計算機(jī)的誕生與發(fā)展及其特點(diǎn)

計算機(jī)的誕生與發(fā)展，及其特點(diǎn)

計算機(jī)基本常識

一、計算機(jī)的概念：

是?種能迅速而高效的自動完成信息處理的電子設(shè)備，它能按照程序?qū)π畔⑦M(jìn)行加工、處理、存儲。

二、計算機(jī)的誕生與發(fā)展

1、誕生：1946年，美國為計算彈道軌跡而研制成功了世界第一臺計算機(jī)。

2、發(fā)展：

階段時間邏輯器件應(yīng)用范圍

第一代1946——1958真空電子管科學(xué)計算、軍事研究

第二代1959——1964晶體管數(shù)據(jù)處理、事物處理

第三代1965——1970集成電路包括工業(yè)控制的各個領(lǐng)域

第四代1971——大規(guī)模集成電路應(yīng)用到了各個領(lǐng)域

三、計算機(jī)的主要應(yīng)用：

1、數(shù)值計算：彈道軌跡、天氣預(yù)報、高能物理等等

2、信息管理：企業(yè)管理、物資管理、電算化等

3、過程控制：工業(yè)自動化控制，衛(wèi)星飛行方向控制

4、輔助工程：CAD,CAM、CAT、CAI等

四、計算機(jī)分類：

1、按規(guī)模分：巨、中、小、微

2、按用途分：專用機(jī)、通用機(jī)

五、微型機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)

1、字長：知己算計能夠直接處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。單位為位（BIT）

2、主頻：指計算機(jī)主時鐘在一秒鐘內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，在很大程度上決定了計算機(jī)的運(yùn)算速度。

3、內(nèi)存容量：是標(biāo)志計算機(jī)處理信息能力強(qiáng)弱的一向技術(shù)指標(biāo)。單位為字節(jié)（BYTE）。

8BIT=1BYTE1024B=1KB1024KB=1MB

4、外存容量：一般指軟盤、硬盤、光盤。

六、計算機(jī)的特點(diǎn)

計算機(jī)的運(yùn)算速度快、計算精度高、存儲功能強(qiáng)、具有邏輯判斷能力和自動運(yùn)行能力。

計算機(jī)在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用

在現(xiàn)代社會，計算機(jī)已廣泛應(yīng)用到軍事、科研、經(jīng)濟(jì)、文化等各個領(lǐng)域，成為人們一個不可缺少的好幫手。

在科研領(lǐng)域，人們使用計算機(jī)進(jìn)行各種復(fù)雜的運(yùn)算及大量數(shù)據(jù)的處理，如衛(wèi)星飛行的軌跡、天氣預(yù)報中的數(shù)據(jù)

處理等。由于計算機(jī)能高速、準(zhǔn)確地進(jìn)行運(yùn)算，因此，人們往往需要花費(fèi)數(shù)天、數(shù)年時間甚至?輩子才能完成

的計算任務(wù)，計算機(jī)只需很短時間就能完成。在學(xué)校和政府機(jī)關(guān)，每天都涉及大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析，有了

計算機(jī)，工作效率就大大提高了。

在工廠，計算機(jī)為工程師們在設(shè)計產(chǎn)品時，提供了有效的輔助手段，現(xiàn)在，人們在進(jìn)行建筑設(shè)計時，只要輸入

有關(guān)的原始數(shù)據(jù)，計算機(jī)就能自動處理并繪出各種設(shè)計圖紙。

在生產(chǎn)中，用計算機(jī)控制生產(chǎn)過程的自動化操作，如溫度控制、電壓電流控制等，從而實現(xiàn)自動進(jìn)料、自動加

工產(chǎn)品以及自動包裝產(chǎn)品等等。

計算機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，加速了工廠生產(chǎn)的自動化。在國外，有人形象地將工廠自動化（可簡稱為FA）

解釋為：

FA=數(shù)控白動機(jī)床+自動裝置+計算機(jī)輔助設(shè)計（簡稱CAD）+計算機(jī)輔助制造（簡稱CAM）+計算機(jī)輔助測

試（簡稱CAT）

在企、收，計算機(jī)為管理人員提供了辦公自動化系統(tǒng)，通過它，企業(yè)人員能及時了解每一天的運(yùn)作情況，并由此

調(diào)整及制定工作計劃。在國外，有人形象地將辦公室自動化（英文縮寫為0A）解釋為：

0A=微電子信息處理機(jī)+計算機(jī)通信系統(tǒng)+其他電子辦公設(shè)備

具體地說，所謂0A,就是包括以個人計算機(jī)為核心的辦公室事務(wù)處理機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、智能電話、圖象

文字處理機(jī)等，能使辦公室處理實現(xiàn)自動化作業(yè)。

在許多行業(yè)，由計算機(jī)控制的機(jī)器人代替人類進(jìn)行勞動，大大減輕了人類的勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

計算機(jī)正廣泛應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域，計算機(jī)輔助教學(xué)（簡稱CAI）正將計算機(jī)技術(shù)與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、英語、語

文、生物、音樂等各學(xué)科教學(xué)結(jié)合起來，內(nèi)容豐富、形象生動有趣的教學(xué)軟件提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)

了教學(xué)效果；此外，將課程內(nèi)容及練習(xí)編成軟件，計算機(jī)還可以成為我們的一位百問不厭的家庭老師。

在大商店與超級市場，人們用計算機(jī)收款與結(jié)帳，迅速而又準(zhǔn)確。

在銀行，人們把計算機(jī)用通訊線路聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，這樣銀行就有了通存通兌的服務(wù)。人們還可以不用現(xiàn)金而使用信

用卡消費(fèi)，計算機(jī)將人們帶到了一個“無現(xiàn)金”的時代。由于有了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，一個稱為“無紙貿(mào)易’的時代已經(jīng)

到來，被稱為EDI（電子數(shù)據(jù)交換）的技術(shù)正風(fēng)靡全球。

現(xiàn)在，人們的交流已越來越多，要求信息的傳送速度更快、傳送的范圍更廣，“信息高速公路"也就應(yīng)運(yùn)而生了。

其中，Internet（中文意思是：國際交互網(wǎng)絡(luò)）已擁有了數(shù)千萬個用戶，用戶只要把自己的計算機(jī)接到這?網(wǎng)

絡(luò)中，就可以與全世界聯(lián)絡(luò)，你坐在家中就能獲取該系統(tǒng)上的各種信息，如電子新聞、電子圖書資料和電子郵

件（E-mail）等。

計算機(jī)正在進(jìn)入家庭，給人們的生活方式帶來了深刻變化，全自動洗衣機(jī)（洗衣過程由計算機(jī)控制）為人們免

去了洗衣的煩惱，空調(diào)器與電冰箱（由計算機(jī)根據(jù)溫度的變化控制其運(yùn)作）為人們帶來個清涼的世界。在?

些先進(jìn)國家的家庭中，各種家用電器用網(wǎng)絡(luò)連接起來，人們通過聲控、遙控實現(xiàn)了家務(wù)勞動自動化，使人們的

生活質(zhì)量有了很大的提高。

計算機(jī)還可以充當(dāng)人們生活中的好幫手，如儲存朋友們的電話和地址、管理家庭里的收支帳目等等。

計算機(jī)還能為人們提供文字處理的工具，這樣人們可以直接使用計算機(jī)寫文章和寫信。現(xiàn)在，有不少的作家與

記者都是使用計算機(jī)寫作的，有不少機(jī)關(guān)和公司的文員使用計算機(jī)起草文件、打印報表、編寫各種業(yè)務(wù)報告。

在今天的報社和出版社，已經(jīng)采用以計算機(jī)為主要工具的電子排版系統(tǒng)，取代了有近千年歷史的活字印刷技術(shù)。

計算機(jī)還能把家里的視聽設(shè)備連接起來形成多媒體計算機(jī)，利用它人們不僅可以聽音樂、看電影，還能夠把

其中的聲音和畫面剪輯下來，然后按照自己的意愿加工與處理，形成自己的音像“產(chǎn)品”供自己或家人欣賞。

計算機(jī)的基本組成及其相互聯(lián)系

計算機(jī)系統(tǒng)的組成

計算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)如圖:

一、計算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

1、采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)指令

2、將程序事先存入計算機(jī)內(nèi)存中，使計算機(jī)在工作時能夠自動高速的順序從存儲器中取出

指令加以執(zhí)行。

3、由運(yùn)算器、存儲器、控制器、輸入、輸出設(shè)備五大基本部件組成計算機(jī)硬件系統(tǒng)，工作

流程如圖：

外存儲器

程序數(shù)據(jù)f輸入設(shè)備f內(nèi)存儲器J?運(yùn)算器

輸入指令荏取命令操

命令作

命

▼令

輸出設(shè)備，^控制

結(jié)果輸出命令

計算機(jī)的工作原理

半個世紀(jì)以來，計算機(jī)已發(fā)展成為一個龐大的家族，盡管各種類型的性能、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等方

面存在著差別，但是它們的基本組成結(jié)構(gòu)卻是相同的。

現(xiàn)在我們所使用的計算機(jī)硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一直沿用了由美籍著名數(shù)學(xué)家馮?諾依曼提出的模

型，它由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大功能部件組成。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的信息，例如：文字、圖像、聲音等經(jīng)過編碼處理，都可以

變成數(shù)據(jù)。于是，計算機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)多媒體信息的處理，如圖2-7所示。

PersonalComputer

間稱PC機(jī)……

01101110101

1101........

圖2-7圖象、文字、聲音等信息轉(zhuǎn)成數(shù)據(jù)的示意圖

各種各樣的信息，通過輸入設(shè)備，進(jìn)入計算機(jī)的存儲器，然后送到運(yùn)算器，運(yùn)算完畢把結(jié)果

送到存儲器存儲，最后逋過輸出設(shè)備顯示出來。整個過程由控制器進(jìn)行控制。計算機(jī)的整個

工作過程及基本硬件結(jié)構(gòu)如圖2-8所示:

圖2-8計算機(jī)系統(tǒng)的基本硬件組成及工作原理

計算機(jī)中的數(shù)的表示

計算機(jī)能夠處理數(shù)值、文字、聲音、圖像等信息，同學(xué)們可能會問：為什么作為電子設(shè)備的計算機(jī)能處理那么

多復(fù)雜的信息呢？實際上，當(dāng)把這些信息轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能識別的形式就能進(jìn)行處理。目前計算機(jī)中所有的信息

都用“0”和“1”兩個數(shù)字符號組合的二進(jìn)制數(shù)來表示。

數(shù)值、圖形、文字等各種形式的信息，需要計算機(jī)加工處理時，首先必須按?定的法則轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

然而，日常生活中使用的數(shù)是十進(jìn)制數(shù)，它的特征是：

(1)有10個數(shù)字：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。

(2)運(yùn)算時逢十進(jìn)一。

(3)每個數(shù)字在不同的數(shù)位上，其值的大小是不同的。

數(shù)位：個十百千萬..…

數(shù)值：100101102103104..…

二進(jìn)制數(shù)的特征是：

(1)有2個數(shù)字：0,1。

(2)運(yùn)算時逢二進(jìn)一。

(3)每個數(shù)字在不同數(shù)位上，其值以2的倍數(shù)遞增。即20,21,22,23,24.........

用二進(jìn)制數(shù)表示一個數(shù)值時，位數(shù)比較長，不便書寫和記憶。由于又有下面的關(guān)系：23=8及24=16,所以人

們常用八進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)來表示二進(jìn)制數(shù)。

八進(jìn)制數(shù)的特征：

(1)有八個數(shù)字：0,1,2,3,4,5,6,7。

(2)運(yùn)算時逢八進(jìn)-o

十六進(jìn)制數(shù)的特征：

(1)有十六個數(shù)字：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F。

(2)運(yùn)算時逢十六進(jìn)一。

在十六進(jìn)制中，分別用A、B、C、D,E和F來表示十進(jìn)制數(shù)的10、11、12、13、14和15。

由此可得出；：進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制與十六進(jìn)制的特征對照表如表2-2所示。

進(jìn)制個位數(shù)字運(yùn)題則數(shù)槐示方法

二0、1逢二is一(1111),

A口、1、2、3、45、6、7逢J■一（17）?

十0、1、2、3、4工6、7、8、9逢十進(jìn)一（15）10

十六61、2、3、45、6、7s8、9、A、RC、D、E、F逢十六進(jìn)一（F）I6

表2-2二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制與十六進(jìn)制的特征對照表

二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、卜進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的對應(yīng)關(guān)系表如表2-3所示。

十淵!1數(shù)二謝擻八避!1數(shù)十六進(jìn)制數(shù)一些對應(yīng)規(guī)律

0000

1(20)111

（2°）2=（1）?

2<2')1022

31133（2'）10）2

4(2')10044

510155（2?）ID=<100）,

611066

（2"）廿（）2

711177

8（2，）1000108n個0

91001119

10101012A

11101113B八進(jìn)制的一個數(shù)字與一

12110014C個3位的二進(jìn)制徽對應(yīng).

13110115D

14111016E十六進(jìn)制的一個數(shù)字與

15nil17F一個4位的二進(jìn)制數(shù)對

16(24)100002010應(yīng).

32(7)1000004020

64(100000010040

128(27)1000000020080

256(2s)100000000400100

512⑴10000003001000200

1024(2”10000000000(IK)2000400

2W(IM)4000000100000

23D（1G）100000CD000400000CD

表2-3二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制與十六進(jìn)制的特征

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及安全基礎(chǔ)知識

當(dāng)今世界，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)互連網(wǎng)已成為老幼皆知的名詞。那么什么是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？什么是計算機(jī)互連網(wǎng)？

它們有那些范本類型？本文將通俗地回答這些問題。

簡單地說計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由兩臺或兩臺以上的計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來組成的一個系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中

計算機(jī)與計算機(jī)之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)共享及協(xié)同完成某些數(shù)據(jù)處理工作。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按其分布的地理范圍分為局域網(wǎng)（LAN）和廣域網(wǎng)（WAN）。局域網(wǎng)一般把地理范圍小的計

算機(jī)連接在?起，例如某一實驗室內(nèi)、?棟建筑物內(nèi)或一個校園內(nèi)等。而廣域網(wǎng)則分布的地理范圍較大，如大

的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)將位于不同城市的計算機(jī)連在?起成為個廣域網(wǎng)。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按其計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在空間上的排列形式分為星型、總線型和環(huán)型三種。

總線型網(wǎng)絡(luò)是一種比較簡單的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它采用一條稱為公共總線的傳輸介質(zhì)，將各計算機(jī)直接與

總線連接，信息沿總線介質(zhì)逐個節(jié)點(diǎn)廣播傳送，其結(jié)構(gòu)（見圖1）。

星型網(wǎng)絡(luò)由其計算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的排列象天上的星星而得名。星型網(wǎng)絡(luò)由中心節(jié)點(diǎn)和其它從節(jié)點(diǎn)組成

（見圖2）,中心節(jié)點(diǎn)可直接與從節(jié)點(diǎn)通信，而從節(jié)點(diǎn)間必須通過中心節(jié)點(diǎn)才能通信。在星型網(wǎng)絡(luò)中中心節(jié)點(diǎn)

通常由一種稱為集線器的設(shè)備充當(dāng)，因此網(wǎng)絡(luò)上的計算機(jī)之間是通過集線器來相互通信的（見圖3）。

顧名思義，環(huán)型網(wǎng)絡(luò)將計算機(jī)連成一個環(huán)。在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中，每臺計算機(jī)按位置不同有一個順序編號（見圖

4）?在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中信號按計算機(jī)編號順序以“接力”方式傳輸。如圖4中，若計算機(jī)A欲將數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)

D時，必須先傳送給計算機(jī)B,計算機(jī)B收到信號后發(fā)現(xiàn)不是給自己的，于是再傳給計算機(jī)C,這樣直到傳送

到計算機(jī)Do

在實際應(yīng)用U」，上述三種類型的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常被綜合應(yīng)用，并形成互連網(wǎng)?；ミB網(wǎng)是指將兩個或兩個以上的計

算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接而成的更大的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在滲透到全球所有角落的Internet就是世界上最大的互連網(wǎng)絡(luò)。

通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及計算機(jī)互連網(wǎng)，我們可以與遠(yuǎn)在千里之外的朋友相互發(fā)送郵件、共同完成一項工作、共同娛

樂

計算機(jī)軟件知識

一、什么是軟件？

“軟件（software）”一?詞，用于描述計算機(jī)中的非硬件成分，出現(xiàn)于50年代，1960

年前后才廣為流傳，國內(nèi)由中科院軟件所最早定名。目前軟件指計算機(jī)系統(tǒng)中的程序及其文

檔。

二、軟件發(fā)展的動因

1946年2月，第一臺電子計算機(jī)ENIAC在美國賓州大學(xué)阿伯丁彈道實驗室問世。其

后計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，速度之快令人震驚，今天具有ENIAC功能的計算機(jī)可集成到面積

只有幾平方毫米的硅片上，售價不到10美元。從那時起到現(xiàn)在，計算機(jī)已經(jīng)經(jīng)歷了四代：

第一代（1946—1959年）：電子管計算機(jī)時代：第二代（I960—1964年）：晶體管

計算機(jī)時代；第三代（19657970年）：中小規(guī)模集成電路計算機(jī)時代集成電路；第四

代（1971年一現(xiàn)在）：大規(guī)模集成電路計算機(jī)時代。計算平臺的快速發(fā)展為軟件發(fā)展提供

了基礎(chǔ)設(shè)施。

1968年NATO會議（Garmisch,Germany）提出“軟件危機(jī)”，今天仍然存在，表現(xiàn)

為：（1）對軟件的需求遠(yuǎn)超出現(xiàn)有的生產(chǎn)能力，一方面信息技術(shù)的爆炸性增長促進(jìn)了對新

軟件的空前需求，另一方面軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性不斷增長，而用來開發(fā)這些軟件的資源

沒有與上述需求保持同步；（2）人們依賴于脆弱的軟件，目前的軟件不可靠、缺乏安全性、

性能下降、出錯、難以升級，73%的軟件項目被延遲、超資、取消或失?。海?）構(gòu)造可靠、

安全軟件的技術(shù)能力不足，過去40年，硬件性能至少跨越了8個重要的階段，但開發(fā)軟件

的能力未能與硬件提供的機(jī)會保持同步。以下給出兒個應(yīng)用需求不斷增加和規(guī)模增大的例子：

比如航天飛機(jī)有4000萬行代碼、空間站是10億行代碼，大家比較熟悉的Windows系統(tǒng)

也有4500—6000萬行代碼。

三、20世紀(jì)軟件發(fā)展的回顧與啟示

歸納軟件在20世紀(jì)的發(fā)展，可以得到一些基本結(jié)論：（1）詳細(xì)設(shè)計與編程實現(xiàn)基本成

熟；（2）需求分析與質(zhì)量保隙難度較大；（3）高級自動化技術(shù)目前實行困難；（4）軟件

工程管理的作用日益突出。

軟件工程發(fā)展史上各個階段的里程碑是：（1）70年代：程序設(shè)計方法學(xué)、結(jié)構(gòu)化分析

和設(shè)計、抽象數(shù)據(jù)類型、軟件工具；（2）80年代：軟件開發(fā)方法學(xué)、軟件工程環(huán)境（CASE）、

面向?qū)ο蠹夹g(shù)；（3）90年代：軟件復(fù)用和軟件構(gòu)件技術(shù)、軟件過程、需求工程。如何達(dá)成

軟件工程的目標(biāo)一一提高開發(fā)質(zhì)量和生產(chǎn)率？過去的認(rèn)識：技術(shù)的發(fā)展是達(dá)到上述目標(biāo)的主

耍（唯一）途徑。如：80年代后期，CASE工具、環(huán)境被認(rèn)為是最好的解決方案一一通過自

動化工具的支持可以很容易地提高質(zhì)量和效率；90年代，GUI生成技術(shù)和0。技術(shù)也被寄

予厚望。其原因在于，技術(shù)可以給出立即可見的解決方案，并很快得到收益。但結(jié)果卻經(jīng)常

不盡人意。

可見，技術(shù)并不能唯一保證達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)和效果，開發(fā)單位過程的改善是達(dá)到目標(biāo)的

重要因素。但過程改善將導(dǎo)致企業(yè)組織、管理方式的改變，需要高層的承諾和長期的投資。

過程改善+技術(shù)提高=完善的解決方案！

四、21世紀(jì)初的軟件開發(fā)技術(shù)

20世紀(jì)的最后十幾年，信息技術(shù)范圍內(nèi)最具有深遠(yuǎn)影響的技術(shù)進(jìn)步是Internet的出現(xiàn),

并迅速發(fā)展成為當(dāng)今世界上覆蓋面最廣、規(guī)模最大、信息資源最豐富的計算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)，深

刻地改變了傳統(tǒng)的技術(shù)以及應(yīng)用、業(yè)務(wù)和產(chǎn)業(yè)模式，也成為影響21世紀(jì)至少初期(前20

年)的主要因素。

Internet計算平臺具有開放、動態(tài)、多變的特征，體現(xiàn)出無統(tǒng)一控制的“真”分布性，節(jié)

點(diǎn)的高度自治性，節(jié)點(diǎn)鏈接的開放性和動態(tài)性，人、設(shè)備和軟件的多重異構(gòu)性，實體行為的

不可預(yù)測性，使用方式的個性化和靈活性，網(wǎng)絡(luò)連接環(huán)境的多樣性等特點(diǎn)，也對傳統(tǒng)學(xué)科提

出挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)軟件工程基于實體驅(qū)動和確定目標(biāo)、有序控制的開發(fā)模式開始讓位于Internet

下智能軟件工程基于協(xié)同驅(qū)動和動態(tài)目標(biāo)、實體聚合的開發(fā)模式。軟件開發(fā)技術(shù)將呈現(xiàn)如下

特征：(1)基礎(chǔ)平臺：網(wǎng)絡(luò)化(Internet化)；(2)應(yīng)用方式：開放化、服務(wù)化；(3)

核心技術(shù)：主體化、協(xié)同化；(4)運(yùn)行支撐：中件化、多樣化；(5)開發(fā)方式：復(fù)用化、

工程化；(6)用戶界面：自然化；(7)發(fā)展趨勢：用戶主導(dǎo)。

滿足日益加劇的應(yīng)用軟件需求的一種有效方法是加強(qiáng)用戶的主導(dǎo)作用，讓軟件開發(fā)成為

問題定義過程而不是詳細(xì)編碼過程。用戶主導(dǎo)的應(yīng)用軟件開發(fā)方法，通過讓最終用戶成為軟

件系統(tǒng)的實際設(shè)計者使問題空間與求解空間盡可能取得一致。

五、21世紀(jì)初的軟件過程技術(shù)

90年代后，隨著軟件規(guī)模日益增大和應(yīng)用領(lǐng)域的日益廣泛，工業(yè)化軟件生產(chǎn)日益成為朝

陽產(chǎn)業(yè)而在新的世界經(jīng)濟(jì)格局中占領(lǐng)重要一隅。工業(yè)化的軟件過程技術(shù)和質(zhì)量保障技術(shù)，已

經(jīng)成為發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)的重要支柱。軟件過程隨著軟件組織的特點(diǎn)不同和商業(yè)目標(biāo)不同，經(jīng)常

處了動態(tài)的調(diào)整和定義與重定義狀態(tài)。所以過程技術(shù)必須支持過程的動態(tài)定義和過程流的動

態(tài)重組。軟件過程流本質(zhì)上由工作流組成。過程改善的關(guān)鍵：可以明確標(biāo)識當(dāng)前狀態(tài)，并明

確改進(jìn)的方向。

目前國際上軟件過程方面代表性技術(shù)有：CMU-S曰提出的CMM(CapabilityMaturity

Model)PSP(PersonalSoftwareProcess),TSP(TeamSoftwareProcess)>CMMI

(CapabilityMaturityModelIntegration)；國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO發(fā)布的IS09000(質(zhì)

量管理體系標(biāo)準(zhǔn))、ISO15504(信息技術(shù)一軟件過程評價)：以及其他如TickIT,Bootstrap,

SPICE等。預(yù)計21世紀(jì)初，軟件過程技術(shù)將得到進(jìn)?步的重視和發(fā)展。

軟件過程的質(zhì)量改進(jìn)通常包括如卜步驟：(1)了解開發(fā)過程的現(xiàn)狀；(2)期望的開發(fā)

過程的目標(biāo)；(3)按優(yōu)先級確定所需的改進(jìn)工作：(4)形成完成改進(jìn)工作的計劃；(5)

分配執(zhí)行計劃的資源；(6)執(zhí)行和完成計劃。以上循環(huán)。

收發(fā)電子郵件（OUTLOOK）的相關(guān)設(shè)置

OutlookExpress4.x5.x

在“工具”菜單上，單擊"帳號”；

單擊"添加"，選擇"郵件"選項卡；

在"顯示名稱“輸入框內(nèi)填寫您的名字并單擊“下?步”；

在”電子郵件地址”輸入框內(nèi)填寫您在鞍山電子郵局上的郵件地址，如

goodluck@0412.net,然后單擊"下一步"；

在服務(wù)器類型列表中選擇“POP3”；

在”郵件接收服務(wù)器"欄內(nèi)填寫""；

在”郵件發(fā)送服務(wù)器"欄內(nèi)填寫"",單擊"下一步";

如果OutlookExpress告訴您所填寫的POP3/SMTP服務(wù)器可能不是有效的服務(wù)器

名，并提示您是否使用該服務(wù)器，請單擊"是"，然后單擊“下一步"；

選擇"登錄方式"，并在"POP帳號名"輸入欄內(nèi)填寫您的鞍山電子郵局郵件地址，如

"goodluck@0412.net"。

注意：如果只輸入您的用戶名，如"goodluck"，可能會發(fā)生錯誤；

在“密碼”欄內(nèi)填寫您設(shè)定的密碼。如果您不填寫，OutlookExpress將在每次連接到

鞍山電子郵局收取信件時，都會提示您輸入。單擊"下一步"；

在"InternetMail帳號名"內(nèi)填寫適當(dāng)?shù)挠靡詤^(qū)分不同帳號的標(biāo)識，如

""等，單擊"下一步"；

選擇您與Internet的連接方式，并單擊"下?步"：（關(guān)于這部分操作，請參考Outlook

Express中的相關(guān)幫助）

單擊"完成";

構(gòu)成計算機(jī)主機(jī)板的主要部件

當(dāng)我們打開計算機(jī)的機(jī)箱時，可以看到主機(jī)板，它是主機(jī)中的基礎(chǔ)部件，在它上面密集地安裝著CPU、內(nèi)存儲

器、集成電路芯片、總線接口、配件的插槽等。計算機(jī)的主機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-9所示。那么，計算機(jī)的主板是

什么模樣的呢？可以在它上面連接哪些配件，如圖2-10所示：

圖2-9主機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

主機(jī)箱內(nèi)部實物圖

軟盤驅(qū)動器光盤驅(qū)動錯

二驅(qū)接口IDE8D8i

1MML

央處理

(CPU)

圖2-10主機(jī)板及其部分配件

圖2-11獷展卡的插法

總線(bus)是數(shù)據(jù)傳送的公共通道，如圖2-12所示。按所傳輸?shù)男盘杹韯澐?，有?shù)據(jù)總線、地址總線和控制

總線等。按總線接口類型來劃分，有ISA總線、PCI總線和AGP總線等。

圖2-12總線示意圖

…譯A總線是單期

加總線，數(shù)據(jù)傳輸

飆度較慢。如圖2-

%3所示

圖2-13ISA總線示意圖

PCI總線是目前計算機(jī)常用的標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)，它使圖形顯示、硬盤驅(qū)動器、網(wǎng)絡(luò)適配器等需要高速性能的外設(shè)

的速度進(jìn)一步得到提高。其傳輸方式如圖2-14所示。

圖2-14PCI總線示意圖

…ACP總線是圖形加

速接口的獨(dú)立的一兼

1線.傳輸速度鶯

映。如圖2-15所示

圖2-15AGP總線示意圖

計算機(jī)系統(tǒng)電源提供計算機(jī)所有部件所需要的電能，其類型可分成AT和ATX兩種，ATX類電源除提供AT

類電源的±5V、±12V輸出電壓外、還向主板提供±3.3的輸出電壓。此外，它支持軟件關(guān)機(jī)的功能。如圖2-16

所示。

圖2-16計算機(jī)系統(tǒng)電源

ASCII碼

計算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制的方式計數(shù)，那么它為什么又能識別卜進(jìn)制數(shù)和各種字符、圖形呢？其實，不論是數(shù)值

數(shù)據(jù)還是文字、圖形等，在計算機(jī)內(nèi)部都采用了一種編碼標(biāo)準(zhǔn)。通過編碼標(biāo)準(zhǔn)可以把它轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)來進(jìn)行

處理，計算機(jī)將這些信息處理完畢再轉(zhuǎn)換成可視的信息顯示出來。常用的字符代碼是ASCII碼，它原來是美

國的國家標(biāo)準(zhǔn)，1967年被定為國際標(biāo)準(zhǔn)。

ASCII碼由8位二進(jìn)制數(shù)組成，其中最高位為較驗位，用于傳輸過程檢驗數(shù)據(jù)正確性。其余7位二進(jìn)制數(shù)表

示一個字符,共有128種組合。如回車的ASCII碼為0001101(13),空格的ASCII碼為0100000(32),

"0"的ASCII碼為0110000(48),"A"的ASCII碼為1000001(65)，"a"的ASCII碼為1100001

(97).

中央處理器和存儲器

1.中央處理器

中央處理器（簡稱為CPU）,一般是由控制器和運(yùn)算器兩個部件構(gòu)成并集成在一塊芯片上，它是計

算機(jī)的核心部分?？刂破髫?fù)責(zé)指揮和控制其它各個部件協(xié)同工作。運(yùn)算器是計算機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它負(fù)

責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算。

現(xiàn)在流行的CPU主要有Intel、AMD、Cyrix等商標(biāo)的產(chǎn)品，圖2-17為他們生產(chǎn)出來可供選擇的一

些型號的CPU。

圖2-17Intel、AMD、Cyrix等品牌的部分CPU型號

通常我們所說的奔騰、P6、奔騰111、奔騰IV等，都是指CPU的型號，如圖2-18所示。CPU型號決

定計算機(jī)的型號和性能。

口I

圖2-18奔騰系列CPU的部分型號

CPU的工作頻率（又稱主頻）是計算機(jī)性能的重要標(biāo)志之一，主頻以數(shù)字表示，如奔騰IV1.7G表示

主頻為1.7GHz。CPU的主頻越高運(yùn)算速度就越快。目前,主頻為1.7GHz以上的CPU已問世了。

CPU的插法有多種，圖2-19為其中的一種。

圖2-19CPU的一種插法

2.內(nèi)存儲器

計算機(jī)通過什么來保存計算機(jī)當(dāng)前工作所需的程序和數(shù)據(jù)呢？就是內(nèi)存，也稱為“主存儲器”。它安裝

在計算機(jī)的主板上。

內(nèi)存分為隨機(jī)存儲器（簡稱RAM）和只讀存儲器（簡稱ROM）,通常我們說的內(nèi)存或內(nèi)存條是指

RAM,各種常見內(nèi)存條如圖2-20所示。

便攜式計算機(jī)的擴(kuò)展內(nèi)薦條

72線內(nèi)存條

168線內(nèi)存條

圖2-20各種常見的內(nèi)存條

隨機(jī)存儲器中的數(shù)據(jù)可以由用戶進(jìn)行修改。關(guān)閉計算機(jī)電源，隨機(jī)存儲器中存儲的數(shù)據(jù)將全部消失,

類似于寫在黑板上的字，可寫可擦。我們平常所說的內(nèi)存容量就是隨機(jī)存儲器的容量。只讀存儲器中

存儲的數(shù)據(jù)由計算機(jī)生產(chǎn)廠家寫入，只能讀取而不能修改，斷電后保存在只讀存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)不會消

失。

在計算機(jī)的內(nèi)存容量單位里，1個二進(jìn)制的位是bit,8個二進(jìn)制位稱為個字節(jié)B(Byte)。字節(jié)

是計量內(nèi)存容量的基本單位，其它的單位還有KB,MB,GB,TB,它們的轉(zhuǎn)換公式如卜.：

字節(jié)1B=8bit

千字節(jié)1KB=1024B

兆字節(jié)1MB=1024KB=1024x1024B

吉字節(jié)1GB=1024MB=1024x1024KB

太字節(jié)1TB=1024GB=1024x1024MB

內(nèi)存的容量直接影響計算機(jī)的性能,PC系列機(jī)的內(nèi)存容量由早期的640KB發(fā)展到1MB、4MB、8MB、

16MB、32MB、64MB、128MB和256MB,有的甚至超過1GB。

計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個新方向一量子計算機(jī)

計算機(jī)技術(shù)把我們帶入了一個嶄新的“信息時代”，給我們的工作和生活帶來了巨大變化。發(fā)明計算機(jī)的先輩們

沒有料到計算機(jī)能成為人們生活中不可或缺的工具；他們也難以想象計算機(jī)誕生以來發(fā)生的驚人變化。計算機(jī)

芯片的集成度以大約每十八個月就提高一倍的速度指數(shù)增長(摩爾定律)，計算機(jī)芯片的集成度在不久的將來

10

就有望達(dá)到原子分子量級(~10-m)o但是量子力學(xué)告訴我們，在這樣的微觀領(lǐng)域內(nèi)，量子效應(yīng)會影響甚

至完全破壞芯片功能。

量子力學(xué)是本世紀(jì)自然科學(xué)的最重要的成就之一。量子力學(xué)的觀念同我們?nèi)粘?/p>

生活的經(jīng)驗有很大的不同。根據(jù)量子力學(xué)的原理，一個量子微觀體系的狀態(tài)是由一

個波函數(shù)描寫，而不再是由粒子的位置和動量描述。這個波函數(shù)決定了粒子出現(xiàn)在

空間某一點(diǎn)或者具有某一動量的兒率。對一個體系進(jìn)行某一力學(xué)量的測量時，不再

象經(jīng)典粒子那樣具有確定的值，而只能取某些特定的值。在經(jīng)典力學(xué)中，對體系的

測量不會改變體系的狀態(tài)，至少在理論上可以構(gòu)造理想測量實驗，使得體系的狀態(tài)

在測量前后不發(fā)生變化。而在量子力學(xué)中，測量一般要改變體系的波函數(shù)，即體系

的狀態(tài)。經(jīng)典體系的狀態(tài)隨時間的變化遵從牛頓定律，而量子體系的狀態(tài)隨時間的

變化遵從Schroedinger方程。根據(jù)量子力學(xué)中的海森堡測不準(zhǔn)原理，當(dāng)位置定的

很準(zhǔn)時，粒子的動量就不會定準(zhǔn)。Dx.Dp@h/2p,h是PLANCK常數(shù)，其數(shù)

值為6.6260755(40)'10-34j.s。將海森堡測不準(zhǔn)原理應(yīng)用于計算機(jī)的芯片問題

中，當(dāng)密度很大時，Dx很小時，Dp就會很大，電子就不再被束縛，就會有量子

干涉效應(yīng)。這種量子干涉效應(yīng)會完全破壞芯片的功能。是不是說量子力學(xué)就一定

是計算機(jī)技術(shù)的大敵呢？對于現(xiàn)有計算機(jī)技術(shù)，量子力學(xué)的限制確實是一個障礙。

但是應(yīng)用量子力學(xué)的原理直接進(jìn)行計算，不但可以越過量子力學(xué)的障礙，而且可以

開辟新的方向。

量子計算機(jī)就是以量子力學(xué)原理直接進(jìn)行計算的計算機(jī)。1982年美國的R.

Feynman提出了把量子力學(xué)和計算機(jī)結(jié)合起來的可能性。1985年英國牛津大學(xué)

的D.Deutsch進(jìn)一步闡述了量子計算機(jī)的概念，并且證明了量子計算機(jī)比經(jīng)典圖

靈計算機(jī)具有更強(qiáng)大的功能。Shor證明了量子計算機(jī)會對現(xiàn)有的社會和國民經(jīng)濟(jì)

以及國防產(chǎn)生潛在的威脅。目前大量的網(wǎng)絡(luò)保密是使用“RSA公開碼”的密碼技術(shù)。

想要破譯這種密碼，就要對大數(shù)分解質(zhì)因子。分解一個大數(shù)的質(zhì)因子是極其困難的。

按照現(xiàn)有的理論計算，分解一個400位數(shù)的質(zhì)因子，用目前最先進(jìn)的巨型計算機(jī)

也需要用10億年的時間，而人類的歷史才不過兒百萬年。然而量子計算機(jī)概念的

出世，嚴(yán)重動搖了RSA公共碼的安全性。1994年，美國的P.W.Shor利用量子

計算機(jī)理論證明，一個N位大數(shù)的質(zhì)因子分解只需用N的多項式的時間而不是以

前所認(rèn)為的N的指數(shù)次的時間。利用量子計算機(jī)分解一個400位大數(shù)僅僅需要不

到一年的時間！Shor的工作引起了科學(xué)家們巨大的熱情和興趣。1995年，美國

Grover證明在搜索問題上量子計算機(jī)比經(jīng)典計算機(jī)優(yōu)越。從沒有排序的含N個數(shù)

據(jù)的數(shù)據(jù)庫中搜索一個確定的數(shù)據(jù)，用經(jīng)典計算機(jī)平均需用N/2次運(yùn)算，利用量子

平行計算方法，只需“歷次運(yùn)算?？茖W(xué)家還證明了BPPiBQPi/"，即任何

在經(jīng)典計算機(jī)上多項式可解的問題在量子計算機(jī)上也必定只需多項式次操作就可

以完成。也就是說量子計算機(jī)解決任何問題上都至少不比經(jīng)典計算機(jī)差。

什么使得量子計算機(jī)會有如此優(yōu)越的性質(zhì)呢？量子計算機(jī)和經(jīng)典計算機(jī)有什么區(qū)別呢？量子計算機(jī)也由

存儲器和邏輯門網(wǎng)絡(luò)組成。但是量子計算機(jī)的存儲內(nèi)容和邏輯門與經(jīng)典計算機(jī)卻有所不同。對經(jīng)典圖靈計算機(jī)

來說，信息或者數(shù)據(jù)由二進(jìn)制數(shù)據(jù)位存儲，每一個二進(jìn)制數(shù)據(jù)位由0或1表示。在量子力學(xué)中，我們可以用自

旋或者:能級態(tài)構(gòu)造量子計算機(jī)中的數(shù)據(jù)位。與經(jīng)典計算機(jī)相區(qū)別，我們稱之為量子位(qubit)。在經(jīng)典計算

機(jī)中，每一個數(shù)據(jù)位要么是0,要么是1,二者必取其一。與經(jīng)典計算機(jī)數(shù)據(jù)位不同的是，量子位可以是0或

者1,也可以同時是。和1。也就是說，在量子計算機(jī)中，數(shù)據(jù)位的存儲內(nèi)容可以是。和1的迭加態(tài)：

H)P|現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展表明，量子糾纏態(tài)之間的關(guān)聯(lián)效應(yīng)不受任何局域性假設(shè)限制。如果體系的

波函數(shù)不能寫成構(gòu)成該體系的粒子的的波函數(shù)的乘積，則該體系的狀態(tài)就出處在一個糾纏態(tài)，即體系的粒子的

狀態(tài)是相互糾纏在一起的。如果兩個粒子處在糾纏態(tài)上，不管它們離開有多么遙遠(yuǎn)，對其中個粒子進(jìn)行測量

(作用)，必然會同時影響到另外一個粒子。正是由于量子糾纏態(tài)之間的神奇的關(guān)聯(lián)效應(yīng)，使得量子計算機(jī)可

以實現(xiàn)量子平行算法，從而在許多問題上可以比經(jīng)典計算機(jī)大大減少操作次數(shù)。從另一個角度講，在經(jīng)典計算

機(jī)里，一個二進(jìn)制位(bit)只能存儲一個數(shù)據(jù)，n個二進(jìn)制位只能存儲n個一位二進(jìn)制數(shù)或者1個n位二進(jìn)制

數(shù)，而在量子計算機(jī)里，個量子位可以存儲兩個數(shù)據(jù)，n個量子位可以同時存儲2.個數(shù)據(jù)，從而大大提高

了存儲能力。

經(jīng)典計算機(jī)中的基本邏輯門是與門和非門。對于量子計算機(jī)，由量子力學(xué)可知，所在操作必需是可逆的，

因此基本邏輯門也必需是可逆的。但是與門是不可逆的％輸出和輸入不??對應(yīng)，如果輸出是0,我們無法

確定輸入是(0,0),(0,1)還是(1,0)。同樣，或門、異或門、與非門和或非門也是不可逆的。所以在量子計算機(jī)

中，與門、或門、異或門、與非門和或非門都不能用。我們考察卜面真值表：

我們稱之為控制非門。第一位a位叫做控制位，第：位b位叫做目標(biāo)位。顯然，控制非門可以實現(xiàn)加法運(yùn)

算，有時又稱之為量子異或門。利用控制非門和一位旋轉(zhuǎn)操作，可以組成所有的可逆操作，實現(xiàn)各種各樣的運(yùn)

算。有了量子邏輯門和存儲信息的量子位，就可以建造量子計算機(jī)了。但是量子計算機(jī)的實現(xiàn)還有許多技術(shù)I:

的問題。量子計算機(jī)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在量子送加態(tài)的關(guān)聯(lián)效應(yīng)。然而由量子力學(xué)可知，環(huán)境對迭加態(tài)的影響

以及迭加態(tài)之間的相互作用會使這種關(guān)聯(lián)效應(yīng)減弱甚至喪失。這就是所謂的量子力學(xué)去相干效應(yīng)。為了防止或

避免去相干效應(yīng)，我們應(yīng)盡量減少環(huán)境對量子態(tài)的作用。同時，萬一由于由去相干效應(yīng)引入了錯誤信息，我們

必需能及時改正%這一點(diǎn)尤為重要，因為我們無法把量子態(tài)和環(huán)境絕對隔離起來，而且其它因素，如邏輯門，

也會引入錯誤信息。經(jīng)典計算機(jī)中也存在數(shù)據(jù)信息的糾錯問題，但是由于量子計算機(jī)的特殊性%(1).根據(jù)量子

力學(xué)基本假設(shè)，在量子計算機(jī)計算過程中我們不能對量子態(tài)測量，因為這種測量會改變量子態(tài)，而且這種改變

是不可恢復(fù)的。（2）量子態(tài)不能簡單復(fù)制或“克隆”%我們不能把經(jīng)典計算機(jī)中已經(jīng)發(fā)展很完善的糾錯方法直接

移植到量子計算機(jī)中來.Shor在1996年克服了這個曾一度被認(rèn)為不可解決的疑難問題，掃清了量子計算機(jī)

發(fā)展道路上巨大的原則上隙礙，量子計算機(jī)的研制也由此走向?qū)嶒炿A段。

1998年美國和英國的牛津大學(xué)小組已在實驗室里制造出了最簡單的量子計算機(jī)。這種計算機(jī)與以往的計

算機(jī)不同，與我們現(xiàn)在辦公桌上“龐大的”機(jī)器相比，它更象放在機(jī)器旁邊的咖啡杯。我們現(xiàn)在還無法確定未來

的量子計算機(jī)究竟是什么樣的，目前科學(xué)家們提出了兒種方案。第?種方案，也就是前面提到的“咖啡杯”量子

計算機(jī)是核磁共振計算機(jī)。我們可以用自旋向上或向下表示量子位的0和1兩種狀態(tài)，那么怎么實現(xiàn)自旋狀態(tài)

的控制非操作呢？在許多有機(jī)分子中，當(dāng)其中一個原子的自旋處于不同狀態(tài)時，另外一個原子的自旋翻轉(zhuǎn)所需

的能量或者說共振頻率也不同。如果我們把其中一個原子的自旋狀態(tài)當(dāng)作控制位，另一個原子的自旋當(dāng)作目標(biāo)

位，控制不同的共振頻率，就可以實現(xiàn)控制非操作。而它之所以更象個咖啡杯，是由于這些有機(jī)分子（例如

氯仿）被溶解于另外的有機(jī)溶液里。這些有機(jī)溶液與氯仿幾乎沒有相互作用，從而保證了量子態(tài)和環(huán)境的較好

1

隔離。第二種方案是離子阱計算機(jī)。在這種計算機(jī)中，一系列自旋為二的冷離子被禁錮在線性量子勢阱里，組

成一個相對穩(wěn)定的絕熱系統(tǒng)。與核磁共振計算機(jī)不同，這種量子計算機(jī)由激光來實現(xiàn)自旋翻轉(zhuǎn)的控制非操作。

由于在這種系統(tǒng)中，去相干效應(yīng)在整個計算中幾乎可以忽略，而且很容易在任意離子之間實現(xiàn)n位量子門。還

1

有一種方案是硅基半導(dǎo)體量子計算機(jī)。在高純度硅中摻雜自旋為工的離子實現(xiàn)存儲信息的量子位，由絕緣物質(zhì)

實現(xiàn)量子態(tài)的隔絕，硅基半導(dǎo)體量子計算機(jī)與經(jīng)典計算機(jī)一樣建立在半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上，因此有著巨大

的誘惑力。此外還有線性光學(xué)方案，腔量子動力學(xué)方案等。

量子計算機(jī)的運(yùn)作過程也必需由時序控制，而目前的量子邏輯門的運(yùn)算速度比經(jīng)典計算機(jī)邏輯門運(yùn)算速度

慢得多。為了獲得最快的運(yùn)算速度，未來的計算機(jī)可能要把兩種計算機(jī)聯(lián)合起來：經(jīng)典計算機(jī)控制時鐘序列，

量子計算機(jī)控制運(yùn)算部分。無論采用哪種方案，也不管未來量子計算機(jī)到底會是什么樣子，量子計算機(jī)的研

制都需要把當(dāng)今最前導(dǎo)的微觀物理技術(shù)%如激光、生物物理、單個原子探測與控制、半導(dǎo)體技術(shù)%和計算機(jī)

技術(shù)結(jié)合起來。因此，量子計算機(jī)的研制和發(fā)展必定會對現(xiàn)代物理技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)起推動作用。同時，由于

量子計算機(jī)強(qiáng)大的模擬功能和運(yùn)算能力，量子計算機(jī)的出現(xiàn)必然會使我們對量子力學(xué)理論和微觀世界的本質(zhì)有

更深刻的了解。目前世界各個發(fā)達(dá)國家都投入了大量的人力和物力進(jìn)行量子計算機(jī)的研究。量子計算機(jī)不但于

未來的計算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展緊密相關(guān)，更重要的是它與國家的保密、電子銀行、軍事和通訊等重要領(lǐng)域密切相關(guān)。

量子計算機(jī)結(jié)合了二十世記許多杰出的發(fā)現(xiàn)和成果，實現(xiàn)量子計算機(jī)是二十?世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的最重要的目標(biāo)之

二進(jìn)制及十、八、十六進(jìn)制數(shù)

1.十進(jìn)制數(shù)

十進(jìn)制數(shù)的兩個主要特點(diǎn)：

⑴有十個不同的數(shù)字：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9;

⑵逢十進(jìn)一的進(jìn)位法，10是十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)（進(jìn)制中所用不同數(shù)字的個

數(shù)）。

：i2

（1993）10=1X10+9X10+9X10'+3X10°（每位上的系數(shù)只在0—9中取用）

2.二進(jìn)制數(shù)

二進(jìn)制數(shù)的兩個主要特點(diǎn)：

⑴有兩個不同的數(shù)字：0、1；

⑵逢二進(jìn)一的進(jìn)位法,2是二進(jìn)制數(shù)的基數(shù)。

（1011）2=1X23+0X22+1X241X2°（每位上的系數(shù)只在0、1中取用）

3.八進(jìn)制數(shù)

八進(jìn)制數(shù)的兩個主要特點(diǎn)：

⑴采用八個不同的數(shù)字：0、1、2、3、4、5、6、7;

⑵逢八進(jìn)一的進(jìn)位法,8是八進(jìn)制數(shù)的基數(shù)。

（1725）8=1X83+7X82+2X6+5X8°（每位上的系數(shù)只在0—7中取用）

4.十六進(jìn)制

十六進(jìn)制數(shù)的兩個主要特點(diǎn)：

⑴有十六個不同的數(shù)字：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、

F（其中后六個數(shù)字符號其值對應(yīng)于十進(jìn)制的10,11,12,13,14,15；也有選

用S,T,U,V,W,X的記法）;

⑵逢十六進(jìn)一的進(jìn)位法，16是十六進(jìn)制數(shù)的基數(shù)。

3232

(B56E)16=BX16+5X16+6X16'+EX16°=11X16+5X16+6X16'+14X16°

表1.2.1給出了上述四種進(jìn)制數(shù)表示方式的對照表:

表1.2.1四種進(jìn)制數(shù)表示方式對照表

012345678910111213141516

I-012345678910111213141516

進(jìn)

制

二0110111001011101111000100110101011110011011110111110000

進(jìn)

制

八01234567101112131415161720

進(jìn)

制

I-0123456789ABCDEF10

六

出

網(wǎng)

二進(jìn)制及十、八、十六進(jìn)制數(shù)

1.十進(jìn)制數(shù)

十進(jìn)制數(shù)的兩個主要特點(diǎn)：

⑴有十個不同的數(shù)字：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9;

⑵逢十進(jìn)一的進(jìn)位法，10是十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)（進(jìn)制中所用不同數(shù)字的個

數(shù)）。

：i2

（1993）10=1X10+9X10+9X10'+3X10°（每位上的系數(shù)只在0—9中取用）

2.二進(jìn)制數(shù)

二進(jìn)制數(shù)的兩個主要特點(diǎn)：

⑴有兩個不同的數(shù)字：0、1；

⑵逢二進(jìn)一的進(jìn)位法,2是二進(jìn)制數(shù)的基數(shù)。

（1011）2=1X23+0X22+1X241X2°（每位上的系數(shù)只在0、1中取用）

3.八進(jìn)制數(shù)

八進(jìn)制數(shù)的兩個主要特點(diǎn)：

⑴采用八個不同的數(shù)字：0、1、2、3、4、5、6、7;

⑵逢八進(jìn)一的進(jìn)位法,8是八進(jìn)制數(shù)的基數(shù)。

（1725）8=1X83+7X82+2X6+5X8°（每位上的系數(shù)只在0—7中取用）

4.十六進(jìn)制

十六進(jìn)制數(shù)的兩個主要特點(diǎn)：

⑴有十六個不同的數(shù)字：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、

F（其中后六個數(shù)字符號其值對應(yīng)于十進(jìn)制的10,11,12,13,14,15；也有選

用S,T,U,V,W,X的記法）;

⑵逢十六進(jìn)一的進(jìn)位法，16是十六進(jìn)制數(shù)的基數(shù)。

3232

(B56E)16=BX16+5X16+6X16'+EX16°=11X16+5X16+6X16'+14X16°

表1.2.1給出了上述四種進(jìn)制數(shù)表示方式的對照表:

表1.2.1四種進(jìn)制數(shù)表示方式對照表

012345678910111213141516

I-012345678910111213141516

進(jìn)

制

二0110111001011101111000100110101011110011011110111110000

進(jìn)

制

八01234567101112131415161720

進(jìn)

制

I-0123456789ABCDEF10

六

出

網(wǎng)

位、字節(jié)和字及內(nèi)存容量

計算機(jī)所處理的數(shù)據(jù)信息，是以二進(jìn)制數(shù)編碼表示的，其二進(jìn)制數(shù)字“0”和“1”是構(gòu)成信息的最小單位，稱作“位”或比特

（bit）。

在計算機(jī)中，由若干個位組成一個“字節(jié)”（byte）。字節(jié)由多少個位組成，取決于計算機(jī)的自身結(jié)構(gòu)。通常，微型計算機(jī)

的CPU多用8位組成一個字節(jié),用以表示一個字符的代碼。構(gòu)成一個字節(jié)的8個位被看作一個整體。字節(jié)是電子計

算機(jī)存儲信息的基本單位。

在計算機(jī)的存儲器中占據(jù)個單獨(dú)的地址（內(nèi)存單元的編號）并作為?個單元（由多個字節(jié)組合而成）處理的?組二進(jìn)

制數(shù)位稱為“字”（Word）。字,指的是數(shù)據(jù)字，它由若干個位或字節(jié)所組成。對計算機(jī)的運(yùn)算器和內(nèi)存儲器來說，一個字

或兒個字是?個數(shù)據(jù);對控制器來說，?個字或兒個字是?條指令。在電子計算機(jī)內(nèi)部，字是被當(dāng)做個整值而被處理

的整體。一個字所包含的二進(jìn)制位數(shù)稱字長。字長是CPU的重要標(biāo)志之一。字長越長,說明計算機(jī)數(shù)值的有效位越

多，精確度就越高。低檔微型機(jī)的字長為8位（一個字節(jié)），高檔微型機(jī)的字長有16位（兩個字節(jié)）、32位（四個字節(jié)）

等。

計算機(jī)?個內(nèi)存儲器包括多少個字節(jié)數(shù)，就是這個內(nèi)存儲器的容量，一般采用KB（千字節(jié)）為單位來表示。1KB=210

個字節(jié)=1024個字節(jié)。例如,64KB=1024x64字節(jié)=65536個字節(jié)。對容量大的計算機(jī),也常用MB（兆字節(jié)）或

GB作單位表示存儲器容量。1MB=210x210個字節(jié)=1024字節(jié)x1024=1048576個字節(jié),1GB=1024MB

計算機(jī)語言

計算機(jī)是進(jìn)行科學(xué)計算和信息處理的工具，其工作過程可簡述為：

第一步：接通電源啟動計算機(jī)的外設(shè)和主機(jī)；

第二步：由輸入設(shè)備將程序送入內(nèi)存儲器；

第三步：當(dāng)計算機(jī)接到操作人員的運(yùn)行命令后，控制器便將程序從內(nèi)存儲器中逐條取出，經(jīng)分析加以

執(zhí)行；

第四步：在控制器指揮下，由輸出設(shè)備將處理結(jié)果顯示或打??；

第五步：程序執(zhí)行完畢，控制器發(fā)出信號，計算機(jī)自動停機(jī)。

在整個處理過程中，計算機(jī)完全按照人們的“意愿”去辦事。所以能夠如此，是因為輸入計算機(jī)的“程

序”起著關(guān)鍵性的作用。程序由會寫程序的操作人員事先編制。編制程序的過程稱程序設(shè)計。書寫

程序用的“語言”，叫做程序設(shè)計語言即計算機(jī)語言。計算機(jī)語言通常是一個能完整、準(zhǔn)確和規(guī)則地

表達(dá)人們的意圖，并用以指揮或控制計算機(jī)工作的“符號系統(tǒng)”。

一般的計算機(jī)目前還不能在人類的自然語言上直接操作，用計算機(jī)解決實際問題，必須對所要解決

的問題周密考慮?個明確的處理方法（算法），再使用計算機(jī)能理解的計算機(jī)語言編制成程序，然后

通過輸入設(shè)備才能告訴計算機(jī)該怎么去做。

計算機(jī)語言通常分為三類，即機(jī)器語言，匯編語言和高級語言。

1.機(jī)器語言

機(jī)器語言是用二進(jìn)制代碼表示的計算機(jī)能直接識別和執(zhí)行的一種機(jī)器指令的集合。它是計算機(jī)的

設(shè)計者通過計算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)賦予計算機(jī)的操作功能。機(jī)器語言具有靈活、直接執(zhí)行和速度快等

特點(diǎn)。不同型號的計算機(jī)其機(jī)器語言是不相通的，按著一種計算機(jī)的機(jī)器指令編制的程序，不能在另

一種計算機(jī)上執(zhí)行。

用機(jī)器語言編寫程序，編程人員要首先熟記所用計算機(jī)的全部指令代碼和代碼的涵義。手編程序時,

程序員得自己處理每條指令和每?數(shù)據(jù)的存儲分配和輸入輸出，還得記住編程過程中每步所使用

的工作單元處在何種狀態(tài)。這是一件十分繁瑣的工作，編寫程序花費(fèi)的時間往往是實際運(yùn)行時間的

兒十倍或幾百倍。而且，編出的程序全是些0和1的指令代碼，直觀性差,還容易出錯?，F(xiàn)在,除了計

算機(jī)生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員外，