shù)學(xué)家布萊士·帕斯卡（BlaisePascal，1623—1662）制造了第一臺(tái)能進(jìn)行6

位十進(jìn)制加法運(yùn)算的機(jī)器（見(jiàn)圖1-1）。帕斯卡加法器由一系列齒輪組成，利用發(fā)條作為動(dòng)力裝

置。帕斯卡加法器主要的貢獻(xiàn)在于：某一位小齒輪或軸完成10個(gè)數(shù)字的轉(zhuǎn)動(dòng)，促使下一個(gè)齒輪

轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)數(shù)字，從而解決了機(jī)器計(jì)算的自動(dòng)進(jìn)位問(wèn)題。

1

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大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

圖1-1帕斯卡發(fā)明的加法器和它的內(nèi)部齒輪結(jié)構(gòu)（1642年）

3．萊布尼茨的二進(jìn)制思想

1673年，德國(guó)數(shù)學(xué)家戈特費(fèi)里德·威廉·萊布尼茨（GottfriedWilhelmLeibniz，1646—

1716）在帕斯卡加法器的思想和工作的影響下，制造了能進(jìn)行簡(jiǎn)單加、減、乘、除的計(jì)算機(jī)

器。機(jī)器的關(guān)鍵部件是梯形軸，即齒長(zhǎng)不同的圓柱，第一次實(shí)現(xiàn)了帶有可變齒數(shù)的齒輪，這種

數(shù)字齒輪保證了乘除法的進(jìn)行。

1679年萊布尼茨發(fā)明了一種算法，用兩個(gè)數(shù)（1和0）代替原來(lái)的10個(gè)數(shù)。1701年他寫信

給在北京的神父閔明我（Grimaldi）和白晉（Bouvet），告知自己的新發(fā)明，希望能引起他心目

中的“算術(shù)愛(ài)好者”康熙皇帝的興趣。但是，關(guān)于這個(gè)神奇的數(shù)字系統(tǒng)，萊布尼茨只有幾頁(yè)異

常精練的描述，沒(méi)有建立一個(gè)完整的二進(jìn)制數(shù)計(jì)算的理論體系。

4．巴貝奇的自動(dòng)計(jì)算機(jī)器

1822年，英國(guó)劍橋大學(xué)著名數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇（CharlesBabbage，1792—1871）設(shè)計(jì)

了差分機(jī)和分析機(jī)（見(jiàn)圖1-2）。巴貝奇的目標(biāo)是制作一臺(tái)可以計(jì)算多項(xiàng)式的“差分機(jī)”（加法

機(jī)），用于快速編制對(duì)數(shù)、三角函數(shù)以及其他算術(shù)函數(shù)的數(shù)學(xué)用表。他整整用了10年時(shí)間，于

1822年完成了第一臺(tái)差分機(jī)，它可以處理3個(gè)不同的5位數(shù)，計(jì)算精度為6位數(shù)字，可以演算出

幾種函數(shù)表。

差分機(jī)由以前每次只能完成一次算術(shù)運(yùn)算，發(fā)展為自動(dòng)完成某個(gè)特定的完整運(yùn)算過(guò)程。之

后，巴貝奇又設(shè)計(jì)了一種程序控制的通用分析機(jī)。這種分析機(jī)由3部分構(gòu)成：第1部分是保存

數(shù)據(jù)的齒輪式寄存器，巴貝奇稱為“堆?！?，它與差分機(jī)類似，但計(jì)算不在寄存器內(nèi)進(jìn)行，而

是由新的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)；第2部分是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算的裝置，巴貝奇命名為“工場(chǎng)”；第3部

分是對(duì)操作順序進(jìn)行控制，并對(duì)所要處理的數(shù)據(jù)及輸出結(jié)果加以選擇的裝置。為了加快運(yùn)算的

速度，巴貝奇設(shè)計(jì)了先進(jìn)的進(jìn)位機(jī)構(gòu)。他估計(jì)使用分析機(jī)完成一次50位數(shù)的加減法只要1s，

相乘則要1min。同時(shí)，在多年的研究制造實(shí)踐中，巴貝奇寫了世界上第一部關(guān)于計(jì)算機(jī)程序

的專著。分析機(jī)是現(xiàn)代程序控制計(jì)算機(jī)的雛形，設(shè)計(jì)理論非常超前，但限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件未

能最終形成產(chǎn)品。

圖1-2巴貝奇發(fā)明的差分機(jī)和分析機(jī)復(fù)制品模型（1822年）

2

01-02.indd22022/8/1713:39:17

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

5．愛(ài)達(dá)與程序設(shè)計(jì)

愛(ài)達(dá)（AdaAugustaByron，1815—1852）是著名英國(guó)詩(shī)人拜倫之女，她對(duì)數(shù)學(xué)有極高的興

趣。1842年，愛(ài)達(dá)花了9個(gè)月的時(shí)間翻譯意大利數(shù)學(xué)家米那比亞（LuigiMenabrea）論述巴貝奇

著作《分析機(jī)概論》的備忘錄。在愛(ài)達(dá)的譯文里，她附加了許多注記，詳細(xì)說(shuō)明了用計(jì)算機(jī)進(jìn)

行伯努利數(shù)的運(yùn)算方式，這被認(rèn)為是世界上第一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，因此，愛(ài)達(dá)也被認(rèn)為是世界上

第一位程序設(shè)計(jì)師。巴貝奇在他的著作《經(jīng)過(guò)哲學(xué)家的人生》中寫道：“我認(rèn)為她（譯注：愛(ài)

達(dá)）為米那比亞的備忘錄增加了許多注記，并加入了一些想法。雖然這些想法是由我們一起討

論出來(lái)的，但是最后寫進(jìn)注記里的想法確確實(shí)實(shí)是她自己的構(gòu)想。我將許多代數(shù)運(yùn)算的問(wèn)題交

給她處理，這些工作與伯努利數(shù)的運(yùn)算相關(guān)。在她送回給我的文件中，修正了我先前在程序里

的重大錯(cuò)誤?！?/p>

愛(ài)達(dá)在文章中創(chuàng)造出了許多巴貝奇也未曾提到的新構(gòu)想，愛(ài)達(dá)曾經(jīng)預(yù)言：“這個(gè)機(jī)器未來(lái)

可以用來(lái)排版、編曲或是各種更復(fù)雜的用途?！睈?ài)達(dá)建立了循環(huán)和子程序的概念，為計(jì)算程序

擬定過(guò)算法，創(chuàng)作了第一份“程序設(shè)計(jì)流程圖”。

6．布爾與數(shù)理邏輯

英國(guó)數(shù)學(xué)家布爾（G.Boole，1815—1864）的第一部著作是《邏輯的數(shù)學(xué)分析》。1854年，

布爾再次出版了《思維規(guī)律的研究——邏輯與概率的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)》。憑借這兩部著作，布爾

建立了一門新的數(shù)學(xué)學(xué)科：布爾代數(shù)。布爾代數(shù)建立了一個(gè)完整的二進(jìn)制數(shù)計(jì)算理論體系。

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)理論的一個(gè)基本要求是所有信息都可用符號(hào)編碼，而最簡(jiǎn)單的編碼是采用二進(jìn)

制。人們平時(shí)接觸的各種復(fù)雜事物的信息都可以用簡(jiǎn)單的0、1表示嗎？若表示出來(lái)了又可通過(guò)

哪種方式進(jìn)行運(yùn)算得到人們想要的結(jié)果呢？布爾完成了這項(xiàng)偉大的工作，他將人類的邏輯思維

簡(jiǎn)化為一些二進(jìn)制數(shù)學(xué)運(yùn)算（布爾代數(shù)），發(fā)明了用二進(jìn)制語(yǔ)言描寫和處理各種邏輯命題。雖

然計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展證明了布爾代數(shù)的重大意義，但當(dāng)時(shí)布爾的工作并沒(méi)有得到充分的重視。

1.1.2?電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)是指利用電子技術(shù)代替機(jī)械或機(jī)電技術(shù)的計(jì)算機(jī)，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了80多年

的發(fā)展，其中最重要的代表人物有英國(guó)科學(xué)家艾倫·麥席森·圖靈（AlanMathisonTuring，

1912—1954）和美籍匈牙利科學(xué)家約翰·馮·諾依曼（JohnvonNeumann，1903—1957），他們

（見(jiàn)圖1-3）為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

圖靈馮·諾依曼

圖1-3為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)奠定基礎(chǔ)的杰出科學(xué)家圖靈和馮·諾依曼

1．圖靈與人工智能

1936年，圖靈在他具有劃時(shí)代意義的論文《論可計(jì)算數(shù)及其在判定問(wèn)題中的應(yīng)用》中，論

述了一種理想的通用計(jì)算機(jī)，被后人稱為“圖靈機(jī)”。1950年，圖靈發(fā)表了另一篇著名論文

3

01-02.indd32022/8/1713:39:17

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

《計(jì)算機(jī)器與智能》，論文中指出：如果一臺(tái)機(jī)器對(duì)于質(zhì)問(wèn)的響應(yīng)與人類做出的響應(yīng)完全無(wú)法區(qū)

別，那么這臺(tái)機(jī)器就具有智能。這一論斷稱為圖靈測(cè)試，它奠定了人工智能的理論基礎(chǔ)。

圖靈并不只是一位純粹的抽象數(shù)學(xué)家，他還是一位擅長(zhǎng)電子技術(shù)的工程專家。他設(shè)計(jì)制造

的破譯機(jī)Bombe（炸彈）實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)采用繼電器的高速計(jì)算裝置。圖靈以獨(dú)特的思想創(chuàng)造的

破譯機(jī)，一次次成功地破譯了德國(guó)法西斯的密碼電文。

馮·諾依曼生前曾多次說(shuō)：“如果不考慮查爾斯·巴貝奇等人早先提出的有關(guān)思想，現(xiàn)代

計(jì)算機(jī)的概念當(dāng)屬于艾倫·圖靈”。由此可見(jiàn)，圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)影響巨大，為了紀(jì)念圖靈的

杰出貢獻(xiàn)，美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）專門設(shè)立了圖靈獎(jiǎng)，它是計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)界的最高成就獎(jiǎng)。

2．第一臺(tái)現(xiàn)代電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ABC

第一臺(tái)現(xiàn)代電子數(shù)字計(jì)算機(jī)是ABC（Atanasoff-BerryComputer，阿塔納索夫—貝瑞計(jì)算

機(jī)），它是美國(guó)科學(xué)家約翰·文森特·阿塔納索夫（JohnVincentAtanaso?）和他的研究生克利福

特·貝瑞（Cli?ordBerry）在1937年設(shè)計(jì)，于1942年測(cè)試成功的（見(jiàn)圖1-4）。1990年，阿塔納

索夫獲得了全美最高科技獎(jiǎng)“國(guó)家科技獎(jiǎng)”。

圖1-4第一臺(tái)現(xiàn)代電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ABC復(fù)制品和設(shè)計(jì)草圖（1939年）

ABC計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制電路進(jìn)行運(yùn)算；存儲(chǔ)系統(tǒng)采用不斷充電的電容器，具有數(shù)據(jù)記憶功

能；輸入系統(tǒng)采用了IBM公司的穿孔卡片；輸出系統(tǒng)采用高壓電弧燒孔卡片。

阿塔納索夫提出了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)最重要的3個(gè)基本原則：

①以二進(jìn)制的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，以保證運(yùn)算精度；

②利用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制和運(yùn)算，以保證運(yùn)算速度；

③采用計(jì)算功能與存儲(chǔ)功能的分離結(jié)構(gòu)，以簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)。

3．ENIAC計(jì)算機(jī)

1943年，第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，美國(guó)因新式火炮彈道計(jì)算需要運(yùn)算速度更快的計(jì)算機(jī)。賓

夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院36歲的物理學(xué)家約翰·莫克利（JohnMauchly）教授和他24歲的學(xué)生普

雷斯伯·埃克特（PresperEckert）博士，向軍方代表戈德斯坦提交了一份研制ENIAC計(jì)算機(jī)的

設(shè)計(jì)方案，軍方提供了48萬(wàn)美元的經(jīng)費(fèi)資助。1946年2月，莫克利成功研制出了ENIAC計(jì)算

機(jī)。ENIAC采用了18000多個(gè)電子管，10000多個(gè)電容器，7000個(gè)電阻，1500多個(gè)繼電器，

功率為150kW，質(zhì)量達(dá)30t，占地面積170m2。

莫克利在設(shè)計(jì)ENIAC之前曾經(jīng)拜訪過(guò)阿塔納索夫，并一起討論過(guò)ABC計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

因此，他在ENIAC的設(shè)計(jì)中采用了全電子管電路，沒(méi)有采用二進(jìn)制。ENIAC的程序?yàn)橥獠逍停?/p>

即用線路連接、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)和交換插孔等形式實(shí)現(xiàn)。它沒(méi)有存儲(chǔ)器，只有20個(gè)10位十進(jìn)制數(shù)的

寄存器，輸入/輸出設(shè)備有卡片、指示燈、開(kāi)關(guān)等。ENIAC進(jìn)行一個(gè)2s的運(yùn)算，需要用兩天的

時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)備工作，為此?？颂嘏c同事們討論過(guò)“存儲(chǔ)程序”的設(shè)計(jì)思想，遺憾的是沒(méi)有形成

4

01-02.indd42022/8/1713:39:17

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

文字記錄。

ENIAC的任務(wù)是分析炮彈軌跡，它能在1s內(nèi)完成5000次加法運(yùn)算，也可以在0.003s的時(shí)

間內(nèi)完成2個(gè)10位數(shù)乘法，一條炮彈軌跡的計(jì)算只需要20s，比炮彈的飛行速度還快。

4．馮·諾依曼與EDVAC計(jì)算機(jī)

1944年，馮·諾依曼專程到莫爾學(xué)院參觀了還未完成的ENIAC，并參加了為改進(jìn)ENIAC

而舉行的一系列專家會(huì)議。馮·諾依曼對(duì)ENIAC計(jì)算機(jī)的不足之處進(jìn)行了認(rèn)真分析，并討論了

全新的存儲(chǔ)程序的通用計(jì)算機(jī)方案。當(dāng)軍方要求設(shè)計(jì)一臺(tái)比ENIAC性能更好的計(jì)算機(jī)時(shí)，他提

出了EDVAC方案。

1945年，馮·諾依曼發(fā)表了計(jì)算機(jī)史上著名的論文First

Draft

of

a

Report

on

the

EDVAC

（EDVAC計(jì)算機(jī)報(bào)告的第一份草案），這篇手稿為101頁(yè)的論文，稱為“101報(bào)告”。在“101報(bào)

告”中，馮·諾依曼提出了計(jì)算機(jī)的五大結(jié)構(gòu)，以及存儲(chǔ)程序的設(shè)計(jì)思想，從而奠定了現(xiàn)代計(jì)

算機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

1952年，EDVAC計(jì)算機(jī)投入運(yùn)行，主要用于核武器的理論計(jì)算。EDVAC的改進(jìn)主要有兩

點(diǎn)：一是為了充分發(fā)揮電子元件的高速性能采用了二進(jìn)制；二是把指令和數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)起來(lái)，讓

機(jī)器能自動(dòng)執(zhí)行程序。EDVAC使用了大約6000個(gè)電子管和12000個(gè)二極管，占地面積約為

45.5m2，質(zhì)量為7.85t，功率為56kW。EDVAC利用水銀延時(shí)線作主存，可以存儲(chǔ)1000個(gè)44

位的字，用磁鼓作輔存，并且具有加減乘除的功能，運(yùn)算速度比ENIAC提高了240倍。EDVAC

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-5所示。

643241

?

???????

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S1S2S3

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???

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SEDVAC

???

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圖1-5EDVAC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)草圖（設(shè)計(jì)者不詳）

5．IBMSystem360計(jì)算機(jī)

1964年由IBM公司設(shè)計(jì)的IBMSystem360是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)最典型的代表產(chǎn)品，如圖1-6所示。

IBM360采用晶體管和集成電路作為主要器件。IBMSystem360的貢獻(xiàn)在于通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、

系列化，而且從IBMSystem360開(kāi)始有了計(jì)算機(jī)兼容的重要概念。

IBMSystem360計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)過(guò)程可說(shuō)是歷史上最大的一次豪賭，為了研發(fā)這臺(tái)大型計(jì)

算機(jī)，IBM征召了6萬(wàn)多名新員工，創(chuàng)建了5座新工廠，耗資50億美元，歷時(shí)5年時(shí)間進(jìn)行研

制，而當(dāng)時(shí)出貨的時(shí)間不斷延遲。IBMSystem360的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師是吉恩·阿姆達(dá)爾（Gene

Amdahl，1922—2015，美國(guó)），項(xiàng)目經(jīng)理是弗雷德里克·布魯克斯（FrederickP.Brooks）。布魯

克斯事后根據(jù)這項(xiàng)計(jì)劃的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，編寫了《人月神話：軟件項(xiàng)目管理之道》一書，記述了人

類工程史上一項(xiàng)里程碑式的大型復(fù)雜軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

5

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大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

圖1-6IBMSystem360計(jì)算機(jī)和機(jī)房工作現(xiàn)場(chǎng)（1964年）

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生后，計(jì)算機(jī)的基本元器件經(jīng)歷了電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路、大

規(guī)模和超大規(guī)模集成電路4個(gè)發(fā)展階段。計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度顯著提高，存儲(chǔ)容量大幅增加。同

時(shí)，軟件技術(shù)也有了較大的發(fā)展，出現(xiàn)了操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)、高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)等

系統(tǒng)軟件，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用開(kāi)始進(jìn)入許多領(lǐng)域。

1.1.3?微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

1．Altair8800微型計(jì)算機(jī)（牛郎星）

微型計(jì)算機(jī)（Microcomputer，簡(jiǎn)稱微機(jī)）的研制起始于20世紀(jì)70年代。早期微型計(jì)算機(jī)

產(chǎn)品有Kenbak公司1971年推出的Kenbak-1，這臺(tái)微型計(jì)算機(jī)沒(méi)有微處理器，也沒(méi)有操作系統(tǒng)。

1973年推出的Micral-N是第一臺(tái)采用微處理器（Intel8008）的商用微型計(jì)算機(jī)，它同樣沒(méi)有操

作系統(tǒng)，而且銷量極少。1975年推出的Altair8800（牛郎星）是第一臺(tái)現(xiàn)代意義上的通用型微

型計(jì)算機(jī)。如圖1-7所示，最初的Altair8800微型計(jì)算機(jī)包括：一個(gè)Intel8080微處理器、256B

存儲(chǔ)器（后來(lái)增加為4KB）、一個(gè)電源、一個(gè)機(jī)箱和有大量開(kāi)關(guān)和顯示燈的面板。Altair8800

微型計(jì)算機(jī)當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)售價(jià)為375美元，與當(dāng)時(shí)的大型計(jì)算機(jī)相比較，它非常便宜。

圖1-7Altair8800微型計(jì)算機(jī)（1975年）

Altair8800微型計(jì)算機(jī)發(fā)明人愛(ài)德華·羅伯茨（EdwardRoberts，1942—2010，美國(guó)）是

美國(guó)業(yè)余計(jì)算機(jī)愛(ài)好者，他擁有電子工程學(xué)位。早期的牛郎星微型計(jì)算機(jī)非常簡(jiǎn)陋，既沒(méi)有輸

入數(shù)據(jù)的鍵盤，也沒(méi)有輸出計(jì)算結(jié)果的顯示器。插上電源后，使用者需要用手撥動(dòng)面板上的開(kāi)

關(guān)，將二進(jìn)制數(shù)“0”或“1”輸進(jìn)機(jī)器。計(jì)算完成后，面板上的幾排小燈泡忽明忽滅，用發(fā)出

的燈光信號(hào)表示計(jì)算結(jié)果。

Altair8800完全無(wú)法與當(dāng)時(shí)的IBMSystem360、PDP-8等大型計(jì)算機(jī)相比，更像是一臺(tái)簡(jiǎn)

陋的游戲機(jī)，它只能勉強(qiáng)算是一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)在看來(lái)，正是這臺(tái)簡(jiǎn)陋的Altair8800微型計(jì)

算機(jī)，掀起了一場(chǎng)改變整個(gè)計(jì)算機(jī)世界的革命。它的一些設(shè)計(jì)思想直到今天也具有重要的指

導(dǎo)意義，如開(kāi)放式設(shè)計(jì)思想（如開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、開(kāi)放外設(shè)總線等）、微型化設(shè)計(jì)方法（如追求

產(chǎn)品的短小輕薄）、OEM生產(chǎn)方式（如部件定制、貼牌生產(chǎn)等）、硬件與軟件分離的經(jīng)營(yíng)模式

（早期計(jì)算機(jī)硬件和軟件由同一廠商設(shè)計(jì)）、保證易用性（如非專業(yè)人員使用、DIY）等。Altair

6

01-02.indd62022/8/1713:39:17

第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

8800的發(fā)明造就了一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)工業(yè)體系，并帶動(dòng)了一批軟件開(kāi)發(fā)商（如微軟公司）

和硬件開(kāi)發(fā)商（如蘋果公司）的成長(zhǎng)。

2．蘋果微型計(jì)算機(jī)AppleII

1976年，青年計(jì)算機(jī)愛(ài)好者斯蒂夫·喬布斯（Steve

Jobs，1955—2001，美國(guó)）和斯蒂夫·沃茲尼克亞（Steve

Wozniak）憑借1300美元，在家庭汽車庫(kù)里開(kāi)發(fā)出了

AppleI（蘋果）微型計(jì)算機(jī)。1977年，喬布斯推出了經(jīng)

典機(jī)型AppleII（見(jiàn)圖1-8）。這臺(tái)機(jī)器在當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)大受

歡迎，計(jì)算機(jī)從此進(jìn)入了發(fā)展史上的黃金時(shí)代。

圖1-8AppleII微型計(jì)算機(jī)（1977年）

AppleII微型計(jì)算機(jī)采用摩托羅拉（Motorola）公司

M6502芯片作為CPU，整數(shù)加法運(yùn)算速度為50萬(wàn)次/s。它有4KB動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）、

16KB只讀存儲(chǔ)器（ROM）、8個(gè)插槽主板、1個(gè)鍵盤、1臺(tái)顯示器，以及固化在ROM芯片中的

BASIC語(yǔ)言，售價(jià)為1300美元。AppleII微型計(jì)算機(jī)風(fēng)靡一時(shí)，成為當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上的主流微型計(jì)

算機(jī)。1978年蘋果公司股票上市，3周內(nèi)股票價(jià)格達(dá)到17.9美元，股票總值超過(guò)了福特汽車公

司，成為當(dāng)時(shí)最成功的公司。

3．個(gè)人計(jì)算機(jī)IBMPC5150

微型計(jì)算機(jī)發(fā)展初期，大型計(jì)算機(jī)公司對(duì)它不屑一顧，認(rèn)為那只是計(jì)算機(jī)愛(ài)好者的玩具而

已。但是蘋果公司的AppleII微型計(jì)算機(jī)在市場(chǎng)取得了極大成功，以及由此而引發(fā)的巨大經(jīng)濟(jì)

利益，引起了大型計(jì)算機(jī)公司的高度重視。

1981年8月，IBM公司推出了第一臺(tái)16位個(gè)人計(jì)算機(jī)IBMPC5150（見(jiàn)圖1-9）。IBM公司

將這臺(tái)計(jì)算機(jī)命名為PC（PersonalComputer，個(gè)人計(jì)算機(jī)）?，F(xiàn)在PC已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)的代名

詞。微型計(jì)算機(jī)終于突破了只為個(gè)人計(jì)算機(jī)愛(ài)好者使用的狀況，迅速普及到工程技術(shù)領(lǐng)域和商

業(yè)領(lǐng)域。

ISA????

DRAM

CPU

????

IBMPC5150?????⑤??

圖1-9IBMPC5150和主板（1981年）

IBMPC繼承了開(kāi)放式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，IBM公司公開(kāi)了除BIOS（基本輸入/輸出系統(tǒng)）之

外的全部技術(shù)資料，并通過(guò)分銷商傳遞給最終用戶，這一開(kāi)放措施極大地促進(jìn)了微型計(jì)算機(jī)的

發(fā)展。第一臺(tái)IBMPC采用了總線擴(kuò)充技術(shù)，并且IBM公司放棄了總線專利權(quán)。這意味著其他

公司也可以生產(chǎn)同樣總線的微型計(jì)算機(jī)，這給兼容機(jī)的發(fā)展開(kāi)辟了巨大的空間。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，每當(dāng)英特爾公司推出新型CPU產(chǎn)品時(shí)，馬上會(huì)有新型個(gè)人計(jì)算機(jī)

推出。第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)與目前個(gè)人計(jì)算機(jī)的性能比較如表1-1所示。個(gè)人計(jì)算機(jī)在過(guò)去40多

年里發(fā)生了許多重大變化。

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大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

表1-1第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)與目前個(gè)人計(jì)算機(jī)的性能比較

技術(shù)指標(biāo)第一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)目前個(gè)人計(jì)算機(jī)

機(jī)器型號(hào)IBMPC5150HPLaptop15-dh0007TXPRC

推出日期1981年8月2019年5月

CPU型號(hào)Intel8088（1核）IntelCorei79750H（6核）

CPU頻率4.77MHz2.6GHz

內(nèi)存容量64KBDRAM16GBDDR4

主板類型XTATX

外存容量5.25英寸軟驅(qū)160KB3.5英寸硬盤2TB

光驅(qū)規(guī)格無(wú)DVD刻錄光驅(qū)

顯示器單色11.5英寸CRT彩色23英寸LCD（觸摸屏）

顯示模式單色，720×350像素，文本處理彩色，1920×1080像素，3D圖形處理

音頻系統(tǒng)內(nèi)置揚(yáng)聲器6聲道集成聲卡+音箱+麥克風(fēng)

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無(wú)1000Mbit/s網(wǎng)卡+無(wú)線網(wǎng)卡+藍(lán)牙

操作系統(tǒng)DOS1.0（字符操作界面）Windows10（圖形操作界面）

啟動(dòng)時(shí)間16s左右50s左右

操作方式87鍵鍵盤107鍵無(wú)線鍵盤+無(wú)線鼠標(biāo)

其他接口1個(gè)LPT并口，2個(gè)COM串口8個(gè)USB接口，2個(gè)IEEE1394接口

市場(chǎng)價(jià)格3045美元12000元

通過(guò)表1-1可以看出，微型計(jì)算機(jī)在性能上得到了極大的提高，功能越來(lái)越強(qiáng)大，應(yīng)用涉

及各個(gè)領(lǐng)域。有統(tǒng)計(jì)資料表明，微型計(jì)算機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，至今已售出20億臺(tái)左

右。其中，75%用于辦公，25%用于個(gè)人用途，桌上型微型計(jì)算機(jī)占了81.5%。根據(jù)

拓展閱讀

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2020年我國(guó)電子計(jì)算機(jī)整機(jī)產(chǎn)量累計(jì)值達(dá)4.05億臺(tái)，其產(chǎn)

量比上一年累計(jì)增長(zhǎng)16%。

1.2?計(jì)算機(jī)技術(shù)特征與文化

計(jì)算機(jī)的類型

1.2.1?計(jì)算機(jī)技術(shù)的主要特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)是一種相對(duì)其能力而言比較便宜，而且功能強(qiáng)大的工具。同一臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠做許多

不同的工作，如科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、圖形設(shè)計(jì)、工業(yè)控制、文字排版、氣象預(yù)報(bào)、游戲娛

樂(lè)、通信交流、語(yǔ)音識(shí)別等。因此，計(jì)算機(jī)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。要完全列舉計(jì)算

機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用幾乎是一件不可能完成的任務(wù)。下面通過(guò)幾方面來(lái)探討計(jì)算機(jī)技術(shù)的主

要特點(diǎn)。

1．計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算特點(diǎn)

19世紀(jì)一位外國(guó)數(shù)學(xué)家將圓周率π的值計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后面707位，共花費(fèi)了15年的時(shí)間。

1984年一位日本人用計(jì)算機(jī)將π的值計(jì)算到1000萬(wàn)位，只用了24h。

英國(guó)氣象學(xué)家劉易斯·弗萊·理查森（LewisFryRichardson，1881—1953）編寫的《利用

數(shù)值方法做天氣預(yù)報(bào)》一書中，講述了如何進(jìn)行氣象預(yù)報(bào)的數(shù)值計(jì)算。為了求得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，

理查遜在1916年—1918年組織了大量人力進(jìn)行了第一次數(shù)值氣象預(yù)報(bào)嘗試，由許多人用手搖計(jì)

算機(jī)進(jìn)行了12個(gè)月的計(jì)算才完成，這次實(shí)驗(yàn)雖然失敗了，但給了人們有益的啟示。在理查森試

驗(yàn)的20年后，電子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世使數(shù)值氣象預(yù)報(bào)得以實(shí)現(xiàn)。1950年，美國(guó)科學(xué)家第一次成功地

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