計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程1-2.ppt

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) 任課教師 尹德輝聯(lián)系電mail ydhdkhy 作業(yè)Email ydh168666 教學(xué)內(nèi)容 本課程主要介紹計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)的基本內(nèi)容 重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)基本知識 WORD論文寫作 EXCEL圖表制作 POWERPOINT演示文稿 多媒體技術(shù) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) INTERNET等部份內(nèi)容2 醫(yī)學(xué)圖像處理 包括圖像處理軟件PHOTOSHOP的使用 教學(xué)內(nèi)容 計(jì)算機(jī)基本知識2學(xué)時尹德輝中文處理軟件Word的基本操作4學(xué)時尹德輝Excel基本操作 數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計(jì)4學(xué)時尹德輝POWERPOINT的基本操作4學(xué)時尹德輝計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識2學(xué)時潘虹醫(yī)學(xué)圖像處理及Photoshop基本操作18學(xué)時曹高飛 計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用 第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 第一單元 第一臺電子計(jì)算機(jī) ENIAC 1946年2月 世界上第一臺計(jì)算機(jī)于美國賓州大學(xué)誕生 取名 電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī) ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator 簡稱 ENIAC 埃尼亞克 運(yùn)行速度 電子設(shè)備 18000個電子管 10000只電容 重量 30噸 功率 150千瓦 速度5000次 秒 1946年2月世界上第一臺計(jì)算機(jī)ENIAC 電子計(jì)算機(jī)之父 馮 諾伊曼 1933年 馮 諾依曼與愛因斯坦一起被聘為普林斯頓大學(xué)高等研究院的第一批終身教授 雖然電腦界普遍認(rèn)為馮 諾依曼是 電子計(jì)算機(jī)之父 數(shù)學(xué)史界卻堅(jiān)持說 馮 諾依曼是20世紀(jì)最偉大的數(shù)學(xué)家之一 他在遍歷理論 拓?fù)淙豪碚摰确矫孀龀隽碎_創(chuàng)性的工作 算子代數(shù)甚至被命名為 馮 諾依曼代數(shù) 物理學(xué)界表示 馮 諾依曼在20世紀(jì)30年代撰寫的 量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 已經(jīng)被證明對原子物理學(xué)的發(fā)展有極其重要的價值 而經(jīng)濟(jì)學(xué)界則反復(fù)強(qiáng)調(diào) 馮 諾依曼建立的經(jīng)濟(jì)增長橫型體系 特別是20世紀(jì)40年代出版的著作 博弈論和經(jīng)濟(jì)行為 為他在經(jīng)濟(jì)學(xué)和決策科學(xué)領(lǐng)域豎起了一塊豐碑 1944年7月 美籍匈牙利科學(xué)家馮 諾依曼博士 圖1 1 2 在莫爾電氣工程學(xué)院參觀了正在組裝的ENIAC計(jì)算機(jī)后 他構(gòu)思一個更完整的計(jì)算機(jī)體系方案 1946年 他撰寫了一份 關(guān)于電子計(jì)算機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)初探 的報(bào)告 該報(bào)告描述了新機(jī)器的邏輯系統(tǒng)和結(jié)構(gòu) 首先提出了在電子計(jì)算機(jī)中存儲程序的全新概念 奠定了存儲程序式計(jì)算機(jī)的理論基礎(chǔ) 確立了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu) 這份報(bào)告是人類計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的一個重要的里程碑 根據(jù)馮 諾依曼提出的改進(jìn)方案 科學(xué)家們不久便研制出了人類第一臺具有存儲程序功能的計(jì)算機(jī) EDVAC 關(guān)鍵性的改進(jìn)及馮 諾伊曼的最初構(gòu)思和設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)中的信息表示都采用二進(jìn)制 存儲程序概念 計(jì)算機(jī)按程序自動執(zhí)行 計(jì)算機(jī)由五大部分組成 運(yùn)算器 控制器 存儲器 輸入和輸出設(shè)備 EDVAC計(jì)算機(jī)的問世 使馮 諾依曼提出的存儲程序的思想和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案成為了現(xiàn)實(shí) 并奠定了計(jì)算機(jī)的馮 諾依曼結(jié)構(gòu)形式 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之所以能自動地連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 主要是因?yàn)榫哂写鎯Τ绦虻墓δ?存儲程序是計(jì)算機(jī)工作的重要原理 是計(jì)算機(jī)能進(jìn)行自動處理的基礎(chǔ) 巨型化 所謂巨型化 是指運(yùn)算速度更快 存儲容量更大和功能更強(qiáng)的超大型計(jì)算機(jī) 主要應(yīng)用于大型科學(xué)計(jì)算 巨型機(jī)的運(yùn)算速度可達(dá)每秒千億次 億億次甚至更高 其海量存儲能力可以輕而易舉地存儲一個大型圖書館的全部信息 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展 電子器件的集成度將越來越高 功能會越來越強(qiáng) 微型化微型化是指計(jì)算機(jī)更加小巧靈便 如 筆記本電腦 掌上電腦 膝上型 書本型等微型化個人電腦將不斷涌現(xiàn) 越來越受到人們的歡迎和青睞 1 1 3計(jì)算機(jī)的發(fā)展 網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化是指將不同地方 不同區(qū)域 不同種類的計(jì)算機(jī)連接起來 實(shí)現(xiàn)信息共享 使人們更加方便地進(jìn)行信息交流 智能化智能化是指計(jì)算機(jī)夠像人一樣可以 看 說 聽 想 和 做 1 1 3計(jì)算機(jī)的發(fā)展 1 1 4計(jì)算機(jī)的發(fā)展展望 1 量子計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算 存儲及處理的量子物理設(shè)備 現(xiàn)在的電子元件用電位的高低來表示0和1以進(jìn)行存儲和計(jì)算 而量子元件通過控制粒子波動的相位來實(shí)現(xiàn)輸出信號的強(qiáng)弱和有無 量子元件的使用將使計(jì)算機(jī)的工作速度大大提高 可提高約1000倍 功耗大大減少 可減少約1000倍左右 電路大大簡化且不易發(fā)熱 體積大大縮小 1 1 4計(jì)算機(jī)的發(fā)展展望 關(guān)于量子計(jì)算機(jī)的想法 是在1994年以后才引起人們關(guān)注的 此時美國電話電報(bào)公司貝爾實(shí)驗(yàn)室的一位科學(xué)家提出使用量子計(jì)算機(jī)可輕而易舉地進(jìn)行周數(shù)分解 比現(xiàn)行計(jì)算機(jī)要快得多 1 1 4計(jì)算機(jī)的發(fā)展展望 2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)是模仿人的大腦的判斷能力和適應(yīng)能力 并具有可并行處理多種數(shù)據(jù)功能的計(jì)算機(jī) 具有處理零碎 含糊不清的信息的靈活性 3 化學(xué) 生物計(jì)算機(jī) 在運(yùn)行機(jī)理上 化學(xué)計(jì)算機(jī)以化學(xué)制品中的微觀碳分子作信息載體 來實(shí)現(xiàn)信息的傳輸與儲存 因此 它具有更小的體積 更快的運(yùn)算速度和強(qiáng)大的計(jì)算能力 其信息傳輸速度可能比人腦思維速度還要快若干倍 具有十分廣闊的發(fā)展前景 3 化學(xué) 生物計(jì)算機(jī) 生物芯片英國 自然 雜志報(bào)道 英國劍橋大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了 生物電路 一些蛋白質(zhì)的主要功能不是構(gòu)成生物的某些結(jié)構(gòu) 而是用于傳輸和處理信息 他們對一種細(xì)菌中的蛋白質(zhì)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn) 細(xì)菌內(nèi)部存在著由蛋白質(zhì)構(gòu)成的信息處理網(wǎng)絡(luò) 可根據(jù)分子密度和形狀等變化傳遞和處理信息 并根據(jù)接收到的信息而驅(qū)使細(xì)菌游向營養(yǎng)物質(zhì)所在的地方 現(xiàn)今科學(xué)家已研制出許多種生物計(jì)算機(jī)的主要部件 生物芯片 例 合成蛋白芯片 血紅素芯片 賴氨酸芯片等 3 化學(xué) 生物計(jì)算機(jī) DNA計(jì)算機(jī)1995年 來自各國的200多位有關(guān)專家共同探討了DNA 脫氧核糖核酸 計(jì)算機(jī)的可行性 認(rèn)為DNA分子在酶的作用下可以從某基因代碼通過生物化學(xué)的反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N基因代碼 轉(zhuǎn)變前的基因代碼可以作為輸入數(shù)據(jù) 反應(yīng)后的基因代碼可以作為運(yùn)算結(jié)果 利用這一過程可以制成新型的生物計(jì)算機(jī) 麥迪遜威斯康新大學(xué)的研究人員 利用人工合成的DNA鏈狀結(jié)構(gòu)制造出一臺DNA計(jì)算機(jī) 并且很巧妙地讓它來解決一些相對復(fù)雜的運(yùn)算問題 4 光子計(jì)算機(jī) 光子計(jì)算機(jī)是用光子代替半導(dǎo)體芯片中的電子 以光互聯(lián)來代替導(dǎo)線制成數(shù)字計(jì)算機(jī) 光計(jì)算機(jī)的目標(biāo)是充分利用光的特性 兩束光要發(fā)生干涉 必須頻率相同 振動方向一致和有不變的初始位相差 因此 同一根光導(dǎo)纖維中能同時傳輸許許多多波長不同或波長相同而振動方向不同的光波 它們之間不會發(fā)生干涉 光計(jì)算機(jī)和電子計(jì)算機(jī)不同的是 光計(jì)算機(jī)是 光 導(dǎo)計(jì)算機(jī) 光在光介質(zhì)中傳輸不存在寄生電阻 電容和電感問題 因此光計(jì)算機(jī)的信息在傳輸中失真小 光器件的開關(guān)速度比電子器件快得多 信息運(yùn)算速度更高 4 光計(jì)算機(jī) 美國國家航空航天局的工程師對待光學(xué)部件非常認(rèn)真 其目標(biāo)是在2010年能研制出每秒可以進(jìn)行成千上億次計(jì)算的大規(guī)模并行計(jì)算機(jī) 美國科學(xué)家認(rèn)為 這種機(jī)器必須采用光計(jì)算 光計(jì)算機(jī)必將成為很有發(fā)展前途 應(yīng)用領(lǐng)域極廣的計(jì)算機(jī) 2 我國計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程簡介 我國的計(jì)算機(jī)事業(yè)創(chuàng)始于20世紀(jì)50年代中期 我國的計(jì)算機(jī)事業(yè)發(fā)展過程中一些重大事件1958年 我國第一個計(jì)算技術(shù)研究所 中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)技術(shù)研究所正式建立 同年 我國第一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)103機(jī)研制成功 1974年 研制成功DJS系列小型計(jì)算機(jī) 1983年 757大型計(jì)算機(jī)和1億次的銀河巨型計(jì)算機(jī)先后問世 1985年6月 我國成功地研制出第一臺PC機(jī) 長城 2 我國計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程簡介 1992年 國防科技大學(xué)研制成功銀河 型巨型機(jī) 10億次 秒 2003年推出百萬億次的 曙光4000L 型超級巨型機(jī) 2005年研制成功我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的微型計(jì)算機(jī)芯片 龍芯 1 4計(jì)算機(jī)的信息表示方法 1 4 1數(shù)字化信息編碼的概念計(jì)算機(jī)中的所有電子器件都采用具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)的二值電路表示二進(jìn)制 采用二進(jìn)制有如下優(yōu)點(diǎn) 二進(jìn)制代碼在物理上容易實(shí)現(xiàn) 如電源的開關(guān) 電磁的導(dǎo)通或截止等 二進(jìn)制數(shù)編碼 運(yùn)算規(guī)則簡單二進(jìn)制代碼可進(jìn)行邏輯運(yùn)算 7 2 計(jì)算機(jī)中字符的編碼如 A 01000001 i 01101001 00100111用哪個二進(jìn)串表示哪個字符 有何規(guī)則 答 編碼規(guī)則 ASCII碼 P29表2 1 1美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼 AmericanStandardCodeforInformationInterchange ASCII碼 后被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO采用 美國標(biāo)準(zhǔn)信息代碼 ASCII ASCII碼基本字符集包括了128個字符 采用7位編碼 00000000 01111111 最高位為0 共8位 在內(nèi)存中存儲占一個字節(jié) 編碼規(guī)律 例 a z 97 122 A Z 65 90 0 9 48 57規(guī)律 空格 標(biāo)點(diǎn)符號 數(shù)字 大寫字母 小寫字母另 ASCII碼表中也有不可顯示不可打印字符 對應(yīng)十進(jìn)制值為0 32 例 從鍵盤上按鍵輸入 CHINA 的字串 傳送進(jìn)計(jì)算機(jī)的是 01000011 01001000 01001001 01001110 01000001 3 計(jì)算機(jī)中漢字的編碼漢字在內(nèi)存中存儲二進(jìn)制編碼形式 機(jī)內(nèi)碼國標(biāo)GB2312 80 漢字交換碼 共收收集漢字 字母 圖形等符號7445個 其中漢字共有6763個 按94行 94列排成一張表 相關(guān)內(nèi)容 區(qū)位碼 漢字 符號等在國標(biāo)GB2312 80大碼表中排列的行 區(qū)號 列 位 十進(jìn)制編號 如 啊 的區(qū)位碼為 1601 國標(biāo)碼