计算机基础任务驱动教程课件第1章 计算机基础知识.ppt
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1、2023年12月20日星期三11.1 计算机概述计算机概述1.2 计算机中的信息计算机中的信息 1.3 计算机的基本操作计算机的基本操作 2023年12月20日星期三2 计算机的全称是电子数字计算机电子数字计算机,是一种能够快速地、高效地对各种信息进行存储和处理的电子设备。它按照人们事先编写的程序对输入的原始数据进行加工处理、存储或传送,以获得预期的输入/输出信息,并利用这些信息来提高社会生产率、改善人民的生活质量。2023年12月20日星期三3v1世界上第一台计算机世界上第一台计算机v2冯冯诺依曼结构计算机诺依曼结构计算机 v3计算机计算机时代时代的划分的划分 v4我国计算机的产生及发展现状
2、我国计算机的产生及发展现状 v5计算机的发展前景计算机的发展前景 2023年12月20日星期三418121812年差分机年差分机查尔斯查尔斯.巴贝奇巴贝奇 1834年设计的分析机年设计的分析机 v由许多轮子组成的保存数据的存储库;由许多轮子组成的保存数据的存储库;v运算装置;运算装置;v能对操作顺序进行控制,并选择所需处能对操作顺序进行控制,并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。理的数据以及输出结果的装置。2023年12月20日星期三51946年年2月由月由美国美国宾夕法尼宾夕法尼亚大学莫尔学院的莫奇莱教亚大学莫尔学院的莫奇莱教授和他的学生埃克特等人研授和他的学生埃克特等人研制,取名叫制,取
3、名叫ENIAC。Electronic Numerical Integrator And Calculator 电子数字积分计算机电子数字积分计算机电子数字积分计算机电子数字积分计算机:重达重达30吨吨:占地占地250m2:启动工耗启动工耗150000瓦瓦:18000个电子管个电子管:保存保存80个字节个字节2023年12月20日星期三6 现代计算机体系结构冯现代计算机体系结构冯诺诺依曼机:依曼机:“存储程序存储程序”的概念的概念五十多年来,计算机系统基本结五十多年来,计算机系统基本结构没有变。构没有变。英国科学家艾兰英国科学家艾兰.图灵图灵建立图灵机(建立图灵机(Turing machineT
4、uring machine)模型,奠定了可计算理论的基础;模型,奠定了可计算理论的基础;提出图灵测试,阐述了机器智能提出图灵测试,阐述了机器智能的概念的概念。美籍匈牙利数学家冯美籍匈牙利数学家冯.诺依曼诺依曼2冯冯诺依曼结构计算机诺依曼结构计算机2023年12月20日星期三7 现代计算机基于同一个基本原理,就是以二进制数和程序存贮控制为基础的结构思想。这个思想是由美籍数学家冯诺依曼(Von Nouman)于1946年最早提出来的,即“存储程序”的思想。ENIAC不具备现代计算机“存储程序”的思想。1948年在英国剑桥大学研制成功第一台具有存储程序控制的计算机延迟存储电子自动计算机(EDSAC)
5、。2023年12月20日星期三8世界上第一台电子计算机是在()年诞生的。A、1927 B、1946 C、1936 D、1952第1台具有存储程序功能的计算机是()。A、ENIAC B、EDSAC C、EDVAC D、UNIVAC2023年12月20日星期三91951年研制成功并提交给美国人口统计使用的UNIVIAC。许多人认为“计算机时代”是从1951年开始。计算机时代的划分分为4个阶段,见下表:3.计算机时代的划分计算机时代的划分2023年12月20日星期三102023年12月20日星期三11例题:例题:当前使用的微型计算机其主要器件是由()构成。A、集成电路 B、晶体管C、电子管 D、大规
6、模集成电路第四代计算机是()计算机。A、晶体管 B、采用大规模集成电路的 C、电子管 D、具有很高的人工智能的新一代2023年12月20日星期三12下列关于微型计算机的叙述中,正确的是()。A、微型计算机是第三代计算机 B、微型计算机是以微处理器为核心,配有存储器、输入输出接口、系统总线 C、微型计算机是运算速度超过每秒1亿次的计算机 D、微型计算机以半导体器件为逻辑元件,以磁芯为存储器2023年12月20日星期三13v1958年由中科院研制成功第一台小型电子管通用计算机年由中科院研制成功第一台小型电子管通用计算机103机(八一型);机(八一型);v1983年由国防科技大学研制出了年由国防科技
7、大学研制出了“银河银河”亿次巨型机;亿次巨型机;v1992年年11月又研制了十亿次月又研制了十亿次“银河银河II”巨型机,成为继美国、巨型机,成为继美国、日本、前苏联等少数几个国家之后,能独立设计制造巨型日本、前苏联等少数几个国家之后,能独立设计制造巨型机的国家。机的国家。v2001年,中国科学院计算技术研究所研制成功我国第一款通年,中国科学院计算技术研究所研制成功我国第一款通用用CPU“龙芯龙芯”芯片芯片;2002年,曙光公司推出完全自主知年,曙光公司推出完全自主知识产权的识产权的“龙腾龙腾”服务器服务器,它采用了,它采用了“龙芯龙芯-1”CPU、曙光、曙光公司和中国科学院计算技术研究所联合
8、研发的服务器专用公司和中国科学院计算技术研究所联合研发的服务器专用主板、曙光主板、曙光LINUX操作系统,该服务器是国内第一台完全实操作系统,该服务器是国内第一台完全实现自主知识产权的产品,在国防、安全等部门将发挥重大现自主知识产权的产品,在国防、安全等部门将发挥重大作用。作用。2003年,百万亿次数据处理超级服务器年,百万亿次数据处理超级服务器“曙光曙光4000L”通过国家验收,再一次刷新国产超级服务器的历史纪录,通过国家验收,再一次刷新国产超级服务器的历史纪录,使得国产高性能产业再上新台阶。使得国产高性能产业再上新台阶。2023年12月20日星期三14v巨型化巨型化:巨型化是指其高速运算、
9、大存储容量和强功能的巨型计算机。巨型化是指其高速运算、大存储容量和强功能的巨型计算机。v微型化微型化:随着微电子技术的进一步发展,微型计算机将发展得更加迅随着微电子技术的进一步发展,微型计算机将发展得更加迅速,其中笔记本型、掌上型等微型计算机必将以更优的性能价格比受到人们的速,其中笔记本型、掌上型等微型计算机必将以更优的性能价格比受到人们的欢迎。欢迎。v网络化网络化:网络化是指利用现代通信技术和计算机技术,把分布在不同网络化是指利用现代通信技术和计算机技术,把分布在不同地点的计算机互连起来,按照网络协议相互通信,以达到所有用户都可共享软地点的计算机互连起来,按照网络协议相互通信,以达到所有用户
10、都可共享软件、硬件和数据资源的目的。件、硬件和数据资源的目的。v智能化:智能化:智能化就是要求计算机能模拟人的感觉和思维能力,也智能化就是要求计算机能模拟人的感觉和思维能力,也是第五代计算机要实现的目标。是第五代计算机要实现的目标。v多媒体技术:多媒体技术:多媒体通信和分布式多媒体系统是多媒体技术今多媒体通信和分布式多媒体系统是多媒体技术今后的发展方向。后的发展方向。2023年12月20日星期三15v运算速度快:运算速度快:计算机内部承担运算的部件是由一些数字逻辑计算机内部承担运算的部件是由一些数字逻辑电路构成的,其中电子流动扮演主要角色。电路构成的,其中电子流动扮演主要角色。v计算精度高中间
11、件技:计算精度高中间件技:由于计算机采用二进制数字运算,其由于计算机采用二进制数字运算,其计算精度随着表示数字的设备增加而提高,再加上先进的算计算精度随着表示数字的设备增加而提高,再加上先进的算法,可得到很高的计算精度。法,可得到很高的计算精度。v存储功能强:存储功能强:计算机具有完善的存储系统,可以存储和计算机具有完善的存储系统,可以存储和“记记忆忆”大量的信息。大量的信息。v具有逻辑判断能力:具有逻辑判断能力:计算机不仅能进行算术运算和逻辑运算,计算机不仅能进行算术运算和逻辑运算,而且还能对文字和符号进行判断或比较,进行逻辑推理和定而且还能对文字和符号进行判断或比较,进行逻辑推理和定理证明
12、。理证明。v具有自动执行能力:具有自动执行能力:计算机是个自动化电子装置,在工作过计算机是个自动化电子装置,在工作过程中不需人工干预,能自动执行存放在存储器中的程序。程中不需人工干预,能自动执行存放在存储器中的程序。2023年12月20日星期三16 1.1.3 计算机的应用领域计算机的应用领域1科学计算(或数值计算):科学计算(或数值计算):科学计算是指利用计算机来完成科学研究和科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。工程技术中提出的数学问题的计算。2数据处理(或信息处理):数据处理(或信息处理):数据处理是指对各种数据进行收集、存储、数据处理是指对各种数据进行收
13、集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称。整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称。3计算机辅助技术(或计算机辅助设计与制造):计算机辅助技术(或计算机辅助设计与制造):计算机辅助技术包括计算机辅助技术包括CAD、CAM、CAI、CAT等等 4过程控制(或实时控制):过程控制(或实时控制):过程控制是利用计算机及时采集检测数据,过程控制是利用计算机及时采集检测数据,按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。5人工智能(或智能模拟):人工智能(或智能模拟):人工智能(人工智能(Artificial Intel
14、ligence)是计算是计算机模拟人类的智能活动,诸如感知、判断、理解、学习、问题求解和图像识机模拟人类的智能活动,诸如感知、判断、理解、学习、问题求解和图像识别等。现在,人工智能还形成了专门用于研究人工智能的基本语言别等。现在,人工智能还形成了专门用于研究人工智能的基本语言LISP。6网络应用:网络应用:计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络。计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络。2023年12月20日星期三171按照计算机原理分类按照计算机原理分类 数字式电子计算机数字式电子计算机 模拟式电子计算机模拟式电子计算机 混合式电子计算机混合式电子计算机2按照计算机用途分类按照
15、计算机用途分类 通用计算机通用计算机 专用计算机专用计算机3按照计算机性能分类按照计算机性能分类 巨型机(巨型机(Super Computer)小巨型机(小巨型机(Minisupers Computer)大型机(大型机(Mainframe)小型机(小型机(Minicomputer)工作站(工作站(Workstation)个人计算机(个人计算机(Personal Computer)单片机(单片机(Micro Controller Unit,简称,简称MCU)2023年12月20日星期三18v高性能计算机(巨型机高性能计算机(巨型机,大型机):大型机):速度最快、处理能力速度最快、处理能力最强最强
16、,数量不多数量不多,但都有重要和特殊用途但都有重要和特殊用途.v微型计算机(个人计算机微型计算机(个人计算机Personal Computer,常说的,常说的PC机机):):小、巧、轻、使用方便、价格便宜,中央处理器:小、巧、轻、使用方便、价格便宜,中央处理器:一个芯片一个芯片,分为台式机、笔记本电脑、个人数字助理分为台式机、笔记本电脑、个人数字助理PDAv工作站:工作站:介于介于PC与小型机之间与小型机之间,高分辨率、大容量内外存,高分辨率、大容量内外存,图形功能较强图形功能较强v服务器:服务器:在网络环境中为多个用户提供服务的计算机系在网络环境中为多个用户提供服务的计算机系统统其中,其中,
17、2023年12月20日星期三19计算机最具代表性的应用领域有科学计算、数据处理、办公自动化和()。A、文字处理 B、辅助设计 C、文秘 D、操作系统在计算机应用的有关书籍中,MIS通常是指()英文的缩写。A、医院信息管理系统 B、管理信息系统 C、管理智能系统 D、管理决策系统2023年12月20日星期三20个人计算机属于()。A、大型计算机 B、微型计算机 C、小型计算机 D、超级计算机巨型机是指()的计算机系统。A、体积大 B、耗电量大C、速度快 D、大公司生产笔记本型计算机的特点是()。(多选)A、重量轻 B、体积小 C、体积大 D、便于携带2023年12月20日星期三21注意区分:数值
18、是有一定大小的数。数字是组成数值的一个个数。注意区分:数值是有一定大小的数。数字是组成数值的一个个数。数制(数制(Number System)是用一组固定的数字符号和一套统一的规则来表示数目的方法。)是用一组固定的数字符号和一套统一的规则来表示数目的方法。按照进位方式计数的数制称为进位计按照进位方式计数的数制称为进位计数制数制。1.2 计算机中的信息计算机中的信息1.2.1 进位计数制进位计数制1进位计数制的基本特点及要素进位计数制的基本特点及要素进位计数制的基本特点:逢N进一;采用位权表示法。每个数码在一个数中所处的位置不同,它所表示的数值是不同的,但每个位置的值是确定的,这个固定位置的值在
19、数学上就称为“权权”。注意区分:数值注意区分:数值是有一定大小的数。数字数字是组成数值的一个个数。2023年12月20日星期三22 二进制(Binary notation):用“0”和“1”两个数字表示。逢二进一。加 法 乘 法减 法0+0=0 00=00-0=0 0+1=1 01=01-0=1 1+0=1 10=01-1=01+1=10(逢二进一)11=1 0-1=1(借一当二)表示方法:(11011)2 或11011B权表示法:(11011)2 =124+123+022+121+120 2023年12月20日星期三23 八进制(Octal notation):用“0、1、2、3、4、5、6
20、、7”八个数字表示。逢八进一。表示方法:(5127)8 或5127O权表示法:(5127)8=583+182+281+7802023年12月20日星期三24 十进制(Decimal notation):用“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9”十个数字表示。逢十进一。表示方法:(5927)10 或5927D权表示法:(5927)10 =5103+9102+2101+71002023年12月20日星期三25 十六进制(Hexdecimal notation):用“0、1、9、A、B、C、D、E、F”十六个数字表示。逢十六进一。表示方法:(5A0D7)16 或5A0D7H权表示法:(5A0D7)
21、16 =5164+10163+0162+13161+7160 2023年12月20日星期三261.2.2 1.2.2 数制间的转换数制间的转换十进制数十进制数非十进制数非十进制数非十进制数非十进制数十进制数十进制数二、八、十六进制之间的转换二、八、十六进制之间的转换2023年12月20日星期三27表2-1 二进制、八进制、十六进制数间的关系 八进制 对应二进制 十六进制对应二进制十六进制 对应二进制0000000008100010011000191001201020010A1010301130011B1011410040100C1100510150101D1101611060110E11107
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