電子信息科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論-第2版課件第3章-計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)

電子信息科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論第3章計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)科學(xué)概述3.1計(jì)算機(jī)中信息的表示3.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)3.3計(jì)算機(jī)技術(shù)的新進(jìn)展3.5計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)3.43.1計(jì)算機(jī)科學(xué)概述發(fā)展歷史研究領(lǐng)域計(jì)算機(jī)？組成結(jié)構(gòu)功能分類特點(diǎn)初步認(rèn)識(shí)功能1、計(jì)算2、模擬、思維、自適應(yīng)反饋處理等對(duì)各種數(shù)字化信息進(jìn)行高速運(yùn)算和處理數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)控制、輔助工程、輔助教學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)通信、娛樂活動(dòng)用途通用機(jī)專用機(jī)組成結(jié)構(gòu)分類特點(diǎn)巨型機(jī)：國(guó)防、科學(xué)計(jì)算大/中：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器小型：工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集微型：商業(yè)、服務(wù)業(yè)、辦公自動(dòng)化、信息處理單片機(jī)：控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、性能、價(jià)格、依次遞減軟件硬件軟件：程序和有關(guān)文檔的總稱巨型機(jī)微機(jī)處理速度快計(jì)算精度高記憶能力強(qiáng)可靠的邏輯判斷能力可靠性高，通用性強(qiáng)……算籌祖沖之（429-500）算籌算盤7

計(jì)算尺威廉·奧特雷德(WilliamOughtred)及其發(fā)明的圓形計(jì)算尺風(fēng)靡18－19世紀(jì)的計(jì)算尺8施卡德計(jì)算機(jī)威海姆·施卡德，德國(guó)圖賓根大學(xué)教授，于1623年制造了第一臺(tái)機(jī)械式計(jì)算機(jī)。施卡德計(jì)算機(jī)復(fù)制品1960年，施卡德家鄉(xiāng)人根據(jù)示意圖重新制作。帕斯卡加法器Pascal和他的齒輪式加減法器萊布尼茨的乘法器Leibniz和他的乘法計(jì)算機(jī)巴貝奇和他的差分機(jī)及分析機(jī)Babbage和他的差分機(jī)及分析機(jī)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(tái)制表機(jī)邏輯代數(shù)奠基人——布爾1847年英國(guó)數(shù)學(xué)家布爾(Boole)創(chuàng)立了布爾代數(shù)，奠定了計(jì)算機(jī)進(jìn)行邏輯運(yùn)算的基礎(chǔ)。布爾代數(shù)和集電器開關(guān)的連接—香農(nóng)克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)（ClaudeElwoodShannon，1916年4月30日—2001年2月24日）是美國(guó)數(shù)學(xué)家、信息論的創(chuàng)始人。第一臺(tái)電磁式的計(jì)算機(jī)斯蒂比茲（G.Stibitz）朱斯（K.Zuse）圖靈及圖靈機(jī)、圖靈測(cè)試計(jì)算機(jī)與人工智能之父

——阿蘭·圖靈

圖靈是計(jì)算機(jī)邏輯的奠基者，許多人工智能的重要方法也源自這位偉大的科學(xué)家：24歲，提出圖靈機(jī)理論；31歲，參與Colossus（二戰(zhàn)時(shí)英國(guó)破解德國(guó)通信密碼的計(jì)算機(jī)）的研制；33歲，構(gòu)思了仿真系統(tǒng)；35歲，提出自動(dòng)程序設(shè)計(jì)概念；38歲，設(shè)計(jì)了“圖靈測(cè)試”；

在后來(lái)還創(chuàng)造了一門新學(xué)科——非線性力學(xué)；……。

最后一臺(tái)“史前”計(jì)算機(jī)MARKI艾肯等人制造的這一批機(jī)電計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上短暫的一頁(yè)。有人認(rèn)為這批計(jì)算機(jī)在它們開始運(yùn)行時(shí)，差不多就已經(jīng)過時(shí)了。這些機(jī)器的典型部件是普通電話繼電器。繼電器的開關(guān)速度大約是百分之一秒，這使計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度受到了極大的限制。從另一方面來(lái)看，由于在本世紀(jì)30年代已經(jīng)具備了制造電子計(jì)算機(jī)的技術(shù)能力，繼電器式計(jì)算機(jī)從一開始就注定要被電子計(jì)算機(jī)所取代。第一代電子計(jì)算機(jī)1946~1957年，電子管計(jì)算機(jī)，軟件使用機(jī)器語(yǔ)言。其特點(diǎn)為體積龐大，速度低，可靠性差，造價(jià)高；應(yīng)用：科學(xué)計(jì)算；代表機(jī)型：ENIAC、EDVAC、IBM650。第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC1946年2月，在美國(guó)陸軍部的主持下，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的艾克特(Eckert)和莫奇里(Mauchly)成功地設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱為ENIAC它占地170平方米，重28噸，耗電140kW，使用了18000個(gè)電子管，5000個(gè)繼電器，運(yùn)算速度為5000次/秒。20EDVAC,1950與UNIVAC,1951EDVAC(ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer)

是第一臺(tái)存儲(chǔ)程序的計(jì)算機(jī)，基于馮?諾依曼思想，誕生于1950年。UNIVAC(UniversalAutomaticComputer),

第一臺(tái)商業(yè)計(jì)算機(jī)，1951年由莫奇利與?？颂卦O(shè)計(jì)制造。21馮?諾依曼與IAS,1952馮?諾依曼的IAS

計(jì)算機(jī)誕生于1952。第二代晶體管計(jì)算機(jī)1958~1964年，晶體管計(jì)算機(jī)，它比第一代的電子管計(jì)算機(jī)耗電省、壽命長(zhǎng)、可靠性高、體積小。在軟件方面，高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言出現(xiàn)，如FORTRAN、ALGOL、COBOL，操作系統(tǒng)雛形開始形成；應(yīng)用：主要是數(shù)據(jù)處理；代表機(jī)型：IBM7094、CDC6600。第二代計(jì)算機(jī)代表機(jī)型IBM7094第三代集成電路計(jì)算機(jī)1965~1971年，集成電路計(jì)算機(jī)，軟件逐步形成了操作系統(tǒng)，編譯系統(tǒng)和應(yīng)用程序三個(gè)獨(dú)立的分支體系；應(yīng)用：科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制；代表機(jī)型：IBM360、370、PDP-11等。第三代計(jì)算機(jī)代表機(jī)型IBM360第四代大規(guī)模計(jì)算機(jī)1972年至今，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)，軟件有分布式系統(tǒng)、軟件工程標(biāo)準(zhǔn)化、專家系統(tǒng)、Java語(yǔ)言等。體積小、速度快、存儲(chǔ)容量大以及應(yīng)用廣泛是第四代電子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。應(yīng)用：各個(gè)領(lǐng)域；代表機(jī)型：IBM4300、3080，9000系列；在該階段，出現(xiàn)了微型計(jì)算機(jī)。第四代計(jì)算機(jī)代表機(jī)型IBM4300研究領(lǐng)域(1)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究(2)程序設(shè)計(jì)科學(xué)與方法論的研究(3)軟件工程基礎(chǔ)理論的研究

(4)人工智能與知識(shí)處理的研究

(5)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)及各種計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的研究

(6)理論計(jì)算機(jī)科學(xué)的研究

3.2計(jì)算機(jī)中信息的表示運(yùn)算1000101000111000111001110010001010010101000111001110010001“0”“1”數(shù)據(jù)編碼邏輯運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算數(shù)制功能字符數(shù)值有值無(wú)值信息的表示算術(shù)運(yùn)算數(shù)值碼制定點(diǎn)浮點(diǎn)表示小數(shù)點(diǎn)表示＋－號(hào)“0”“1”運(yùn)算真值八進(jìn)制十進(jìn)制…編碼數(shù)制轉(zhuǎn)換(71)10BCD碼十～二進(jìn)制轉(zhuǎn)換(01000111)2(01110001)BCD機(jī)器碼小數(shù)點(diǎn)、正負(fù)號(hào)算術(shù)運(yùn)算的表示數(shù)制二進(jìn)制數(shù)據(jù)表示計(jì)算機(jī)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)一的規(guī)則來(lái)表示數(shù)目的方法。數(shù)制每一種進(jìn)制都允許使用固定個(gè)數(shù)的數(shù)碼（基數(shù)）逢R進(jìn)一采用位權(quán)表示法進(jìn)位計(jì)數(shù)制N=an-1×rn-1＋an-2×rn-2＋…＋a0×r0＋a-1×r-1＋…＋a-m×r-mr進(jìn)制數(shù)N可表示為：R進(jìn)制數(shù)用

r個(gè)基本符號(hào)（例如0，1，2，…，r-1）表示數(shù)值基數(shù)位權(quán)數(shù)碼678.34=6×102+7×101+8×100+3×10-1+4×10-2每個(gè)數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個(gè)與數(shù)碼所在位置相關(guān)的常數(shù)，即位權(quán)。位權(quán)的大小是以基數(shù)為底，數(shù)碼所在位置的序號(hào)為指數(shù)的整數(shù)次冪。例如：（286）10中，2的位權(quán)是102；8的位權(quán)是101，6的位權(quán)是100再如：（247）8中，2的位權(quán)是82；4的位權(quán)是81，7的位權(quán)是80數(shù)制中的位權(quán)所謂二進(jìn)制就是以二元邏輯為基礎(chǔ)，用0和1二進(jìn)制碼組成各種信息進(jìn)行運(yùn)算，它確立了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)。二進(jìn)制數(shù)據(jù)表示計(jì)算機(jī)為什么使用二進(jìn)制不同數(shù)制數(shù)的表示不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算進(jìn)位計(jì)數(shù)制及不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換可靠性可行性簡(jiǎn)易性邏輯性計(jì)算機(jī)為什么使用二進(jìn)制用一排燈表示一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，明為數(shù)碼“1”，暗為數(shù)碼“0”01011010=十進(jìn)制的“10”=十進(jìn)制的“5”數(shù)的二進(jìn)制表示二進(jìn)制加法運(yùn)算的簡(jiǎn)單示例求C=A+B=5+7A：B：進(jìn)位標(biāo)志：運(yùn)算規(guī)則：C:0+0=01+0=10+1=11+1=10

A的當(dāng)前位+B的當(dāng)前位+進(jìn)位標(biāo)志=新進(jìn)位標(biāo)志和C的當(dāng)前位按4次PageDown演示各位的計(jì)算在數(shù)字后加字母B表示二進(jìn)制數(shù)，加字母O表示八進(jìn)制數(shù)，加字母D表示十進(jìn)制數(shù)，加字母H表示十六進(jìn)制數(shù)。例：

1011B為二進(jìn)制數(shù)1011，也記為（1011）2

1357O為八進(jìn)制數(shù)1357，也記為（1357）8

2049D為十進(jìn)制數(shù)2049，也記為（2049）103FB9H為十六進(jìn)制數(shù)3FB9，也記為（3FB9）16不同數(shù)制數(shù)的表示各進(jìn)制之間數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系任意進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為任意進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)化不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換任意進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)只要寫出該進(jìn)制數(shù)的按權(quán)展開式，進(jìn)行乘法和加法運(yùn)算，得出結(jié)果即可。不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為任意進(jìn)制數(shù)需對(duì)整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)化。整數(shù)部分采用“除基數(shù)取余法”，即用基數(shù)多次除被轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)，直到商為0，每次相除所得的余數(shù)，按逆序排列便是對(duì)應(yīng)的進(jìn)制數(shù)小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用“乘基數(shù)取整法”，即用基數(shù)多次乘被轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)的小數(shù)部分，每次相乘后，所得乘積的整數(shù)部分按正序排列就是對(duì)應(yīng)的進(jìn)制數(shù)不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換（185）10=（?）2（185）10=（10111001）2246………0223………0211………125………122………121………020………1185292………1余數(shù)不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換（0.8125）10=(?)20.8125

21.6250…10.6250

21.2500…10.2500

20.5000…00.5000

21.0000…1（0.8125）10=(0.1101)2整數(shù)不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換（185）10=（？）8（185）10=（271）882………780………2185823………1余數(shù)不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換（3981）10=(?)16（3981）10=（F8D）161615…….…8160……...15(F)

398116

248………13(D)余數(shù)不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)，概括為“三位合一”、即：以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，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(shí)，整數(shù)部分在高端補(bǔ)齊，小數(shù)部分在低端補(bǔ)齊。然后，把每一組二進(jìn)制數(shù)用一位相應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)位置不變，即得到八進(jìn)制數(shù)。不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換（1011010101110）213256為八進(jìn)制的13256（11011111.011100）233734為八進(jìn)制的337.34.八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，概括為“一位拆三位”，即把一位八進(jìn)制數(shù)寫成對(duì)應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)，然后按權(quán)連接即可。例如：(54270)8101100010111000(163.64)8001110011.110100不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)，概括為“四位合一”、即：以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，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(shí)，整數(shù)部分在高端補(bǔ)齊，小數(shù)部分在低端補(bǔ)齊。然后，把每一組二進(jìn)制數(shù)用一位相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)位置不變，即得到十六進(jìn)制數(shù)。不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換（1011010101110）216A

E為十六進(jìn)制的16AE（11010011111.01111000）269F78為十六進(jìn)制的69F.78.十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，概括為“一位拆四位”，即把一位十六進(jìn)制數(shù)寫成對(duì)應(yīng)的四位二進(jìn)制數(shù)，然后按權(quán)連接即可。例如：（B4F7）161011010011110111（C2.A8）1611000010.10101000不同數(shù)制間數(shù)的互相轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算

二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的減法運(yùn)算加法運(yùn)算法則0+0=00+1=1+0=11+1=0

1101+111011011減法運(yùn)算法則0-0=1-1=01-0=10-1=1

11011-11101101二進(jìn)制數(shù)的乘法運(yùn)算

二進(jìn)制數(shù)的除法運(yùn)算乘法運(yùn)算法則0×0=00×1=1×0=01×1=1除法運(yùn)算法則0÷0=00÷1=01÷1=1

1101×1010000011010000+110110000010

1011011111011101111111011100二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算

二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算

邏輯非運(yùn)算邏輯非的真值表AF=A0110邏輯與運(yùn)算邏輯與的真值表ABF=A×B000010100111邏輯或運(yùn)算邏輯或的真值表ABF=A+B000011101111

二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算

邏輯異或運(yùn)算邏輯異或的真值表ABF=A⊕B000011101110

二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算

計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位常用的數(shù)據(jù)編碼符號(hào)位的表示原碼、反碼和補(bǔ)碼定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)及編碼位（bit）：度量數(shù)據(jù)的最小單位。字節(jié)（Byte）：最常用的基本單位。K字節(jié) 1KB=1024ByteM（兆）字節(jié) 1MB=1024KBG（吉）字節(jié) 1GB=1024MB

T（太）字節(jié) 1TB=1024GB10010101=27+24+22+20=149計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位b7b6b5b4b3b2b1b0字(Word):字是位的組合,并作為一個(gè)獨(dú)立的信息單位處理。1Word=nB(n為整數(shù))字長(zhǎng)：指參加運(yùn)算的寄存器所含有的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù),它代表了機(jī)器的精度。常用的數(shù)據(jù)編碼

ACSII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)128個(gè)常用字符，用7位二進(jìn)制編碼，從0到127

控制字符：0～32，127（34個(gè)）；普通字符：94個(gè)。例如：“a”字符的編碼為1100001，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是97；換行0AH10

回車0DH13

空格 20H 32‘0’～‘9’30H～39H 48～57‘A’～‘Z’41H～5AH 65～90‘a(chǎn)’～‘z’ 61H～7AH 97～122BCD碼由于人們?nèi)粘Ｊ褂玫氖鞘M(jìn)制，而機(jī)器內(nèi)使用的是二進(jìn)制，所以，需要將十進(jìn)制表示成二進(jìn)制碼。

BCD碼用十個(gè)不同的碼:

0000，0001，0010，0011，0100，

0101，0110，0111，1000，1001，表示0~~9的十進(jìn)制碼，但它的每位是用二進(jìn)制編碼來(lái)表示的，因此稱為二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制（BinaryCodedDecimal）。常用的數(shù)據(jù)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輸入碼為方便人工通過鍵盤輸入漢字而設(shè)計(jì)的代碼稱為漢字輸入碼，又稱漢字外碼，簡(jiǎn)稱外碼。

漢字輸入編碼方案：音碼類全拼、雙拼、微軟拼音和智能ABC等形碼類五筆字型法、鄭碼輸入法等

音形類自然碼輸入法流水碼電信業(yè)中通用的電報(bào)碼漢字編碼(2)漢字國(guó)標(biāo)碼(GB2312－80)

每個(gè)漢字編碼占兩個(gè)字節(jié)，該編碼就是國(guó)標(biāo)碼。 一級(jí)漢字：3755個(gè)；二級(jí)漢字：3008個(gè)。 在基本集中，漢字按規(guī)則排成94行，94列，行號(hào)稱為區(qū)號(hào)，列號(hào)稱為位號(hào)，區(qū)號(hào)+位號(hào)=區(qū)位碼。例：“中”，區(qū)號(hào)為54，位號(hào)為48，區(qū)位碼為5448“國(guó)”，區(qū)號(hào)為25，位號(hào)為90，區(qū)位碼為2590

國(guó)標(biāo)碼是將漢字的區(qū)碼和位碼分別用十六進(jìn)制表示，再加上2020H。例：“中”的區(qū)位碼為5448，轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制為3630H，轉(zhuǎn)換成國(guó)標(biāo)碼為5650H“國(guó)”的區(qū)位碼為2590，轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制為195AH，轉(zhuǎn)換成國(guó)標(biāo)碼為397AH漢字編碼(3)漢字內(nèi)碼漢字在設(shè)備或信息處理系統(tǒng)內(nèi)部最基本的表達(dá)形式，簡(jiǎn)稱機(jī)內(nèi)碼。

機(jī)內(nèi)碼=國(guó)標(biāo)碼+8080H例：漢字國(guó)標(biāo)碼漢字內(nèi)碼中 5650H D6D0H

國(guó)397AHB9FAH漢字編碼(4)漢字字形碼（漢字輸出碼或字模）點(diǎn)陣：漢字字形點(diǎn)陣的代碼

有16×16、24×24、32×32、48×48等編碼、存儲(chǔ)方式簡(jiǎn)單、無(wú)需轉(zhuǎn)換直接輸出，放大后產(chǎn)生的效果差。矢量：存儲(chǔ)的是描述漢字字形的輪廓特征，矢量方式特點(diǎn)正好與點(diǎn)陣相反。漢字編碼

Unicode碼

另一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：采用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一地表示世界上的主要文字。

GBK碼

GBK新的中文編碼擴(kuò)展國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2字節(jié)表示一個(gè)漢字第一字節(jié)從81H~FEH，最高位為1；第二字節(jié)從40H~FEH，第二字節(jié)的最高位不一定是1。

BIG5編碼臺(tái)灣、香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標(biāo)準(zhǔn)，包括440個(gè)符號(hào)，一級(jí)漢字5401個(gè)、二級(jí)漢字7652個(gè)，共計(jì)13060個(gè)漢字。其他漢字編碼在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)都是采用二進(jìn)制表示，對(duì)于數(shù)的符號(hào)，也用“0”或“1”表示，“0”表示正，“1”表示負(fù)；數(shù)的最高位為符號(hào)位。在機(jī)器內(nèi)存放的正負(fù)號(hào)符號(hào)化的數(shù)稱為機(jī)器數(shù)，把機(jī)器外存放的由正負(fù)號(hào)表示的數(shù)稱作真值。真值機(jī)器數(shù)+0+000000000000000

-0-000000010000000+5+000010100000101-5-000010110000101真值機(jī)器數(shù)符號(hào)位的表示機(jī)器數(shù)在運(yùn)算時(shí)必須考慮符號(hào)位的處理。在機(jī)器中有三種表示數(shù)的方法：原碼：原碼的最高位為符號(hào)位，數(shù)值部分為原數(shù)的絕對(duì)值。反碼：正數(shù)的反碼和原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼是對(duì)其原碼除符號(hào)位外的部分求反。補(bǔ)碼：正數(shù)的補(bǔ)碼和原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在其反碼的最后一位上加1。原碼、反碼和補(bǔ)碼

(3)補(bǔ)碼0X1|X|0<=XX<=0+7：00000111+0：00000000

-7：10000111 -0：10000000[X]原=+7：00000111+0：000000000X1|X|0<=XX<=00X1|X|+10<=XX<=0

+7：00000111+0：00000000

-7：11111000-0：11111111-7：11111001-0：00000000(2)反碼[X]反=[X]反=原碼、反碼和補(bǔ)碼假定一個(gè)數(shù)在機(jī)器中占用8位。(1)原碼73-73=（01001001）補(bǔ)+（10110111）補(bǔ)=（00000000）補(bǔ)例1：73-127=（01001001）補(bǔ)+（10000001）補(bǔ)=（11001010）補(bǔ)=（10110101）反=（10110110）原=-（25+24+22+21）10=-54例2：原碼、反碼和補(bǔ)碼定點(diǎn)表示法與定點(diǎn)數(shù)約定小數(shù)點(diǎn)隱含地固定在某一位置不變，這種表示方法稱為定點(diǎn)表示法，用定點(diǎn)表示法表示的數(shù)叫定點(diǎn)數(shù)。小數(shù)點(diǎn)的位置一般在程序中約定。定點(diǎn)數(shù)根據(jù)其字長(zhǎng)的不同來(lái)確定所表示數(shù)的范圍，如32位字長(zhǎng)的數(shù)所能表示的數(shù)的范圍為-231—231-1定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)符號(hào)位bmbm-1bm-2b1………...隱含小數(shù)點(diǎn)整數(shù)的定點(diǎn)表示：符號(hào)位b-1b-2b-3b-m………...隱含小數(shù)點(diǎn)小數(shù)的定點(diǎn)表示：定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)表示法與浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)的位置可以改變的數(shù)的表示法稱作浮點(diǎn)表示法。用浮點(diǎn)表示法所表示的數(shù)稱為浮點(diǎn)數(shù)。它類似于科學(xué)計(jì)數(shù)法，如1234.56可以表示為1040.123456;0.0004567可以表示為10-30.4567。浮點(diǎn)表示法的一般形式為：N=2E

M其中E和M都是帶符號(hào)的數(shù)，E為階碼，M為尾數(shù)。浮點(diǎn)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)所占位數(shù)確定被表示數(shù)的精度。定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)例：110.011(B)=1.10011×2+10=0.110011×2+11階碼尾符階符尾數(shù)1100110011N=尾符

尾數(shù)

2階符

階碼尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍

規(guī)格化的形式：尾數(shù)的絕對(duì)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(diǎn)的位置。

定點(diǎn)整數(shù)定點(diǎn)小數(shù)定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)3.3計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)（二）性能指標(biāo)（三）工作原理（一）體系結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)馮·諾依曼微機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)通過78現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都是基于馮.諾依曼模型4個(gè)子系統(tǒng)程序存儲(chǔ)指令順序執(zhí)行1、馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)1.運(yùn)算器2.控制器3.存儲(chǔ)器4.輸入設(shè)備5.輸出設(shè)備

計(jì)算機(jī)硬件的基本組成計(jì)算機(jī)的工作流程圖外存儲(chǔ)器主機(jī)CPU內(nèi)存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備微型計(jì)算機(jī)的硬件組成微型計(jì)算機(jī)外觀微型計(jì)算機(jī)又稱個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer,簡(jiǎn)稱PC），通常微機(jī)的硬件由主機(jī)和外設(shè)組成。

系統(tǒng)主板

系統(tǒng)主板（Mainboard）又稱母板，是一塊多層集成電路板。主板的基本結(jié)構(gòu)如圖：

CPU

CPU即中央處理器，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)中全部運(yùn)算和控制。主要性能指標(biāo)有：主頻、倍頻和外頻內(nèi)存總線速度地址總線寬度L1高速緩存（一級(jí)高速緩存）存儲(chǔ)器

1.內(nèi)部存儲(chǔ)器(1)隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）(2)只讀存儲(chǔ)器（ROM）(3)高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）外部存儲(chǔ)器

外部存儲(chǔ)器又稱輔助存儲(chǔ)器，主要用于長(zhǎng)期存儲(chǔ)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(chǔ)器。它們通過驅(qū)動(dòng)器和內(nèi)存交換數(shù)據(jù)。

1.硬盤

外部存儲(chǔ)器1.光驅(qū)與光盤

光驅(qū)

刻錄機(jī)光盤外部存儲(chǔ)器

閃速存儲(chǔ)器(flashmemory):常用的有U盤，CF（CompactFlash）卡、SM（SmartMedia）卡、MMC（MultiMediaCard）卡等等。優(yōu)盤輸入設(shè)備輸入設(shè)備將數(shù)字、字符、圖形圖像等信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的信號(hào)。常見的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等。鼠標(biāo)鍵盤輸入設(shè)備掃描儀數(shù)碼相機(jī)

輸出設(shè)備輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成人們能夠識(shí)別的符號(hào)、圖形圖像、聲音和視頻等形式顯示出來(lái)。常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)等。1.顯示器

CRT純平顯示器液晶顯示器

輸出設(shè)備2.打印機(jī)針式打印機(jī)噴墨打印機(jī)激光打印機(jī)

各種插卡1.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。各種插卡2.顯卡顯卡又稱顯示適配器，作用是控制顯示器的顯示方式。

主頻字長(zhǎng)內(nèi)存容量存取周期運(yùn)算速度性能指標(biāo)運(yùn)算器能同時(shí)處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。決定計(jì)算機(jī)的精度內(nèi)存中能存貯信息的總字節(jié)數(shù)。8個(gè)二進(jìn)制位稱為一個(gè)字節(jié)。存貯器連續(xù)兩次獨(dú)立的“讀”或“寫”操作所需的最短時(shí)間。單位是納秒綜合性指標(biāo)。單位為MIPS（百萬(wàn)條指令/秒）CPU在單位時(shí)間內(nèi)輸出的脈沖數(shù)。很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。單位是MHz

基本概念指令：計(jì)算機(jī)執(zhí)行的一個(gè)基本操作。程序：完成特定功能的指令的序列。指令系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)所能識(shí)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(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器中，CPU循環(huán)執(zhí)行當(dāng)前程序指針寄存器所對(duì)應(yīng)的指令，并將計(jì)算的結(jié)果放入其指定的存儲(chǔ)器地址中，直至程序結(jié)束。

計(jì)算機(jī)的基本工作原理3.4計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)算法程序設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)較深入認(rèn)識(shí)!@#%*&^%tR:”*&%!@”:&%$#&:!@#%*&^%tR:”&%!@”:&程序基本知識(shí)（一）計(jì)算機(jī)軟件的基本知識(shí)

為各種應(yīng)用領(lǐng)域解決某些具體問題而編制的軟件。如文字處理軟件Word、財(cái)務(wù)管理軟件、輔助教學(xué)軟件等。程序方法規(guī)則文檔數(shù)據(jù)操作系統(tǒng)、各種程序語(yǔ)言的翻譯系統(tǒng)、診斷程序和故障處理程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件等。系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件程序設(shè)計(jì)風(fēng)格程序設(shè)計(jì)步驟結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（二）程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言即計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，用來(lái)產(chǎn)生由計(jì)算機(jī)處理和執(zhí)行的指令。機(jī)器語(yǔ)言：用“0”、“1”代碼組成，計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別的低級(jí)語(yǔ)言。

匯編語(yǔ)言：用能幫助記憶的英文縮寫符號(hào)表示，計(jì)算機(jī)不能直接識(shí)別。高級(jí)語(yǔ)言：類似于人類語(yǔ)言，其源程序也不能直接被識(shí)別。程序設(shè)計(jì)風(fēng)格程序設(shè)計(jì)步驟

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（二）程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)即模塊化設(shè)計(jì)，將待開發(fā)的軟件系統(tǒng)分為若干相互獨(dú)立的模塊，這樣使完成每一個(gè)模塊的工作變的單純而明確，為設(shè)計(jì)一些較大的軟件打下了良好的基礎(chǔ)。順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)

程序設(shè)計(jì)風(fēng)格程序設(shè)計(jì)步驟結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（二）程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)

一般有12個(gè)步驟程序設(shè)計(jì)就是用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫程序的過程。一般有以下幾個(gè)步驟：(1)問題定義(2)劃分模塊(3)確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(4)確定算法(5)畫出框圖或流程圖(6)完成設(shè)計(jì)計(jì)劃文檔(7)編寫代碼(8)語(yǔ)法檢查(9)運(yùn)行調(diào)試(10)反復(fù)修改調(diào)試(11)系統(tǒng)測(cè)試(12)完成其它文檔程序設(shè)計(jì)風(fēng)格程序設(shè)計(jì)步驟結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（二）程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)

一般有12個(gè)步驟程序設(shè)計(jì)風(fēng)格是指一個(gè)人編制程序時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)，習(xí)慣，邏輯思路等。源程序文檔化：標(biāo)識(shí)符應(yīng)按意取名；程序應(yīng)加注釋。數(shù)據(jù)說明：順序應(yīng)規(guī)范，使數(shù)據(jù)的屬性更易于查找。語(yǔ)句構(gòu)造的原則是：簡(jiǎn)單直接。輸入和輸出效率

（三）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系，即數(shù)據(jù)的組織形式。

研究即數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系即數(shù)據(jù)元素及其關(guān)系在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的表示即對(duì)數(shù)據(jù)施加的操作數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)運(yùn)算幾種典型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(c)棧的示意圖（d）隊(duì)列的示意圖（e）圖的示意圖（f）樹的示意圖（四）數(shù)據(jù)算法數(shù)據(jù)算法指完成一個(gè)任務(wù)所需要的具體步驟和方法。算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)=程序有零或多個(gè)輸入有一或多個(gè)輸出描述必須無(wú)歧義以保結(jié)果的確定有限的步驟操作的有效性自然語(yǔ)言偽代碼等圖形工具傳統(tǒng)流程圖N-S流程圖討論比較邏輯判斷重復(fù)程序就是用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述的算法。遞歸枚舉法查找算法時(shí)間復(fù)雜度空間復(fù)雜度是否易理解和易維護(hù)算法的特性算法的描述常用算法算法評(píng)價(jià)開始輸出m真結(jié)束假輸入m,n輸入m,n輸出m直到為真為止N-S流程圖傳統(tǒng)流程圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的關(guān)系算法實(shí)現(xiàn)算法設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（五）操作系統(tǒng)

裸機(jī)操作系統(tǒng)BIOS應(yīng)用程序用戶硬件的組合不能獨(dú)立工作basicinput/outputsystem是一個(gè)基本軟件系統(tǒng)

提供最基本的計(jì)算機(jī)操作功能，如接收鍵盤字符的輸入等＋操作系統(tǒng)是基于BIOS之上，用于運(yùn)行應(yīng)用軟件的一套軟件。負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的各種資源，提供操作計(jì)算機(jī)所需的工作界面。分類特點(diǎn)功能網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)型態(tài)多樣化：簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(jī)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(gè)基本特征。3.5計(jì)算機(jī)技術(shù)的新進(jìn)展趨勢(shì)難題云計(jì)算量子計(jì)算機(jī)較全面認(rèn)識(shí)我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r技術(shù)未來(lái)計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的（一）我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r歷史的印跡從1956195819591965197319741977198319921995……2010將永遠(yuǎn)延續(xù)開始研制第一代計(jì)算機(jī)完成巨型“銀河”計(jì)算機(jī)研制“天河一號(hào)A”成為當(dāng)時(shí)世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)完成集成電路的大型計(jì)算機(jī)研制1.計(jì)算機(jī)整機(jī)天河—2號(hào)計(jì)算機(jī)國(guó)防科技術(shù)大學(xué)在“天河一號(hào)A”的基礎(chǔ)上對(duì)加速節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了擴(kuò)充與升級(jí)，新的“天河二號(hào)”以峰值計(jì)算速度每秒5.49億億次、持續(xù)計(jì)算速度每秒3.39億億次雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算的優(yōu)異性能位居榜首，成為全球最快超級(jí)計(jì)算機(jī)。在2014年6月23日公布的全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單中，中國(guó)“天河二號(hào)”以比第二名美國(guó)“泰坦”快近一倍的速度連續(xù)第三次獲得冠軍！2.微處理器3.軟件產(chǎn)業(yè)軟件包括：基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用軟件、嵌入式軟件、網(wǎng)絡(luò)游戲軟件、互聯(lián)網(wǎng)軟件等等。軟件產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。

軟件作為一種無(wú)污染、微能耗、高效益的產(chǎn)品，不但能大幅度提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率，而且自身能形成龐大經(jīng)濟(jì)規(guī)模，創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益。全國(guó)各地建立了一批軟件產(chǎn)業(yè)園，極大地推動(dòng)了我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國(guó)軟件從業(yè)人員已達(dá)數(shù)百萬(wàn)人，收入過十億元的企業(yè)上百家。2005年我國(guó)首款64位通用高性能微處理器龍芯2號(hào)正式面世，最高頻率為500MHz，實(shí)際性能與1GHz的奔騰4性能相當(dāng)，預(yù)計(jì)2011年底國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)將全面采用國(guó)產(chǎn)CPU芯片。2002年中科院計(jì)算所和北京神州龍芯公司聯(lián)合宣布：具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的我國(guó)首款32位通用高性能微處理器—“龍芯1號(hào)”研制成功。從此，中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)“無(wú)芯”時(shí)代宣告結(jié)束。（二）未來(lái)計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)與難題3、深2、廣1、高性能越來(lái)越高，速度越來(lái)越快無(wú)處不在，滲透各領(lǐng)域提高計(jì)算機(jī)的性能有兩個(gè)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(shù)還可以提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。主要表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的主頻越來(lái)越高。未來(lái)計(jì)算機(jī)可能像紙張一樣便宜，可以一次性使用，計(jì)算機(jī)將成為不被人注意的最常用的日用品。信息的智能化發(fā)展模擬人類思維，計(jì)算機(jī)越來(lái)越聰明，不僅能做一些復(fù)雜的事情，而且能做一些需“智慧”才能做的事，比如推理、學(xué)習(xí)、聯(lián)想等。（二）未來(lái)計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)與難題3、智能化

2、功耗

1、復(fù)雜性

系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的復(fù)雜芯片的功耗一個(gè)芯片的晶體管有上億甚至幾十億個(gè)，這個(gè)數(shù)目已和大腦里的神經(jīng)元的數(shù)目一樣多，如何保證一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)能夠正常的工作而不出現(xiàn)錯(cuò)誤，這已不是一般的測(cè)量能夠解決的問題。大約每隔一年半，芯片的性能翻一翻,且可能會(huì)造成功耗也翻一翻。功耗越大,放熱越多?，F(xiàn)在一個(gè)芯片放熱一兩百瓦,還可以用風(fēng)扇來(lái)散熱,但若再翻一翻，散熱就十分困難了。信息變成你所需要的知識(shí)這里不是說簡(jiǎn)單的搜索到與我輸入的關(guān)鍵字相匹配的內(nèi)容，而是要計(jì)算機(jī)將收集到的知識(shí)系統(tǒng)化。比如,你詢問計(jì)算機(jī)什么是云計(jì)算？未來(lái)的計(jì)算機(jī)就能在千千萬(wàn)萬(wàn)的網(wǎng)頁(yè)中找到與此相關(guān)的內(nèi)容,并組織好一篇文章來(lái)告訴你

楚國(guó)人坐船渡河，不慎將劍掉入河中。他在舟上刻下記號(hào)，說：“云標(biāo)記”。當(dāng)船停駛時(shí)，他跳入河中輕松將劍撈了起來(lái)。旁人都很詫異，楚國(guó)人淡定地說：“云搜索?！保ㄈ┰朴?jì)算正式提出云計(jì)算的概念2005年云計(jì)算已經(jīng)成為IT的發(fā)展趨勢(shì)云計(jì)算–一種新的突破式創(chuàng)新云計(jì)算的推動(dòng)力商業(yè)的需求：降低IT成本、簡(jiǎn)化IT管理和快速響應(yīng)市場(chǎng)變化運(yùn)營(yíng)的需求：規(guī)范流程、降低成本、節(jié)約能源計(jì)算的需求：更大的數(shù)據(jù)量、更多的用戶技術(shù)的進(jìn)步：虛擬化、多核、自動(dòng)化、Web技術(shù)網(wǎng)格計(jì)算?用并行計(jì)算解決大的計(jì)算問題效用計(jì)算把計(jì)算資源作為一種可計(jì)量的服務(wù)提供出來(lái)軟件即是服務(wù)基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用訂購(gòu)隨需應(yīng)變的計(jì)算整合的端到端業(yè)務(wù)，能夠快速響應(yīng)任何客戶需求、市場(chǎng)機(jī)會(huì)或者外部威脅云計(jì)算?在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)訪問動(dòng)態(tài)提供的IT資源

是分布式處理(DistributedComputing)、并行處理(ParallelComputing)和網(wǎng)格計(jì)算(GridComputing)的發(fā)展，或者說是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。什么是云計(jì)算？（云計(jì)算是一種通過Internet以服務(wù)的方式提供動(dòng)態(tài)可伸縮的虛擬化的資源的計(jì)算模式.云計(jì)算是：像用電、水一樣使用IT發(fā)電廠企業(yè)自己部署發(fā)電設(shè)施企業(yè)使用公共電力服務(wù)電力傳輸網(wǎng)絡(luò)企業(yè)B企業(yè)A企業(yè)C企業(yè)A企業(yè)B企業(yè)C互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)服務(wù)商

數(shù)據(jù)在云端：不怕丟失,不必備份，任意點(diǎn)恢復(fù)；

軟件在云端：不必下載自動(dòng)升級(jí)；

無(wú)所不在的計(jì)算：在任何時(shí)間，任意地點(diǎn)，任何設(shè)備登錄后就可以進(jìn)行計(jì)算服務(wù)；

無(wú)限強(qiáng)大的計(jì)算：具有無(wú)限空間的，無(wú)限速度。PCC/S云計(jì)算硬件為中心軟件為中心服務(wù)為中心一般IT基礎(chǔ)架構(gòu)的挑戰(zhàn)問題

四個(gè)關(guān)鍵問題：應(yīng)用運(yùn)維整合應(yīng)用軟件集成軟件平臺(tái)整合硬件系統(tǒng)整合傳統(tǒng)企業(yè)信息化服務(wù)的模型122開發(fā)商A應(yīng)用A維護(hù)開發(fā)商B應(yīng)用B維護(hù)開發(fā)商C應(yīng)用C維護(hù)開發(fā)商X應(yīng)用X維護(hù)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、套件軟件、工具軟件等系統(tǒng)軟件維護(hù)服務(wù)器、存儲(chǔ)、備份、網(wǎng)絡(luò)、通訊、安全、桌面等系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)服務(wù)器、存儲(chǔ)、備份、網(wǎng)絡(luò)、通訊、安全、桌面等系統(tǒng)產(chǎn)品維保供電、通風(fēng)、監(jiān)控、消防、門禁、接地、避雷、機(jī)架等機(jī)房產(chǎn)品維保企業(yè)IT運(yùn)行部門系統(tǒng)維保服務(wù)商系統(tǒng)軟件服務(wù)商系統(tǒng)運(yùn)維服務(wù)商機(jī)房維保服務(wù)商煙囪式的建設(shè)分布式的開發(fā)分離式的運(yùn)維云計(jì)算將改變模式單一、重復(fù)建設(shè)、各自為陣的狀態(tài)云計(jì)算理念：一切皆服務(wù)

開發(fā)商A應(yīng)用A維護(hù)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、套件軟件、工具軟件等系統(tǒng)軟件維護(hù)服務(wù)器、存儲(chǔ)、備份、網(wǎng)絡(luò)、通訊、安全、桌面等系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)服務(wù)器、存儲(chǔ)、備份、網(wǎng)絡(luò)、通訊、安全、桌面等系統(tǒng)產(chǎn)品維保供電、通風(fēng)、監(jiān)控、消防、門禁、接地、避雷、機(jī)架等機(jī)房產(chǎn)品維保開發(fā)商B應(yīng)用B維護(hù)開發(fā)商C應(yīng)用C維護(hù)開發(fā)商X應(yīng)用X維護(hù)軟件開發(fā)服務(wù)（SDaaS）：云開發(fā)服務(wù)平臺(tái)服務(wù)（PaaS）：云平臺(tái)服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)（IaaS）：云架構(gòu)服務(wù)運(yùn)維服務(wù)（OaaS）：云運(yùn)營(yíng)服務(wù)軟件服務(wù)（SaaS）：云軟件服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)（DCaaS）：云數(shù)據(jù)中心服信息融合服務(wù)

云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)

降低總體擁有成本(TCO)通過計(jì)算資源共享及動(dòng)態(tài)分配，提高資產(chǎn)利用率減少能耗，節(jié)能減排減少管理成本共享架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化提升業(yè)務(wù)連續(xù)性奠定SOA的基礎(chǔ)可利用通用IT工具提高靈活性系統(tǒng)資源池化對(duì)應(yīng)用屏蔽底層資源的復(fù)雜度平臺(tái)開放，擴(kuò)展靈活，選擇性強(qiáng)MailTrust為全球超過10萬(wàn)個(gè)商業(yè)伙伴保存郵件賬號(hào)信息，使用AmazonAWS作為備份解決方案，節(jié)約了超過75%的成本。Animoto是一個(gè)在線視頻生成程序，使用EC2快速地?cái)U(kuò)展了處理能力度過峰值，曾經(jīng)使用3500個(gè)同時(shí)運(yùn)行的虛擬實(shí)例。Google的服務(wù)器利用率可以達(dá)到一般企業(yè)中的利用率的280%利用GoogleAppEngine或微軟Azure提供的各種API和服務(wù)組件，可以快速開發(fā)應(yīng)用并提供服務(wù)。云計(jì)算即將走上穩(wěn)定的生產(chǎn)期云計(jì)算已過了最高期望點(diǎn)、炒作高峰期！技術(shù)觸發(fā)期被夸大的預(yù)期峰值幻滅的低谷啟蒙斜坡穩(wěn)定的生產(chǎn)期

云計(jì)算處于快速發(fā)展階段況

云計(jì)算處于快速發(fā)展階段況

十年一浪潮云服務(wù)提供面向云服務(wù)消費(fèi)者，提供統(tǒng)一登錄界面和訪問根據(jù)云服務(wù)資源狀況和消費(fèi)者需求，包裝云服務(wù)資源對(duì)云服務(wù)的消費(fèi)設(shè)立服務(wù)等級(jí)，按需計(jì)費(fèi)管理云消費(fèi)者狀態(tài)和請(qǐng)求簡(jiǎn)化和標(biāo)準(zhǔn)化云服務(wù)管理運(yùn)行維護(hù)云計(jì)算架構(gòu)系統(tǒng)，保障云架構(gòu)的穩(wěn)定和可靠云計(jì)算整體邏輯結(jié)構(gòu)

私有云公有云混合云操作系統(tǒng)+應(yīng)用服務(wù)引擎應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施(IaaS)應(yīng)用平臺(tái)(PaaS)應(yīng)用軟件(SaaS)Infrastructureasa

Service以服務(wù)的形式提供虛擬硬件資源，如虛擬主機(jī)/存儲(chǔ)/網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)庫(kù)管理等資源。用于無(wú)需購(gòu)買服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備，只需通過互聯(lián)網(wǎng)租賃即可搭建自己的應(yīng)用系統(tǒng)典型應(yīng)用：AmazonWeb

Service(AWS)Platformasa

Service提供應(yīng)用服務(wù)引擎，如互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用編程接口/運(yùn)行平臺(tái)等。用戶基于該應(yīng)用服務(wù)引擎，可以構(gòu)建該類應(yīng)用。典型應(yīng)用：GoogleAppEngine,F,MicrosoftAzure服務(wù)平臺(tái)Softwareasa

Service用戶通過Internet(如瀏覽器)來(lái)使用軟件。用戶不必購(gòu)買軟件，只需按需租用軟件典型應(yīng)用：GoogleDoc,S,OracleCRMOnDemand,OfficeLiveWorkspace面向外部用戶需求，通過開放網(wǎng)絡(luò)提供云計(jì)算服務(wù)IDC，GoogleApp，Saleforce在線CRM大型企業(yè)按照云計(jì)算的架構(gòu)搭建平臺(tái)，面向企業(yè)內(nèi)部需求提供云計(jì)算服務(wù)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)中心等兼顧以上兩種情況的云計(jì)算服務(wù)AmazonWebServer等既為企業(yè)內(nèi)部又為外部用戶提供云計(jì)算服務(wù)按照部署模式分類按照交付模式分類云計(jì)算的類型和服務(wù)層次

部署層次的類型平臺(tái)即服務(wù)PlatformasaServiceHighVolumeTransactionsSoftwareasaService服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)Metering監(jiān)控計(jì)費(fèi)服務(wù)云開發(fā)云企業(yè)云多租賃安全中間件協(xié)作業(yè)務(wù)服務(wù)CRM/ERP/HR定制服務(wù)數(shù)據(jù)中心虛擬化，動(dòng)態(tài)供應(yīng)服務(wù)管理J2EEOn-ramps服務(wù)封裝Ajax開發(fā)On-ramps開發(fā)工具與其他云的互操作軟件即服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)部署層次的類型云計(jì)算的類型和服務(wù)層次云計(jì)算技術(shù)框架云管理平臺(tái)虛擬化分布式文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)大規(guī)模并行技術(shù)云計(jì)算技術(shù)框架分布式文件系統(tǒng)大規(guī)模并行計(jì)算結(jié)構(gòu)化分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)虛擬化云計(jì)算云管理平臺(tái)：實(shí)現(xiàn)對(duì)于云計(jì)算平臺(tái)資源的管理、硬件及應(yīng)用系統(tǒng)的性能和故障監(jiān)控分布式文件系統(tǒng)：可擴(kuò)展的支持海量數(shù)據(jù)的分布式文件系統(tǒng)，用于大型的、分布式的、對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問的應(yīng)用。它運(yùn)行于廉價(jià)的普通硬件上，提供容錯(cuò)功能（通常保留數(shù)據(jù)的3份拷貝），典型技術(shù)為GFS/HDFS/KFS以及中國(guó)移動(dòng)提出的HyperDFS大規(guī)模并行計(jì)算：在分布式并行環(huán)境中將一個(gè)任務(wù)分解成更多份細(xì)粒度的子任務(wù)，這些子任務(wù)在空閑的處理節(jié)點(diǎn)之間被調(diào)度和快速處理之后，最終通過特定的規(guī)則進(jìn)行合并生成最終的結(jié)果。典型技術(shù)為MapReduce結(jié)構(gòu)化分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：類似文件系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，云計(jì)算也需要采用特殊技術(shù)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，典型技術(shù)為BigTable/Dynamo以及中國(guó)移動(dòng)提出的HugeTable虛擬化：即資源的抽象化，實(shí)現(xiàn)單一物理資源的多個(gè)邏輯表示，或者多個(gè)物理資源的單一邏輯表示云管理平臺(tái)虛擬化：作為實(shí)現(xiàn)資源共享和彈性基礎(chǔ)架構(gòu)的手段，將IT資源和新技術(shù)有效整合服務(wù)管理：以服務(wù)為核心，將資源模塊化、服務(wù)化，提供給最終用戶自動(dòng)化：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)快速的任務(wù)分發(fā)、資源部署和服務(wù)響應(yīng)，提高運(yùn)維管理效率云計(jì)算的本質(zhì)核心：以虛擬化的硬件體系為基礎(chǔ)，以高效服務(wù)管理為核心，提供自動(dòng)化的，具有高度可伸縮性、虛擬化的硬、軟件資源服務(wù)云計(jì)算Web2.0網(wǎng)絡(luò)虛擬化服務(wù)管理自優(yōu)化監(jiān)控和計(jì)量自動(dòng)化存儲(chǔ)虛擬化小型機(jī)虛擬化x86虛擬化游戲市場(chǎng)AmazonGoogleSalesforceMicrosoft中國(guó)移動(dòng)Giwell