第1-2章 基礎(chǔ)知識(shí)

1、21世紀(jì)高等學(xué)校公共課計(jì)算機(jī)教材計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)基礎(chǔ)如何學(xué)好計(jì)算機(jī)掌握基本概念, 但不是逐字逐句地背概念積極上機(jī)動(dòng)手操作與實(shí)踐在解決問題中提高應(yīng)用水平最好先瀏覽教材再聽課熱愛是最好的老師第1章 計(jì)算機(jī)文化與信息化社會(huì)計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史計(jì)算機(jī)應(yīng)用信息化社會(huì)與信息素養(yǎng)近代計(jì)算機(jī)發(fā)展史1642 Blaise Pascal加法器Charles Babbage1822 差分機(jī)1833 分析機(jī)MARK IENIAC 圖靈與圖靈機(jī)為紀(jì)念圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)，美國(guó)計(jì)算機(jī)博物館于1966年設(shè)立了“圖靈獎(jiǎng)”計(jì)算機(jī)是使用相應(yīng)的程序來完成任何設(shè)定好的任務(wù)。圖靈機(jī)是一種思想模型，它由三部分組成：一個(gè)控制器，一條可以無限延伸的

2、帶子和一個(gè)在帶子上左右移動(dòng)的讀寫頭。John von Neumann馮諾依曼1949 EDVAC/EDSAC 馮諾依曼計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序工作原理計(jì)算機(jī)的兩個(gè)基本能力：一是能夠存儲(chǔ)程序，二是能夠自動(dòng)地執(zhí)行程序。計(jì)算機(jī)是利用“存儲(chǔ)器”（內(nèi)存）來存放所要執(zhí)行的程序的，而稱之為CPU的部件可以依次從存儲(chǔ)器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成全部指令任務(wù)為止。第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）-19465000次加法/秒體重30噸占地120m218800只電子管1500個(gè)繼電器功率150KW第一代（19461957）電子管5千4萬（次/秒）第二代（19581964）晶體管幾十萬百萬（次/秒）第三

3、代（19651970）集成電路百萬幾百萬（次/秒）第四代（197190年代）集成電路幾百萬幾億（次/秒）計(jì)算機(jī)發(fā)展的幾個(gè)階段現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的分類(1)巨型機(jī): 航空、航天、天氣預(yù)報(bào)等等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的分類(2)大型機(jī): 銀行、民航公司、政府等等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的分類(3)小型機(jī): 大公司、大學(xué)等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的分類(4)微型機(jī)PC: Personal ComputerPC發(fā)展的四個(gè)階段第一代PC（8位以下）第二代PC（16位 286）第三代PC（32位386/486）第四代PC（準(zhǔn)64位及64位Intel 奔騰及AMD Athlon）CRAY- 計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)之一巨型化運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百億次運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)1

4、975年世界上第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)“Cray-I”超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用：天氣預(yù)報(bào)、地震機(jī)理研究、石油和地質(zhì)勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學(xué)計(jì)算的高科技領(lǐng)域。中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)：國(guó)防科技大學(xué)研制的“銀河1號(hào)”、 “銀河2號(hào)”和“銀河3號(hào)”國(guó)家職能計(jì)算機(jī)中心推出的“曙光1000” 、“曙光200I”和“曙光3000”銀河Altair 8800 計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)之二微型化計(jì)算機(jī)不再是單一的計(jì)算機(jī)器，而是一種信息機(jī)器，一種個(gè)人的信息機(jī)器。 計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)之三網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展動(dòng)力：使用遠(yuǎn)程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡(luò)用戶的通訊和合作。 計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)之四智能化“總有

5、一天，人類會(huì)造出一些舉止跟人一樣的沒有靈魂的機(jī)械來”。 笛卡爾（1637）人類第一個(gè)“工業(yè)機(jī)器人”：一頭在紡織機(jī)上挑紗的“驢”（1742年）第一代機(jī)器人機(jī)械手（1962年出現(xiàn)）第二代機(jī)器人具有“感覺”的機(jī)器人第三代機(jī)器人裝有啟發(fā)式計(jì)算機(jī)的“智能機(jī)器人”DeepblueGarry Kasparov 計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)之五多媒體化信息表達(dá)的方式越豐富, 人們接受信息的速度越快, 效率越高。多媒體的發(fā)展正方興未艾。第1章 計(jì)算機(jī)文化與信息化社會(huì)計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史計(jì)算機(jī)應(yīng)用信息化社會(huì)與信息素養(yǎng)計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域（1）數(shù)值計(jì)算數(shù)據(jù)處理（信息處理）過程控制（自動(dòng)化控制）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用人工智能計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域（2

6、）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和教學(xué)計(jì)算機(jī)模擬(虛擬現(xiàn)實(shí))計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三種模式單主機(jī)模式客戶/服務(wù)器模式（C/S）Client/Server瀏覽器/服務(wù)器模式（B/S）Browser/Server第1章 計(jì)算機(jī)文化與信息化社會(huì)計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史計(jì)算機(jī)應(yīng)用信息化社會(huì)與信息素養(yǎng)信息化社會(huì)（1）物質(zhì)、能量、信息構(gòu)成世界的三大要素信息技術(shù)的發(fā)展過程語言的使用文字的使用印刷術(shù)的發(fā)明電報(bào)、電話、廣播電視等的發(fā)明計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用信息化社會(huì)（2）信息的獲取、加工與應(yīng)用能力已成為體現(xiàn)一個(gè)人、一個(gè)公司乃至一個(gè)國(guó)家與地區(qū)綜合實(shí)力的重要因素。當(dāng)今社會(huì)已成為一個(gè)以計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為主要構(gòu)成部分的信息化社會(huì)。信息

7、素養(yǎng)（1）信息素養(yǎng)（Information Literacy）：獲取、加工與應(yīng)用信息的能力。計(jì)算機(jī)則是可以利用的一個(gè)重要的工具，從而形成一種計(jì)算機(jī)文化。信息素養(yǎng)（2）計(jì)算機(jī)文化掌握計(jì)算機(jī)軟、硬件的基本概念和計(jì)算機(jī)的基本工作原理能勝任日常生活及工作的計(jì)算機(jī)應(yīng)用有計(jì)算機(jī)應(yīng)用的意識(shí)否則：計(jì)算機(jī)文盲（Computer Illiteracy）計(jì)算機(jī)職業(yè)道德不越權(quán)訪問、攻擊他人的系統(tǒng)不編制、傳播計(jì)算機(jī)病毒不發(fā)布與轉(zhuǎn)載反動(dòng)、暴力、色情等有害信息總而言之，要有法律意識(shí)小結(jié) 以正確的方法學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展掌握計(jì)算機(jī)分類與應(yīng)用（巨大小微）了解PC的發(fā)展與計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域思考題（不交作業(yè)） 簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)發(fā)展的四

8、個(gè)階段現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（不是PC）是如何分類的？計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)是什么？作為一個(gè)現(xiàn)代人，要求會(huì)開車、懂一門外語以及能操作計(jì)算機(jī)，而中央軍委主席江澤民則要求全軍干部“會(huì)走、會(huì)讀、會(huì)算”，你對(duì)學(xué)好計(jì)算機(jī)有哪些想法，應(yīng)如何付諸于行動(dòng)？第2章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成PC硬件組成計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成（1）：總論計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)（Hardware）軟件系統(tǒng)（Software）主機(jī)外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成（2）：硬件組成（外）存儲(chǔ)器（內(nèi)）存儲(chǔ)器中央處理器（CPU）控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備數(shù)據(jù)流地 址控制流運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成（3）：硬件組成信息的存儲(chǔ)單位位（Bit

9、）：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)1K = 1024 byte = 210 byteM（兆）字節(jié)1M = 1024 K = 220 byteG（吉） 字節(jié)1G = 1024 M = 230 byteT（太）字節(jié)1T = 1024 G = 240 byteb7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b01 0 0 1 0 1 0 1=27+ 24+ 22+ 20=149程序和指令指令是對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作控制的最小單位。所有的指令的集合稱為計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。程序是為完成一項(xiàng)特定任務(wù)而用某種語言編寫的一組指令序列。機(jī)器指令格式操作碼操作數(shù)機(jī)器執(zhí)行什么操作執(zhí)行對(duì)象（具體數(shù)、存

10、放位置）PC+1計(jì)算機(jī)軟件概述（1）“吃軟不吃硬”的EDVAC存儲(chǔ)程序工作原理的計(jì)算機(jī)決定了它的使用方式：編寫程序和運(yùn)行程序硬件軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)軟件概述（2）：系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是用于管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源軟件。操作系統(tǒng)（Operating System）：Unix /Linux/Windows計(jì)算機(jī)語言：C+/Java/VFP/VB系統(tǒng)服務(wù)程序：系統(tǒng)診斷/測(cè)試程序數(shù)據(jù)庫管理：VFP /Access/Oracle/ SQL Server計(jì)算機(jī)軟件概述（3）：應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是在系統(tǒng)軟件下二次開發(fā)的、為解決特定問題而編制的應(yīng)用程序或用戶程序文字處理: Word, WPS電子表格

11、: Excel圖形處理: Photoshop視頻播放: Windows Media Player電腦游戲: CS, 傳奇第2章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成PC硬件組成計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示PC硬件組成一個(gè)PC系統(tǒng)PC主機(jī)內(nèi)部PC主板PC擴(kuò)展卡PC內(nèi)存PC外存第2章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成PC硬件組成計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示 計(jì)算機(jī)的語言二進(jìn)制十進(jìn)制R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二進(jìn)制R=2 ，可使用0,1八進(jìn)制R=8 ，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六進(jìn)制R=16 ，可使用0,9,A,B,C,D,E,F“逢R進(jìn)一，借一當(dāng)R”進(jìn)制的概念 二進(jìn)制概念與優(yōu)點(diǎn)128瓦

12、32瓦64瓦16瓦8瓦4瓦1瓦2瓦11111000易于物理實(shí)現(xiàn)運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單能方便使用邏輯代數(shù)可靠性高數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換（1）非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開求和 (1100.11)2 = 123 + 1 22 + 0 21 + 0 20 + 1 2-1 + 1 2-1 = (12.75)10數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換（2）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)整數(shù)除2取余, 小數(shù)乘2取整二、八、十六進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)中常用編碼ASCII碼 (American Standard Code for Information Interchange)漢字國(guó)標(biāo)碼/機(jī)內(nèi)碼漢字字形碼漢字輸入碼 計(jì)算機(jī)的工作原理運(yùn)算（處理）存儲(chǔ)（記錄）控制

13、（協(xié)調(diào)）電子恐龍的縮骨法晶體管ENIAC劃時(shí)代的實(shí)驗(yàn)裝置晶體管實(shí)質(zhì)上是按顯微比例的真空管建造的。電子管的缺點(diǎn)：體積大；耗能高、散熱量大。晶體管的優(yōu)點(diǎn)：體積??；耗能低；性能穩(wěn)定。晶體管數(shù)目4004奔騰4420,000,0002,300 將電腦濃縮在一顆芯片上0.18微米芯片10微米芯片晶體管數(shù)單位時(shí)間執(zhí)行的指令數(shù)百萬條/每秒每18個(gè)月芯片能力增長(zhǎng)一倍。 計(jì)算機(jī)第一定律摩爾定律 計(jì)算機(jī)的商用化計(jì)算機(jī)的第一個(gè)商業(yè)顧客烤面包賣茶點(diǎn)的利昂（lyons）ENIACEDSAC改進(jìn) lyons參與部分投資進(jìn)入社會(huì)，開啟辦公自動(dòng)化理念Lyons復(fù)制EDSACLEO (Lyons Electronic Offic

14、e)LEO充當(dāng)會(huì)計(jì)師 計(jì)算機(jī)世界中的中國(guó)1952年在清華大學(xué)成立中國(guó)第一個(gè)計(jì)算機(jī)三人研究小組組長(zhǎng) 閔大可電機(jī)系教授1954年小組經(jīng)擴(kuò)充和調(diào)整，并入中科院近代物理研究所負(fù)責(zé)人 錢三強(qiáng)1958年完成第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)1031959年完成大型電子計(jì)算機(jī)1041959年中國(guó)自行研究的107計(jì)算機(jī)問世1965年中國(guó)開始研制第三代計(jì)算機(jī)（集成電路）1977年研制成功中國(guó)第一臺(tái)微機(jī)DJS050 計(jì)算機(jī)世界中的日本輝煌：打敗Intel的芯片巨人，迫使Intel 于1985年另辟戰(zhàn)場(chǎng)（微處理器）筆記本電腦的領(lǐng)軍人物失誤：第五代計(jì)算機(jī)（智能計(jì)算機(jī)）的開發(fā)者高清晰度模擬電視 計(jì)算機(jī)世界中的印度硅谷慧谷世界軟件產(chǎn)業(yè)王國(guó)1985年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為1000萬美元1994年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為10億美元2000年，印度軟件業(yè)產(chǎn)值為50億美元在軟件出口規(guī)模和質(zhì)量與總產(chǎn)值的比例上，印度居世界第一。 計(jì)算機(jī)文化與道德計(jì)算機(jī)是一種“可以傳授給人知識(shí)的工具”，也是一種“無比有力的知識(shí)工具”。真正對(duì)人類生活帶來直接沖擊的，不是計(jì)算機(jī)硬件本身，而是來自軟件這種人類知識(shí)的產(chǎn)物。香儂是現(xiàn)代信息論的著名創(chuàng)始人。1938年，香儂在發(fā)表的論文中，首次用布爾代數(shù)進(jìn)行開關(guān)電路分析，并證明布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算可以通過繼電器電路來實(shí)現(xiàn)。阿塔納索夫提出了計(jì)算機(jī)的三條原則：1）以二進(jìn)制的邏輯基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算，以保