計算機(jī)基礎(chǔ)概述

計算機(jī)基礎(chǔ)概述第一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五2主講教師：林永鋼授課對象：2012級理工類學(xué)生總學(xué)時數(shù)：100000學(xué)時理論教學(xué)學(xué)時數(shù)：11000學(xué)時上機(jī)學(xué)時數(shù)：1000學(xué)時32248計算機(jī)基礎(chǔ)第二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五計算機(jī)基礎(chǔ)第一章概述第二章數(shù)據(jù)在計算機(jī)內(nèi)的表示第三章計算機(jī)硬件第四章操作系統(tǒng)和文件管理第五章多媒體技術(shù)基礎(chǔ)第六章軟件的開發(fā)基礎(chǔ)第七章信息系統(tǒng)概述第八章計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識第九章計算機(jī)安全第三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五計算機(jī)基礎(chǔ)第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第三節(jié)計算機(jī)的特點(diǎn)第四節(jié)計算機(jī)的分類第五節(jié)計算機(jī)的應(yīng)用

第一章概述第四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五第一章概述農(nóng)業(yè)社會

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)工業(yè)社會工業(yè)社會

十八世紀(jì)，蒸汽機(jī)的發(fā)明促進(jìn)了工業(yè)發(fā)展。計算機(jī)與社會發(fā)展的關(guān)系第五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五以蒸汽機(jī)為代表的機(jī)器解放了人的體力，人類在探索自動計算工具，來解放人的腦力。第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五工業(yè)社會工業(yè)社會信息社會

二十世紀(jì)，計算機(jī)技術(shù)促進(jìn)了社會進(jìn)步。第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五問題：計算機(jī)是什么？

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，答案在變化。上世紀(jì)七十年代以前的答案：用于數(shù)值計算的機(jī)器。第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五上世紀(jì)八十年代的答案：數(shù)值計算+文字處理主要解決漢字處理問題第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五上世紀(jì)九十年代的答案：計算+文字處理+游戲機(jī)+影碟機(jī)+音響第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五上世紀(jì)末的答案：無處不在的計算機(jī)由于計算機(jī)的出現(xiàn)，改變了我們的生活，現(xiàn)在新技術(shù)的發(fā)展都與計算機(jī)有關(guān)，或者說與計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)。生命科學(xué)、航天技術(shù)、……第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五

我們首先不考慮計算機(jī)的內(nèi)部，從黑盒方法，將計算機(jī)理解為可編程數(shù)據(jù)處理器。

計算機(jī)輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)程序第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五

計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)社會向信息社會轉(zhuǎn)型的技術(shù)基礎(chǔ)。核心是解放人的大腦。

為了促進(jìn)信息技術(shù)發(fā)展，信息成為社會財富的標(biāo)志。為了促進(jìn)這一發(fā)展，各國政府紛紛制訂行動綱領(lǐng)。隨著計算機(jī)的普及，形成計算機(jī)文化，《計算機(jī)基礎(chǔ)》課程涉及信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識。第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五1993年美國政府提出：《國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（NII):行動綱領(lǐng)》

俗稱信息高速公路。實(shí)質(zhì)上是高速信息電子網(wǎng)絡(luò)，它是一個能給用戶隨時提供大量信息,由通信網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)、數(shù)據(jù)庫以及日用電子產(chǎn)品組成的完備網(wǎng)絡(luò)體系。開發(fā)和實(shí)施信息高速公路計劃,不僅促進(jìn)信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,而且有助于改變?nèi)藗兊纳睢⒐ぷ骱徒煌绞?。社會發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五中國信息產(chǎn)業(yè)的三金工程

繼美國提出信息高速公路計劃之后，1993年底，中國正式啟動了國民經(jīng)濟(jì)信息化的起步工程――“三金工程”。

金橋：國家公用經(jīng)濟(jì)信息通信網(wǎng)金關(guān)：外貿(mào)企業(yè)的信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)金卡：電子貨幣工程“三金工程”的目標(biāo)，是建設(shè)中國的“信息準(zhǔn)高速國道”。第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五物聯(lián)網(wǎng)“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。

這里的“物”要滿足以下條件才能夠被納入“物聯(lián)網(wǎng)”的范圍：

1、要有數(shù)據(jù)傳輸通路；

2、要有一定的存儲功能；

3、要有CPU；

4、要有操作系統(tǒng)；

5、要有專門的應(yīng)用程序；

6、遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議；

7、在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識別的唯一編號。第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)感知環(huán)境中的家電應(yīng)用第十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五“工業(yè)化、信息化”建設(shè)《2006━2020年國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》

以信息化促進(jìn)工業(yè)化，以工業(yè)化帶動信息化，走出中國特色的信息化道路。第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五計算機(jī)基礎(chǔ)第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第三節(jié)計算機(jī)的特點(diǎn)第四節(jié)計算機(jī)的分類第五節(jié)計算機(jī)的應(yīng)用

第一章概述第十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五ElectronicNumericalIntegretorandComputer，ENIAC，中文名：愛尼亞克)，1946年2月正式對外宣布研制成功。速度：每秒5000次加法運(yùn)算每秒50次乘法運(yùn)算體積：高8英尺、寬3英尺、長150英尺。重量：30噸器件：18000個電子管、1500個繼電器、70000個電阻、18000個電容，耗電140千瓦。第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展世界上第一臺電子計算機(jī)第二十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五第一臺計算機(jī)—愛尼亞克第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第二十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五EDSAC（ElectronicDelayStorageAutomaticCalculator）是世界上首次實(shí)現(xiàn)存儲程序計算機(jī)。EDSAC由英國劍橋大學(xué)威爾克斯領(lǐng)導(dǎo)、設(shè)計和制造的，并于1949年投入運(yùn)行。第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展世界上第一臺存儲程序計算機(jī)第二十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五第一臺存儲程序電子計算機(jī)第一臺存儲程序計算機(jī)第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第二十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五計算機(jī)發(fā)展史上的重要里程碑1951年：由ENIAC的主要設(shè)計者莫奇利和埃克特設(shè)計的第一臺商用計算機(jī)UNIVAC問世，它不僅能作科學(xué)計算，而且能作數(shù)據(jù)處理?！癠NIVAC”由美國人口統(tǒng)計局開始應(yīng)用于公眾數(shù)據(jù)處理。特別是在1952年美國大選中，“UNIVAC”曾預(yù)測了“艾森豪威爾將會當(dāng)選美國總統(tǒng)”這一事件的結(jié)果，使美國甚至整個西方輿論和民眾大為震驚。因此，在計算機(jī)技術(shù)史研究中人們普遍認(rèn)為，是“UNIVAC”迎來了真正意義上的人類“計算機(jī)時代”。第一臺商用計算機(jī)—UNIVAC第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第二十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五計算機(jī)發(fā)展史上的重要里程碑第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展UNIVAC第二十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五

國際商用機(jī)器公司耗資50億美元?dú)v時5年的IBM360系統(tǒng)計算機(jī)于1964年問世。IBM360的貢獻(xiàn)在于通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化：可用于科學(xué)計算、商業(yè)數(shù)據(jù)處理，內(nèi)部硬件和其它設(shè)置可適應(yīng)多方面的應(yīng)用，同一程序可在機(jī)器語言一級上在不同的計算機(jī)上執(zhí)行。器件為晶體管和集成電路混合的。

IBM360有大、中、小三大類六個型號。從IBM360開始有了計算機(jī)兼容的概念。第一臺通用計算機(jī)—IBM360第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第二十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五IBM360第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第二十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五IBM360系列機(jī)第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第二十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五

Intel公司于71年開發(fā)Intel4004微處理器，在3毫米×4毫米的大規(guī)模集成電路芯片上有2250個晶體管，每秒運(yùn)算速度6萬次。第一臺基于Intel微處理器的微型計算機(jī)有以下說法：Intel公司的MCS-4（1971年）約翰·布蘭肯貝克的Kenbak1（1971年）加拿大自動電器系統(tǒng)公司推出商用電腦(有顯示屏、鍵盤、CPU（1972年）法國Micral公司的Micral(1973年，首次在廣告中使用了Microcomputer一詞）世界上第一臺微型計算機(jī)第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第二十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五美國微型儀器和遙感系統(tǒng)公司1972年推出的MITS-816，是世界上第一臺供個人使用的數(shù)字微型計算機(jī)。1977年蘋果公司推出的“蘋果2型”，是世界上第一臺有彩色圖形界面的個人計算機(jī)，使用摩托羅拉6502芯片，每秒50萬次加法、48K基本內(nèi)存。1981年8月IBM推出IBM5150個人計算機(jī)，使用Intel8088芯片，4.77兆主頻、64K內(nèi)存、MS—DOS操作系統(tǒng)，售價單顯3000美元、彩顯6000美元。世界上第一臺個人計算機(jī)第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第三十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五IBM-PC5150計算機(jī)第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第三十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五32個人數(shù)字助理(Personaldigitalassistant)掌上型計算機(jī)

計算機(jī)發(fā)展史第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展今天我們用到的計算機(jī)第三十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五33上網(wǎng)本移動互聯(lián)網(wǎng)終端（MID):口袋里的互聯(lián)網(wǎng)世界第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第三十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第三十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五時間典型計算機(jī)制造者貢獻(xiàn)

1946愛尼亞克摩爾學(xué)院第一臺計算機(jī)1949愛達(dá)賽克劍橋大學(xué)第一臺存儲程序型1953IBM701IBM公司第一臺產(chǎn)品型1956TX—O麻省理工學(xué)院體積如落地音箱1958CDC1604控制數(shù)據(jù)公司全晶體管1959IBM1620IBM公司晶體管產(chǎn)品型1964IBM360IBM公司集成電路和晶體管混合1971Intel4004Intel公司第一片微處理器芯片1982IBMPC/XTIBM公司286芯片含10萬晶體管

第電一子代管第晶二體代管第三代集成電路第四代VLSI第五代???第一章概述

第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第三十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五計算機(jī)基礎(chǔ)第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展

第三節(jié)計算機(jī)的特點(diǎn)第四節(jié)計算機(jī)的分類第五節(jié)計算機(jī)的應(yīng)用

第一章概述第三十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五計算機(jī)的特點(diǎn)可以歸于三點(diǎn)：一、高速精確的計算能力例如：圓周率的計算：祖沖之計算到小數(shù)點(diǎn)后7位，到1949年算到500位，用“愛尼亞克”算到2037位，

1981年算到200萬位。第一章概述第三節(jié)計算機(jī)特點(diǎn)第三十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五月球軌道的計算：計算月球軌道的級數(shù)展開式，到1867年共用20年才算出來，1970年代用計算機(jī)20小時，還找到3個錯。天氣預(yù)報：如果計算速度慢，“預(yù)報”變成“后報”?！吧裢庇嬎銠C(jī)8小時完成10天全球天氣預(yù)報。模擬核試驗(yàn)：

IBM公司推出“ASCI白”計算速度為每秒12萬億次，一個月完成核試驗(yàn)?zāi)M計算，用1980年代的計算機(jī)要一萬年。第一章概述第三節(jié)計算機(jī)特點(diǎn)第三十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五二、巨大的存儲能力微機(jī)內(nèi)存數(shù)百M(fèi)B——幾GB，硬盤達(dá)到上百GB。一張光盤是700MB，DVD4.7GB,藍(lán)光盤25GB。一張光盤儲存《紅樓夢》、《三國演義》、《水滸傳》、《史記》等一百部中國古典名著。幾張光盤構(gòu)成一個圖書館。曙光5000A內(nèi)存超過100TB，存儲能力超過700TB。

(1TB=1024GB,1GB=1024MB,1MB=1024KB)第一章概述第三節(jié)計算機(jī)特點(diǎn)第三十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五三、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力可對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種加工：排序、檢索或者查找、分類、索引等，處理功能，使得對數(shù)據(jù)的加工非常方便和快捷。

第一章概述第三節(jié)計算機(jī)特點(diǎn)第四十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五三、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力

第一章概述第三節(jié)計算機(jī)特點(diǎn)能否從河岸或小島出發(fā)，通過每一座橋，且僅通過一次回到原地？問題第四十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五三、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力例如計算機(jī)具有邏輯判斷能力，根據(jù)命題成立與否做出相應(yīng)的對策。例如，數(shù)學(xué)中有個“四色問題”，說是不論多么復(fù)雜的地圖，使相鄰區(qū)域顏色不同，最多只需四種顏色就夠了。100多年來不少數(shù)學(xué)家一直想去證明它或者推翻它，卻一直沒有結(jié)果，成了數(shù)學(xué)中著名的難題。1976年兩位美國數(shù)學(xué)家終于使用計算機(jī)進(jìn)行了非常復(fù)雜的邏輯推理驗(yàn)證了這個著名的猜想。

第一章概述第三節(jié)計算機(jī)特點(diǎn)第四十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五計算機(jī)基礎(chǔ)第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第三節(jié)計算機(jī)的特點(diǎn)

第四節(jié)計算機(jī)的分類第五節(jié)計算機(jī)的應(yīng)用

第一章概述第四十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五可從不同的角度進(jìn)行分類，按計算機(jī)規(guī)模分為：超級計算機(jī)超級（亦稱巨型）計算機(jī)多用于國家高科技領(lǐng)域和國防尖端技術(shù)的研究，如核武器設(shè)計、核爆炸模擬、反導(dǎo)彈武器系統(tǒng)、空間技術(shù)、空氣動力學(xué)、大范圍氣象預(yù)報、石油地質(zhì)勘探等。第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類第四十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五

2008年6月IBM公司為美國能源部國家實(shí)驗(yàn)室制造的“走鵑（Roadrunner）”，運(yùn)行速度達(dá)到1.105千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算/每秒，(峰值1.4567千萬億次),有129600個內(nèi)核芯片，運(yùn)算能力超過100萬臺標(biāo)準(zhǔn)個人電腦。世界上第一臺千萬億次計算機(jī)。美國國家計算機(jī)科學(xué)中心（NCCS）的美洲虎（Jaguar）超級計算機(jī)升級至1.64-petaflops（每秒1.64千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算）。第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類第四十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類走鵑（Roadrunner）第四十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五美洲虎（Jaguar）超級計算機(jī)第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類第四十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五曙光公司天津產(chǎn)業(yè)基地研制生產(chǎn)高性能計算機(jī)“星云”，是目前中國實(shí)測性能超過一千多萬億次的首臺商用高性能計算機(jī)，其峰值運(yùn)算速度可達(dá)每秒3000萬億次，實(shí)測Linpack性能達(dá)到每秒1271萬億次。國防科技大學(xué)研制的“天河一號”超級計算機(jī)，每秒鐘1206萬億次的峰值速度和每秒563．1萬億次的Linpack實(shí)測性能，升級后的“天河－1A”實(shí)測運(yùn)算速度可達(dá)每秒2570萬億次，居2010年世界超級計算機(jī)前100強(qiáng)之首。第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類第四十八頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五天河一號第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類第四十九頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五2011年6月20日國際TOP500組織在網(wǎng)站上公布了最新全球超級計算機(jī)500強(qiáng)排行榜，日本超級計算機(jī)“京”則以每秒8162萬億次的實(shí)測運(yùn)算速度躋身榜首，中國的“天河一號”排名降至第二，但中國進(jìn)入榜單的超級計算機(jī)總數(shù)在全球僅次于美國。超級計算機(jī)“京”由日本理化學(xué)研究所和富士通共同研發(fā)，“京”的研發(fā)目標(biāo)是達(dá)到每秒1萬萬億次的運(yùn)算速度。第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類第五十頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類京第五十一頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五微型機(jī)最廣泛使用的計算機(jī)。大中型機(jī)主要用于金融、大型商業(yè)、機(jī)構(gòu)等管理或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。如DEC公司的VAX4200，運(yùn)算速度為3.6MIPS，32G內(nèi)存。其它如IBM370等。第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類第五十二頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五工作站所謂工作站就是高檔微型機(jī)，具有較大的存儲容量和運(yùn)算速度，主要用于圖象處理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)由于互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，對于一般用戶僅僅需要計算機(jī)的用戶交互和通訊功能，數(shù)據(jù)存儲和文件管理等交與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器去做。NC孕育計算機(jī)的又一個新紀(jì)元。第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類第五十三頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五計算機(jī)的分類——依處理數(shù)據(jù)的形態(tài)分，分為數(shù)字計算機(jī)和模擬計算機(jī)。第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類第五十四頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五計算機(jī)的分類——依使用范圍分，分為通用計算機(jī)和專用計算機(jī)。計算機(jī)的分類——依使用方式分，分為獨(dú)立使用的計算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)。第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類第五十五頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五第一章概述第四節(jié)計算機(jī)分類第五十六頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五計算機(jī)基礎(chǔ)第一章概述

第一節(jié)信息社會與信息技術(shù)第二節(jié)計算機(jī)的發(fā)展第三節(jié)計算機(jī)的特點(diǎn)第四節(jié)計算機(jī)的分類

第五節(jié)計算機(jī)的應(yīng)用

第一章概述第五十七頁，共七十頁，編輯于2023年，星期五科學(xué)計算航空航天、水文地質(zhì)、地震探礦、天文氣象、高能物理、生物工程、建筑力學(xué)、能源工程、交通運(yùn)輸?shù)确矫娲嬖诖罅康膹?fù)雜計算，因?yàn)橛辛擞嬎銠C(jī)才能取得今天的成果?？捎胁煌?/p>