大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第1章課件

1、開(kāi)始開(kāi)始 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束第第1 1章章 計(jì)算機(jī)文化概述計(jì)算機(jī)文化概述開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束21世紀(jì)高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)規(guī)劃教材大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)中國(guó)水利水電出版社開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束知識(shí)點(diǎn)：知識(shí)點(diǎn)：v計(jì)算機(jī)的概念v計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程v計(jì)算機(jī)的分類v計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)掌握計(jì)算機(jī)的概念和功能；了解計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程；掌握計(jì)算機(jī)的幾種分類以及當(dāng)前計(jì)算機(jī)在哪些方面的應(yīng)用；在完成本章的學(xué)習(xí)后能夠?qū)τ?jì)算機(jī)的概念及應(yīng)用有初步的了解。 開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束1.1 1.1 計(jì)算機(jī)的概念計(jì)算機(jī)的概念 電子計(jì)算機(jī)（電子計(jì)算機(jī)（Electronic Comput

2、er）：）：是一種能夠自動(dòng)、高速、精確地進(jìn)行信息處理的現(xiàn)代化電子設(shè)備。 電子計(jì)算機(jī)的分類：電子計(jì)算機(jī)的分類：根據(jù)所處理的信息是數(shù)字量還是模擬量，可分為數(shù)字計(jì)算機(jī)、模擬計(jì)算機(jī)和二者功能皆有的混合計(jì)算機(jī)。 對(duì)于計(jì)算機(jī)的定義，可以從以下三個(gè)方面來(lái)理解： （1）計(jì)算機(jī)是完成信息處理的工具。 （2）計(jì)算機(jī)通過(guò)預(yù)先編好的存儲(chǔ)程序來(lái)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的加工處理。 （3）計(jì)算機(jī)給社會(huì)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束計(jì)算機(jī)具有如下的特點(diǎn)： 1運(yùn)算速度快：現(xiàn)在高性能計(jì)算機(jī)每秒能進(jìn)行超過(guò)10億次的加減運(yùn)算。 2計(jì)算精度高：在計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制數(shù)字進(jìn)行運(yùn)算，表示二進(jìn)制數(shù)值的位數(shù)越多，精

3、度就越高。 3記憶能力強(qiáng)：計(jì)算機(jī)可以存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)、資料，這是人腦所無(wú)法比擬的。 4復(fù)雜的邏輯判斷能力：計(jì)算機(jī)具有邏輯判斷能力，可以根據(jù)判斷結(jié)果，自動(dòng)決定以后執(zhí)行的命令。 5具有執(zhí)行程序的能力：計(jì)算機(jī)是一個(gè)自動(dòng)化程度極高的電子裝置，在工作過(guò)程中不需人工干預(yù)，能自動(dòng)執(zhí)行存放在存儲(chǔ)器中的程序。開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束1.2 1.2 計(jì)算機(jī)與信息社會(huì)計(jì)算機(jī)與信息社會(huì) 人們的生活服務(wù)需要計(jì)算機(jī)，比如金融服務(wù)需要計(jì)算機(jī)完成，飛機(jī)由計(jì)算機(jī)控制，工業(yè)生產(chǎn)需要計(jì)算機(jī)控制，而科研和教學(xué)，也需要計(jì)算機(jī)做仿真和計(jì)算，人們的家庭娛樂(lè)和信息獲取，更需要計(jì)算機(jī)來(lái)完成計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到人類社會(huì)的方方面面，

4、計(jì)算機(jī)無(wú)處不在，它構(gòu)成了信息社會(huì)的基石，已經(jīng)須臾不能離開(kāi)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)。 辦公自動(dòng)化是信息技術(shù)最好的體現(xiàn)方式，它對(duì)人力資源、電子計(jì)算機(jī)（含其他辦公設(shè)備）及信息處理進(jìn)行綜合而科學(xué)地編排，構(gòu)成一個(gè)服務(wù)于辦公業(yè)務(wù)的人機(jī)信息處理系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，人可以充分利用現(xiàn)代化辦公設(shè)備的先進(jìn)性來(lái)提高辦公效率和質(zhì)量，使辦公業(yè)務(wù)從煩瑣的事務(wù)級(jí)水平跨入到計(jì)算機(jī)輔助決策的管理級(jí)水平，從而把辦公和管理提高到一個(gè)嶄新的高度。開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束1.3 1.3 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程 第一代計(jì)算機(jī)：由第一代計(jì)算機(jī)：由1951年ENIAC小組推出von Neumann式真空管計(jì)算器UNIVAC-1。特

5、征：特征：以真空管造成，并以磁蕊制造主存儲(chǔ)器，體積龐大，容易產(chǎn)生高熱。其輸出入速度很慢，需用機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)程序，昂貴且不可靠，程序和數(shù)據(jù)都記錄在打孔卡片上，在1957年之后引進(jìn)磁帶作為存儲(chǔ)器。 第二代計(jì)算機(jī)：由第二代計(jì)算機(jī)：由Bell實(shí)驗(yàn)室J. Bardeen、H. W. Brattain和W. Shockley在1959年發(fā)明了晶體管，隨即以晶體管制造計(jì)算機(jī)被推出。特征：特征：體積比第一代小較省電速度快而且可靠。程序編寫(xiě)工具由機(jī)器語(yǔ)言走向匯編語(yǔ)言，最后發(fā)展出高級(jí)語(yǔ)言。 第三代計(jì)算機(jī)：第三代計(jì)算機(jī)：由1965年在Taxas Instruments和Fairchild Semiconductor兩

6、公司相繼開(kāi)發(fā)出集成電路（Integrated Circuit, IC）技術(shù)之后誕生。特征：特征：更小更省電更快和更可靠，軟件開(kāi)始出現(xiàn)分時(shí)操作系統(tǒng)、交談式人機(jī)界面（終端機(jī)取代卡片）等。開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束 第四代計(jì)算機(jī)：第四代計(jì)算機(jī)：隨著IC技術(shù)的發(fā)展， 新型的計(jì)算機(jī)在1971年問(wèn)世。特征：特征：除了更小更省電更快更可靠之外，還有其他更重要的特點(diǎn)： （1）多樣化：從超級(jí)計(jì)算機(jī)主架型計(jì)算機(jī)迷你計(jì)算機(jī)到微電腦（工作站PC），應(yīng)有盡有。 （2）平民化：大型計(jì)算機(jī)雖仍然昂貴，但小型計(jì)算機(jī)（尤其是工作站和PC）則價(jià)格低廉，且能在辦公室或家庭環(huán)境下運(yùn)作，使計(jì)算機(jī)得以深入社會(huì)各角落。 （3）

7、多用途：隨著計(jì)算機(jī)的多樣化與平民化，其用途日益廣泛。計(jì)算機(jī)已經(jīng)從以往的計(jì)算工作，推進(jìn)到文書(shū)處理數(shù)據(jù)庫(kù)管理甚至家電汽車(chē)功能控制等領(lǐng)域。 計(jì)算機(jī)的分類除了可以按照電子技術(shù)發(fā)展進(jìn)行分類可以按規(guī)模和處理能力分為：巨型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、中型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)。 開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束1.4 1.4 計(jì)算機(jī)的分類計(jì)算機(jī)的分類圖1-1計(jì)算機(jī)的分類開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束1.4.1 按信息的表示方式分類 ： （1）數(shù)?；旌嫌?jì)算機(jī)：數(shù)?；旌嫌?jì)算機(jī)：數(shù)字模擬混合式電子計(jì)算機(jī)是綜合了數(shù)字和模擬兩種計(jì)算機(jī)的長(zhǎng)處設(shè)計(jì)出來(lái)的。它既能處理數(shù)字量，又能處理模擬量。但是這種計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

8、復(fù)雜，設(shè)計(jì)困難。 （2）模擬計(jì)算機(jī)：模擬計(jì)算機(jī)：模擬式電子計(jì)算機(jī)是用連續(xù)變化的模擬量即電壓來(lái)表示信息，其基本運(yùn)算部件是由運(yùn)算放大器構(gòu)成的微分器、積分器、通用函數(shù)運(yùn)算器等運(yùn)算電路組成。模擬式電子計(jì)算機(jī)解題速度極快，但精度不高、信息不易存儲(chǔ)、通用性差，它一般用于解微分方程或自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的參數(shù)模擬。 （3 3）數(shù)字計(jì)算機(jī)：）數(shù)字計(jì)算機(jī)：數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)是用不連續(xù)的數(shù)字量即“0”和“1”來(lái)表示信息，其基本運(yùn)算部件是數(shù)字邏輯電路。數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)的精度高、存儲(chǔ)量大、通用性強(qiáng)，能勝任科學(xué)計(jì)算、信息處理、實(shí)時(shí)控制、智能模擬等方面的工作。開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束1.4.21.4.2按應(yīng)用范

9、圍分類按應(yīng)用范圍分類 （1）專用計(jì)算機(jī)：專用計(jì)算機(jī)：專用計(jì)算機(jī)是為解決一個(gè)或一類特定問(wèn)題而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。它的硬件和軟件的配置依據(jù)解決特定問(wèn)題的需要而定，并不求全。 （2）通用計(jì)算機(jī)：通用計(jì)算機(jī)：通用計(jì)算機(jī)是為能解決各種問(wèn)題，具有較強(qiáng)的通用性而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。它具有一定的運(yùn)算速度，有一定的存儲(chǔ)容量，帶有通用的外部設(shè)備，配備各種系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件。1.4.31.4.3按規(guī)模和處理能力分類按規(guī)模和處理能力分類 （1）巨型機(jī)（巨型機(jī)（super computersuper computer）：）：巨型機(jī)通常是指最大 、最快、最貴的計(jì)算機(jī)。 （2）大型機(jī)（大型機(jī)（mainframemainframe）：包

10、括編者通常所說(shuō)的大、中型計(jì)算機(jī)。這是在微型機(jī)出現(xiàn)之前最主要的計(jì)算模式，即把大型主機(jī)放在計(jì)算中心的玻璃機(jī)房中，用戶要上機(jī)就必須去計(jì)算中心的端上工作。大型主機(jī)經(jīng)歷了批處理階段、分時(shí)處理階段，進(jìn)入了分散處理與集中管理的階段。開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束 （3）小型機(jī)（小型機(jī)（minicomputerminicomputer）：）：在集成電路推動(dòng)下，所產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)基本上為小型計(jì)算機(jī)，它們通常一般為中小型企事業(yè)單位或某一部門(mén)所用。 （4）微型機(jī)（微型機(jī)（personal computerpersonal computer）：）：根據(jù)它所使用的微處理器芯片的不同而分為若干類型，PC機(jī)的特點(diǎn)是輕、

11、小、價(jià)廉、易用。 （5）工作站（工作站（workstationworkstation）：）：工作站是介于個(gè)人計(jì)算機(jī)-PC機(jī)和小型計(jì)算機(jī)之間的一種高檔微型機(jī)。主要用于圖像處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）等領(lǐng)域。 （6）服務(wù)器（服務(wù)器（ServerServer）：）：一種可供網(wǎng)絡(luò)用戶共享的、具有商性能的計(jì)算機(jī)。服務(wù)器一般具有大容量的存儲(chǔ)設(shè)備和豐富的外部設(shè)備，其上運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，擁有較高的運(yùn)行速度。開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束1.5 1.5 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.5.1 1.5.1 工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用 （1）過(guò)程控制：過(guò)程控制：在現(xiàn)代化工廠里，計(jì)算機(jī)普遍用于生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。在生產(chǎn)過(guò)

12、程中，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，可以大大提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善人們工作條件，節(jié)省原材料的消耗，降低生產(chǎn)成本等。用于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的計(jì)算機(jī)，一般都是實(shí)時(shí)控制。它們對(duì)計(jì)算機(jī)的速度要求不高，但可靠性要求很高，否則將生產(chǎn)出不合格的產(chǎn)品，甚至發(fā)生重大設(shè)備事故或人身事故。 （2）CAD/CAMCAD/CAM：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造（CAD/CAM）是借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化，不僅可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代，降低生產(chǎn)成本，節(jié)省人力物力，而且對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量有重要作用。 開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束 （3）企

13、業(yè)管理：企業(yè)管理：由于計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的存儲(chǔ)能力和計(jì)算能力，現(xiàn)代化企業(yè)充分利用計(jì)算機(jī)的這種能力對(duì)生產(chǎn)要素的大量信息進(jìn)行加工和處理，進(jìn)而形成了基于計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代化企業(yè)管理的概念。 （4）輔助決策：輔助決策：計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)在人類預(yù)先建立的模型基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)所采集的大量數(shù)據(jù)的科學(xué)計(jì)算而產(chǎn)生出可以幫助人類進(jìn)行判斷的軟件系統(tǒng)。 1.5.2 1.5.2 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算 科學(xué)計(jì)算一直是電子計(jì)算機(jī)的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。在天文學(xué)、核物理學(xué)、量子化學(xué)等領(lǐng)域中，都需要依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算。 開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束1.5.3 1.5.3 商業(yè)應(yīng)用商業(yè)應(yīng)用 （1）電子銀行：電子銀行：“自助銀行”

14、是20世紀(jì)產(chǎn)生的電子銀行的代表，完全由計(jì)算機(jī)控制的“銀行自助營(yíng)業(yè)所”可以為用戶提供24小時(shí)的不間斷服務(wù)。 （2）電子交易：電子交易：所謂“電子交易”，是指通過(guò)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行商務(wù)活動(dòng)。電子交易是在Internet的廣闊聯(lián)系與傳統(tǒng)信息技術(shù)系統(tǒng)的豐富資源相結(jié)合的背景下應(yīng)運(yùn)而生的一種網(wǎng)上相互關(guān)聯(lián)的動(dòng)態(tài)商務(wù)活動(dòng)，是在Internet上展開(kāi)的。開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束1.5.4 1.5.4 教育應(yīng)用教育應(yīng)用 （1）遠(yuǎn)程教學(xué)遠(yuǎn)程教學(xué)：用計(jì)算機(jī)的通信功能利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程教學(xué)是當(dāng)今教育發(fā)展的重要技術(shù)手段之一。遠(yuǎn)程教育可以解決教育資源的短缺和知識(shí)交流的問(wèn)題。 （2）模擬教學(xué)：模擬教學(xué)：對(duì)于代價(jià)

15、很高的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，可以用計(jì)算機(jī)的模擬能力在屏幕上展現(xiàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，既達(dá)到教學(xué)目的又節(jié)約開(kāi)支。 （3）多媒體教學(xué)：多媒體教學(xué)：多媒體技術(shù)的應(yīng)用使得計(jì)算機(jī)與人類的溝通變得親切許多。多媒體教學(xué)就是將原本呆板的文稿配上優(yōu)美的聲音、圖像等，使教學(xué)效果更加完美。 （4）數(shù)字圖書(shū)館：數(shù)字圖書(shū)館：數(shù)字圖書(shū)館是將傳統(tǒng)意義上的圖書(shū)“數(shù)字化”。經(jīng)過(guò)“數(shù)字化”的圖書(shū)存放在計(jì)算機(jī)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)為更多的讀者服務(wù)。 開(kāi)始開(kāi)始 后退后退 前進(jìn)前進(jìn) 結(jié)束結(jié)束1.5.5 1.5.5 生活領(lǐng)域應(yīng)用生活領(lǐng)域應(yīng)用 （1）數(shù)字社區(qū)：數(shù)字社區(qū)：特指現(xiàn)代化的居住社區(qū)。連接了高速網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)為擁有計(jì)算機(jī)的住戶提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，真正實(shí)現(xiàn)了“足不出戶”就可以漫游網(wǎng)絡(luò)世界的美好現(xiàn)實(shí)。 （2）信息服務(wù)：信息服務(wù)：信息服務(wù)行業(yè)是21世紀(jì)的新興產(chǎn)業(yè)，遍布世界的信息服務(wù)企業(yè)為人們提供著住房、旅游、醫(yī)療等諸多方面的信息服務(wù)。這些服務(wù)都是依靠計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)、計(jì)算以及信息交換能力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1.5.6 1.5.6 人工智能人工智能 人工智能是將人腦中進(jìn)行演繹推理的思維過(guò)程、規(guī)則和所采取的策略、技巧等變成計(jì)算機(jī)程序，在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)一些公理和推理規(guī)則，然后讓機(jī)器去自動(dòng)探索解題的方法，讓計(jì)算機(jī)具有一定的學(xué)習(xí)和推理功能，能夠自己積累知識(shí)，并且獨(dú)立