大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)2014-1

12（理論）+12（實(shí)驗(yàn)）考試形式：計(jì)算機(jī)通識(shí)課程：全校非計(jì)算機(jī)專業(yè)必修課大學(xué)計(jì)算機(jī)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目的大學(xué)計(jì)算機(jī)了解計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)。理解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的基本理論與概念。了解計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域。掌握計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)與基本應(yīng)用技能。了解程序設(shè)計(jì)思想、數(shù)據(jù)庫等基本原理。了解計(jì)算機(jī)信息安全以及多媒體技術(shù)。熟練掌握微型計(jì)算機(jī)的基本操作技能。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程特點(diǎn)：本課程是一門集知識(shí)性、實(shí)用性和實(shí)時(shí)性為一體的公共基礎(chǔ)課程，為其他計(jì)算機(jī)課程的學(xué)習(xí)提供相關(guān)背景知識(shí)和輔助技能。學(xué)習(xí)方法：勤學(xué)+多練大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)內(nèi)容第1章計(jì)算機(jī)文化與計(jì)算思維基礎(chǔ)（自學(xué)）第2章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（1講）第3章操作系統(tǒng)基礎(chǔ)（1講）第4章數(shù)制和信息編碼（1講）第5章數(shù)據(jù)處理（實(shí)驗(yàn)）第6章數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)（1講）第7章信息瀏覽與發(fā)布（1講）第8章算法與程序設(shè)計(jì)語言（1講）第9章程序設(shè)計(jì)初步（后續(xù)課程）大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

人類發(fā)明工具的目的是延伸人類自身的能力，包括人的體力和腦力。計(jì)算機(jī)是對(duì)人類腦力的延伸，所以計(jì)算機(jī)也稱為電腦。它引起了人類思維概念和工作方式的改變，創(chuàng)造出一種新的文化領(lǐng)域——“計(jì)算機(jī)文化”。“計(jì)算機(jī)文化”的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力素質(zhì)是以“信息獲取、信息分析與信息加工”為基礎(chǔ)，在信息化社會(huì)里，掌握和使用計(jì)算機(jī)已成為人們必不可少的技能。作為新一代大學(xué)生要培養(yǎng)和提高“吸收、處理、創(chuàng)造信息，組織利用、規(guī)劃資源”的能力。計(jì)算機(jī)文化與計(jì)算思維大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

三種科學(xué)思維以推理和演繹為特征的邏輯思維。是以數(shù)學(xué)學(xué)科為代表以觀察和總結(jié)（歸納的方式，不是數(shù)學(xué)歸納）自然規(guī)律（包括人類社會(huì)活動(dòng)）為特征的實(shí)證思維。是以物理學(xué)科為代表以設(shè)計(jì)和構(gòu)造為特征的計(jì)算思維。是以計(jì)算機(jī)學(xué)科為代表理論科學(xué)、實(shí)驗(yàn)科學(xué)和計(jì)算科學(xué)是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的三大支柱，正推動(dòng)著人類文明進(jìn)步和科技發(fā)展。人類科學(xué)的三大支柱：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算思維的培養(yǎng)

計(jì)算思維的一般定義，運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及理解人類行為的方法，是涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育層次上的計(jì)算思維能力的培養(yǎng)（1）對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)能力（2）具有判斷選擇計(jì)算機(jī)工具與方法的能力（3）運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決專業(yè)問題的能力大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第一講計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

電子計(jì)算機(jī)是20世紀(jì)人類最偉大的科學(xué)技術(shù)發(fā)明之一。從1946年誕生第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)以來，計(jì)算機(jī)科學(xué)是20世紀(jì)以來發(fā)展最快的一門學(xué)科。尤其是微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用已滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了信息化社會(huì)的發(fā)展。

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1計(jì)算機(jī)的形成與發(fā)展(1)圖靈與圖靈機(jī)奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要人物

-------圖靈為紀(jì)念圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)，美國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)于1966年設(shè)立了“圖靈獎(jiǎng)”1937年，著名的英國數(shù)學(xué)家圖靈發(fā)表了有關(guān)“理想計(jì)算機(jī)”的論文，提出了被后人稱之為“圖靈機(jī)”的數(shù)學(xué)模型，奠定了計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)。圖靈的理論: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)。(2)電子計(jì)算機(jī)的誕生

公認(rèn)的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是由賓夕法尼亞大學(xué)從1943年到1946年研制的電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)，簡(jiǎn)稱：ENIAC。

ENIAC共用了18,000多個(gè)電子管，1500個(gè)繼電器，重達(dá)30噸，占地約170平方米，耗電約150千瓦時(shí)。主要技術(shù)指標(biāo)為每秒5000次加法運(yùn)算。電子管大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

1946年到1952年，美籍匈牙利科學(xué)家馮諾依曼（VonNeumann）領(lǐng)導(dǎo)的研制小組研制了一種“基于程序存儲(chǔ)和程序控制”的計(jì)算機(jī)。

該計(jì)算機(jī)根據(jù)馮諾依曼提出的原理制造而成，與ENIAC相比有了重要的改進(jìn)，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)也稱馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。馮諾依曼----現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父(3)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（4）馮諾依曼原理計(jì)算機(jī)的硬件模型（馮諾依曼模型）運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備運(yùn)算器和控制器的集合又稱為中央處理單元CPU。CPU中央處理器主機(jī)+外設(shè)（I/O設(shè)備）請(qǐng)求信號(hào)響應(yīng)信號(hào)1、計(jì)算機(jī)的硬件由五部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。2、計(jì)算機(jī)的信息是以二進(jìn)制表示的；3、程序與數(shù)據(jù)存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)存，啟動(dòng)后自動(dòng)執(zhí)行(存儲(chǔ)程序原理)

。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)＝硬件系統(tǒng)＋軟件系統(tǒng)根據(jù)馮諾依曼奠定的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)采用了程序存儲(chǔ)和程序控制原理

。基于這一原理，計(jì)算機(jī)的硬件是通用的，在同樣的硬件條件下，通過執(zhí)行不同的軟件，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)豐富多樣的功能。1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件軟件主機(jī)外部設(shè)備內(nèi)存CPU（中央處理器）控制器隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)只讀存儲(chǔ)器(ROM)輸入設(shè)備輸出設(shè)備系統(tǒng)軟件(操作系統(tǒng)、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫等)應(yīng)用軟件(辦公處理、輔助設(shè)計(jì)、用戶程序等)運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成外部存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.2.1運(yùn)算器（ALU）15功能：進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。包括：算術(shù)邏輯部件ALU、累加器、通用寄存器、狀態(tài)寄存器。功能：指揮計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件按照指令的功能要求協(xié)調(diào)工作。包括：指令寄存器IR、程序計(jì)數(shù)器PC、指令譯碼器ID。1.2.2控制器(CU）中央處理器(CPU)：由算術(shù)邏輯單元(ALU)、控制單元(CU)、以及寄存器組成。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)CPU模型

ID大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)171.2.3存儲(chǔ)器功能：用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序，能按照指定位置讀寫二進(jìn)制信息。包括：內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器（又稱內(nèi)存和外存）。內(nèi)存RAM隨機(jī)存取存儲(chǔ)器ROM只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)直接從內(nèi)存存取數(shù)據(jù)外存儲(chǔ)器與內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換可長期存放數(shù)據(jù)Cache高速緩沖存儲(chǔ)器大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器由一個(gè)個(gè)大小相同的基本單元組成。（每個(gè)單元存放8位二進(jìn)制數(shù)）為了區(qū)分各個(gè)單元，給每個(gè)單元一個(gè)編號(hào)。稱為存儲(chǔ)單元的地址。各單元內(nèi)存放的是數(shù)據(jù)。CPU對(duì)內(nèi)存可以讀（?。┛梢詫懀ù妫煽刂菩盘?hào)控制。存儲(chǔ)器的訪問要三類信號(hào)共同配合才能完成：

地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)、控制信號(hào)1、存儲(chǔ)器的邏輯結(jié)構(gòu)111011011100110110001101111011011110100111101101111011011110110111101101111011011110110111101101100011011100110110001101111011010000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111地址存放內(nèi)容地址

內(nèi)部存儲(chǔ)器的作用是存放執(zhí)行的程序和程序中需要使用的數(shù)據(jù)，是整個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和變換的樞紐。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)2.存儲(chǔ)器的容量

存儲(chǔ)器的每個(gè)單元存放8位二進(jìn)制，8位二進(jìn)制組成一個(gè)數(shù)據(jù)單元稱為字節(jié)(Byte)，字節(jié)是存儲(chǔ)的基本單元，是訪問內(nèi)存的最小單位。與存儲(chǔ)器地址相關(guān)的概念:地址總線的寬度決定了可以訪問內(nèi)存單元的個(gè)數(shù)。每一根地址線對(duì)應(yīng)一位二進(jìn)制。一位二進(jìn)制可以區(qū)分兩個(gè)狀態(tài)。10根地址線，可訪問的單元數(shù)是：210=1024103=1K20根地址線，可訪問的單元數(shù)是：220=1024K106=1M30根地址線，可訪問的單元數(shù)是：230=1024M109=1G32根地址線可以訪問多大內(nèi)存？“4GB”1K=1024B，1M=1024K，1G=1024M，1T=1024G字節(jié)BYTE76543210位Bit大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.2.4

輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主機(jī)和用戶之間的通訊，通訊是通過外部設(shè)備及其接口實(shí)現(xiàn)的。外部設(shè)備是輸入和輸出設(shè)備的總稱，簡(jiǎn)稱為外設(shè)，外設(shè)是計(jì)算機(jī)和用戶之間或設(shè)備與主存儲(chǔ)器之間交換數(shù)據(jù)的工具。輸入輸出接口

由于主機(jī)是由集成電路芯片連接而成，而I/O設(shè)備通常是機(jī)電結(jié)合的裝置，在它們之間存在著速度、時(shí)序、信號(hào)電平、信號(hào)格式和類型等方面的差異。I/O接口的功能主要是解決上述的不匹配，使主機(jī)與I/O設(shè)備能協(xié)調(diào)地工作，并實(shí)現(xiàn)主機(jī)對(duì)外設(shè)的控制。輸入、輸出設(shè)備21內(nèi)存輸入設(shè)備接受用戶輸入的原始信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的信息形式（二進(jìn)制）存放到內(nèi)存中輸出設(shè)備將內(nèi)存中的處理結(jié)果信息轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩艨山邮艿男问捷敵龌虺蔀槠渌鼨C(jī)器所能接受的形式輸出大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)中的一些基本I/O接口電路IDE接口：光盤、硬盤與主機(jī)的通信。并行接口：打印機(jī)、繪圖儀串行接口：鼠標(biāo)USB接口：U盤、打印機(jī)等

USB2.0：傳輸速率60MBps，USB3.0傳輸速率600MBpsIEEE1394接口：攝像機(jī)、音響等多媒體設(shè)備HDMI接口：高清晰度多媒體接口，可以同時(shí)傳輸視頻和音頻信號(hào)。。。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)常用接口23大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.2.5總線微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)是以總線為核心的將微處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備智能地連接在一起的。所謂總線，是指微型計(jì)算機(jī)各部件之間傳送信息的通道。主機(jī)內(nèi)部連接CPU與內(nèi)存以及I/O接口的總線稱為系統(tǒng)總線；而連接主機(jī)與外設(shè)的總線稱為設(shè)備總線。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)總線計(jì)算機(jī)模型地址總線(Abus):用來傳遞地址信息，CPU通過地址總線傳送需要訪問的內(nèi)存單元地址或外部設(shè)備地址。數(shù)據(jù)總線(Dbus):用來傳送數(shù)據(jù)信息，是CPU與各部件交換信息的通道?？刂瓶偩€(Cbus):用來傳送控制信號(hào)，以協(xié)調(diào)各部件之間的操作。CPU內(nèi)存I/O接口ABDBCB外設(shè)系統(tǒng)總線的分類：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)常見的系統(tǒng)總線簡(jiǎn)介系統(tǒng)總線是連接主機(jī)內(nèi)部各部件的總線。其中地址信號(hào)線的寬度決定了總線可訪問的內(nèi)存單元數(shù)量，如果地址總線寬度為32位，則訪問的字節(jié)單元數(shù)是232（4G）。數(shù)據(jù)總線的寬度反映了總線上一次傳送的字節(jié)數(shù)，如果數(shù)據(jù)總線的寬度是32位，那么總線上一次可以傳送4個(gè)字節(jié)。控制總線則用于控制信息的傳輸?？偩€標(biāo)準(zhǔn)包括了各種物理、電氣等詳細(xì)的規(guī)范。由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的總線接口(也稱總線插槽)，系統(tǒng)總線從結(jié)構(gòu)上提供了擴(kuò)展設(shè)備的連接，只要按照總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的設(shè)備都可以連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。微型計(jì)算機(jī)常用的總線標(biāo)準(zhǔn)有：ISA、PCI和AGP等。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)硬件和總線的基本組成（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)算器大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.2.6計(jì)算機(jī)的主要指標(biāo)字長：字長是指計(jì)算機(jī)能直接處理的二進(jìn)制信息的位數(shù)。字長是由CPU內(nèi)部的寄存器、加法器和數(shù)據(jù)總線的位數(shù)決定的。字長越長，精度越高，速度越快，但價(jià)格也越高。當(dāng)前微機(jī)字長有32位、64位。主頻：指時(shí)鐘脈沖發(fā)生器在單位時(shí)間(s)內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)。頻率越高，計(jì)算機(jī)的處理信息的速度也越快。主頻的單位是兆赫茲(MHz)。存儲(chǔ)容量:(1)內(nèi)存容量。指內(nèi)存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)信息的總字節(jié)數(shù)。容量越大，運(yùn)行速度越快。內(nèi)存儲(chǔ)器容量大小，受限于CPU的地址總線。(2)外存容量。指外存儲(chǔ)器所能容納的總字節(jié)數(shù)。寫拍讀拍周期T主頻f=1/T運(yùn)算速度：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)每秒能執(zhí)行的指令條數(shù)。單位是條/秒。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.3計(jì)算機(jī)指令的執(zhí)行1.指令：是用來規(guī)定計(jì)算機(jī)一個(gè)基本操作的二進(jìn)制代碼。一條指令對(duì)應(yīng)著CPU的一種基本操作。(如：存、取數(shù)據(jù)，加法運(yùn)算等。)一條指令由兩個(gè)部分組成：操作碼和操作數(shù)。(1)操作碼：操作碼指明了操作的性質(zhì)，如加、減等。(2)操作數(shù)：操作數(shù)指明了操作的對(duì)象，如兩個(gè)加數(shù)。

例如一個(gè)實(shí)現(xiàn)2+3功能的指令序列：MOVR1，2;將2存放到CPU內(nèi)部的寄存器R1中ADDR1，3;將R1的內(nèi)容加上3，結(jié)果5再存放到R1中HLT;結(jié)束

計(jì)算機(jī)完成某個(gè)任務(wù)的過程實(shí)際是執(zhí)行一個(gè)程序的過程，而程序是由一條條指示CPU完成某一個(gè)基本操作的指令組成。

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)軟件=程序+文檔2.指令系統(tǒng)：指令系統(tǒng)是某種CPU能夠執(zhí)行的所有指令的集合，不同類型的CPU結(jié)構(gòu)其指令系統(tǒng)也不同。3.程序：

是計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和執(zhí)行的指令序列。是由一連串指令按一定順序組成的能完成某種任務(wù)的指令序列。4.軟件：是計(jì)算機(jī)的程序、數(shù)據(jù)、方法、規(guī)則、文檔的總稱。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)5.指令的執(zhí)行過程

馮.諾依曼原理決定了計(jì)算機(jī)的工作方式是計(jì)算機(jī)能夠存儲(chǔ)程序，并能夠自動(dòng)執(zhí)行程序。根據(jù)馮.諾依曼的原理，計(jì)算機(jī)利用存儲(chǔ)器存放需執(zhí)行的程序，中央處理器（CPU）依次從存儲(chǔ)器中取出每一條指令，并經(jīng)過分析后加以執(zhí)行，直到全部指令執(zhí)行完成。這就是計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)程序原理。指令的執(zhí)行過程分為以下幾個(gè)步驟：⑴取指令⑵分析指令⑶執(zhí)行指令⑷重復(fù)

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行程序的過程1、從內(nèi)存中取出一條指令2、翻譯并執(zhí)行這條指令取出指令分析指令完成本條指令的操作啟動(dòng)地址PCPC+1PC形成轉(zhuǎn)移地址PC程序結(jié)束停機(jī)指令非轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)移指令指令性質(zhì)？啟動(dòng)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)指令的執(zhí)行過程圖例①取指令按照程序計(jì)數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令，并送往指令寄存器。②分析指令對(duì)指令寄存器中存放的指令進(jìn)行分析，由譯碼器對(duì)操作碼進(jìn)行譯碼，將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電位信號(hào)由地址碼確定操作數(shù)地址。③執(zhí)行指令由操作控制線路發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息，去完成該指令所要求的操作。如：加法指令一條指令執(zhí)行完成，程序計(jì)數(shù)器加1或?qū)⑥D(zhuǎn)移地址碼送入程序計(jì)數(shù)器，然后回到①。33大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.4計(jì)算環(huán)境的發(fā)展34（1）集中計(jì)算電子計(jì)算機(jī)時(shí)代開始標(biāo)志物：ENIAC和IBM深藍(lán)目的：計(jì)算速度的提升和計(jì)算能力的提高。（2）個(gè)人計(jì)算機(jī)獨(dú)立性高，可靠性強(qiáng)（3）互聯(lián)網(wǎng)多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源的共享及協(xié)同工作（4）云計(jì)算信息增長具無限性的趨勢(shì)，摩爾定律的終結(jié)；如何解決無限增長信息的存儲(chǔ)和計(jì)算基于互聯(lián)網(wǎng)的超級(jí)計(jì)算模式，集中信息和處理器資源通過終端連接和使用主機(jī)，所有的軟件、數(shù)據(jù)和控制都在大型機(jī)的主機(jī)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)發(fā)展——微型化Altair8800

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。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)2010年11月16日，中國國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制的“天河一號(hào)”系統(tǒng)，在國際TOP500組織正式發(fā)布的第36屆世界超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜上，取代美國“美洲虎”超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，排名位居世界第一?！疤旌右惶?hào)A”系統(tǒng)，峰值速度4700萬億次，直接參與“天河一號(hào)A”研發(fā)的科技人員有200多人，平均年齡36歲，投資為6億人民幣。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。

計(jì)算機(jī)發(fā)展——巨型化運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾萬億次運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)發(fā)展——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)網(wǎng)絡(luò)帶來的新技術(shù)：

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)(MobileInternet,簡(jiǎn)稱MI)，就是將移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來。主要三部分組成：智能移動(dòng)終端：智能手機(jī)、平板電腦、電子書等軟件：操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫和安全軟件等應(yīng)用層：休閑娛樂類、工具媒體類、商務(wù)財(cái)經(jīng)類

等不同應(yīng)用與服務(wù)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是傳感網(wǎng)加互聯(lián)網(wǎng)。把人與人之間的互聯(lián)互通擴(kuò)大到人與物、物與物之間的互聯(lián)互通。實(shí)行物理世界與信息世界的融合，構(gòu)成一個(gè)“無所不在的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是通過各種傳感技術(shù)（RFID、傳感器、GPS、攝像機(jī)、激光掃描器……）、各種通訊手段（有線、無線、長距、短距……），將任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視、自動(dòng)報(bào)警、控制、診斷和維護(hù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“管理、控制、營運(yùn)”一體化的一種網(wǎng)絡(luò)。

典型應(yīng)用：物流系統(tǒng)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈爆炸性發(fā)展的趨勢(shì)，“如何收集、保存、維護(hù)、管理、分析、共享正在呈指數(shù)級(jí)增長的數(shù)據(jù)是當(dāng)前必須面對(duì)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。”

大數(shù)據(jù)時(shí)代，研究熱點(diǎn)從計(jì)算速度轉(zhuǎn)為大數(shù)據(jù)處理，從編程為主轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)處理為中心。大數(shù)據(jù)時(shí)代大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)的數(shù)量級(jí)應(yīng)該是“TB”（240B）大數(shù)據(jù)的4V特征，即：

數(shù)據(jù)量大（volume）

數(shù)據(jù)種類多樣（variety）

實(shí)時(shí)性強(qiáng)（velocity）

隱藏的價(jià)值大（value）。大數(shù)據(jù)將成為全世界下一個(gè)創(chuàng)新、競(jìng)爭(zhēng)和生產(chǎn)率提高的前沿。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)云計(jì)算

云是對(duì)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻。它意味著計(jì)算能力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行流通。

云計(jì)算（CloudComputing）是分布式計(jì)算（DistributedComputing）、并行計(jì)算（ParallelComputing）、效用計(jì)算（UtilityComputing）、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)（NetworkStorageTechnologies）、虛擬化（Virtualization）、負(fù)載均衡（LoadBalance）等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。

云計(jì)算是一種商業(yè)計(jì)算模型