第1章計(jì)算機(jī)概論

第1章計(jì)算機(jī)概論CATALOGUE目錄計(jì)算機(jī)基本概念計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)表示與處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能指標(biāo)與評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)新技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)01計(jì)算機(jī)基本概念計(jì)算機(jī)是一種能夠按照程序運(yùn)行，自動(dòng)、高速處理數(shù)據(jù)的電子設(shè)備。總結(jié)詞計(jì)算機(jī)具備高速運(yùn)算、記憶存儲(chǔ)、邏輯判斷和自動(dòng)化控制等功能，可以執(zhí)行多種任務(wù)，如數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、信息檢索等。詳細(xì)描述計(jì)算機(jī)定義與特點(diǎn)計(jì)算機(jī)發(fā)展經(jīng)歷了從電子管、晶體管到集成電路、超大規(guī)模集成電路等階段，性能不斷提高，體積不斷減小?？偨Y(jié)詞第一代計(jì)算機(jī)以電子管為主要元件，體積龐大，耗電量大，運(yùn)算速度慢。隨著技術(shù)的發(fā)展，第二代計(jì)算機(jī)采用晶體管，體積和重量有所減小，運(yùn)算速度也有所提升。第三代計(jì)算機(jī)則以集成電路為主要元件，性能和可靠性得到進(jìn)一步提升。第四代計(jì)算機(jī)則以大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路為主要元件，成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的代表，運(yùn)算速度更快，體積更小，可靠性更高。詳細(xì)描述計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、輔助設(shè)計(jì)、人工智能等。總結(jié)詞計(jì)算機(jī)在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，如天氣預(yù)報(bào)、物理模擬等。在數(shù)據(jù)處理方面，計(jì)算機(jī)可以高效地處理大量數(shù)據(jù)，如企業(yè)管理、財(cái)務(wù)管理等。在輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)可以幫助工程師進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和優(yōu)化。此外，計(jì)算機(jī)在人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛，如機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理等。詳細(xì)描述計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域02計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成硬件系統(tǒng)負(fù)責(zé)執(zhí)行程序中的指令，控制計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作。用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序，包括內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等，用于輸入輸出數(shù)據(jù)。連接各個(gè)部件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。中央處理器存儲(chǔ)器輸入輸出設(shè)備總線包括操作系統(tǒng)、語言處理程序等，用于管理和控制計(jì)算機(jī)的硬件資源。系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件軟件開發(fā)工具針對(duì)特定領(lǐng)域開發(fā)的軟件，如辦公軟件、圖像處理軟件等。用于開發(fā)軟件的工具，如編譯器、調(diào)試器等。030201軟件系統(tǒng)二進(jìn)制數(shù)制指令執(zhí)行存儲(chǔ)程序輸入輸出計(jì)算機(jī)工作原理01020304計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制數(shù)制進(jìn)行計(jì)算和存儲(chǔ)。計(jì)算機(jī)通過執(zhí)行指令來工作，指令由操作碼和操作數(shù)組成。程序被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，按照程序計(jì)數(shù)器的指示逐條取出并執(zhí)行指令。通過輸入輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)與外部環(huán)境的交互。03計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)表示與處理十六進(jìn)制十六進(jìn)制有0-9和A-F共16個(gè)數(shù)字，每一位有4位二進(jìn)制數(shù)表示。十進(jìn)制我們?nèi)粘Ｊ褂玫臄?shù)字就是十進(jìn)制，有0-9共10個(gè)數(shù)字。八進(jìn)制八進(jìn)制有0-7共8個(gè)數(shù)字，每一位有3位二進(jìn)制數(shù)表示。數(shù)制數(shù)制是計(jì)數(shù)的方法，常用的有二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制。二進(jìn)制二進(jìn)制只有0和1兩種狀態(tài)，適合計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯運(yùn)算。數(shù)制與編碼位是計(jì)算機(jī)中最小的數(shù)據(jù)單位，可以表示0或1。位(bit)字節(jié)是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本單位，1字節(jié)=8位。字節(jié)(Byte)1千字節(jié)=1024字節(jié)。千字節(jié)(KB)1兆字節(jié)=1024千字節(jié)。兆字節(jié)(MB)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位算術(shù)運(yùn)算包括加、減、乘、除等基本運(yùn)算。算術(shù)運(yùn)算邏輯運(yùn)算包括與、或、非等邏輯關(guān)系運(yùn)算。邏輯運(yùn)算數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括不同進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換和定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)的排序、查找、插入、刪除等操作。數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理04計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能指標(biāo)與評(píng)價(jià)

運(yùn)算速度指標(biāo)運(yùn)算速度指計(jì)算機(jī)每秒鐘執(zhí)行的指令數(shù)，常用單位是MIPS（百萬條指令每秒）。影響運(yùn)算速度的因素CPU的時(shí)鐘頻率、指令集、指令處理方式等。運(yùn)算速度的測(cè)試方法通過運(yùn)行基準(zhǔn)測(cè)試程序來測(cè)量計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。影響存儲(chǔ)容量的因素存儲(chǔ)器類型、容量大小、存儲(chǔ)位寬等。存儲(chǔ)容量的測(cè)試方法通過實(shí)際讀寫存儲(chǔ)器來測(cè)量其存儲(chǔ)容量。存儲(chǔ)容量指計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量，常用單位是字節(jié)（Byte）。存儲(chǔ)容量指標(biāo)指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。可靠性硬件質(zhì)量、軟件穩(wěn)定性、環(huán)境條件等。影響可靠性的因素通過模擬實(shí)際使用環(huán)境進(jìn)行長時(shí)間運(yùn)行和壓力測(cè)試來評(píng)估計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性。可靠性的測(cè)試方法可靠性指標(biāo)性能價(jià)格比指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能與其價(jià)格的比值，是評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)性價(jià)比的重要指標(biāo)。性能價(jià)格比的評(píng)估方法通過比較不同品牌和型號(hào)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合考慮其性能和價(jià)格因素，從而選擇性價(jià)比最優(yōu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。性能價(jià)格比評(píng)價(jià)05計(jì)算機(jī)新技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)VS人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，旨在研究和開發(fā)能夠模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)。它結(jié)合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等多學(xué)科的理論和技術(shù)，旨在探索智能的本質(zhì)，生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的一個(gè)重要分支，它利用計(jì)算機(jī)算法通過分析數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)并改進(jìn)性能，而不需要進(jìn)行明確的編程。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)挖掘、預(yù)測(cè)分析、自然語言處理等領(lǐng)域。人工智能人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)云計(jì)算云計(jì)算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。云計(jì)算使得企業(yè)能夠快速、靈活地響應(yīng)市場(chǎng)變化，降低IT成本，提高運(yùn)營效率。大數(shù)據(jù)處理技術(shù)大數(shù)據(jù)是指數(shù)據(jù)量極大、類型繁多、處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)處理技術(shù)包括數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、分析等方面的技術(shù)，旨在從海量數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息。云計(jì)算與大數(shù)據(jù)處理技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設(shè)備如射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)等，按照約定的協(xié)議，對(duì)任何物品進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)是指嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，具有針對(duì)性和不可替換性。它集計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)和實(shí)際需求于一體，滿足小型化、可靠性、低功耗等要求。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)技術(shù)量子計(jì)算量子計(jì)算利用量子力學(xué)原理進(jìn)行信息處理，具有超強(qiáng)的并行計(jì)算能力和對(duì)某些問題的指數(shù)級(jí)加速能力，