基础理论篇第1章计算机概述.pptx

《基础理论篇第1章计算机概述.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基础理论篇第1章计算机概述.pptx（55页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 1CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 2l导引问答题与关键字导引问答题与关键字 l信息技术信息技术l什么是计算机什么是计算机l计算机能做什么计算机能做什么l回眸计算机的发展历程回眸计算机的发展历程l浅谈计算思维浅谈计算思维第1章 计算机概述CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 3导引问答题1、一个完整的、一个完整的计算机系统计算机系统应该包括应该包括_。A A）主机、键盘、鼠标和显示器）主机、键盘、鼠标和显示器 B B

2、）硬件系统和软件系统）硬件系统和软件系统 C C）主机和其他外部设备）主机和其他外部设备 D D）系统软件和应用软件）系统软件和应用软件 CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 4导引问答题2、计算机之所以按人们的意志自动进行工作计算机之所以按人们的意志自动进行工作，最直接的原因（最直接的原因（工作原理工作原理）是因为）是因为_。A A）二进制数制）二进制数制 B B）高速电子元件）高速电子元件 C C）存储程序和程序控制）存储程序和程序控制 D D）程序设计语言）程序设计语言 CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案

3、例教程讲稿 5导引问答题3、计算机的、计算机的应用领域应用领域可大致分为若干大类，下可大致分为若干大类，下列选项中属于这几大类的是列选项中属于这几大类的是_。A）计算机辅助教学、专家系统、人工智能）计算机辅助教学、专家系统、人工智能B）工程计算、数据结构、文字处理）工程计算、数据结构、文字处理C）实时控制、科学计算、数据处理）实时控制、科学计算、数据处理D）数值处理、人工智能、操作系统）数值处理、人工智能、操作系统CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 6导引问答题4、现代、现代信息技术信息技术的核心是的核心是_。A A）电子计算机和现代通信技术）电

4、子计算机和现代通信技术 B B）微电子技术和材料技术）微电子技术和材料技术 C C）自动化技术和控制技术）自动化技术和控制技术 D D）数字化技术和网络技术）数字化技术和网络技术CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 7导引问答题5、计算机的、计算机的性能指标性能指标包括多项，下列项目中包括多项，下列项目中_不属于性能指标。不属于性能指标。A A）主频）主频 B B）字长）字长 C C）运算速度）运算速度 D D）带光驱否）带光驱否CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 8导引问答题6、OS是在第是在第_代

5、计算机才出现的。代计算机才出现的。A A）1 1 B B）2 2 C C）3 3 D D）4 4 CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 9导引问答题7、PC机机是是随随着着构构架架处处理理器器的的电电子子元元件件_的的发发展而发展起来的。展而发展起来的。A A）电子管）电子管 B B）晶体管）晶体管 C C）集成电路）集成电路 D D）半导体）半导体 CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 10导引问答题8、在计算机领域中通常用、在计算机领域中通常用MIPS来描述来描述_。A A）计算机的可靠性）计算机的

6、可靠性 B B）计算机的运行性）计算机的运行性 C C）计算机的运算速度）计算机的运算速度 D D）计算机的可扩充性）计算机的可扩充性CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 11导引问答题9、世世界界上上第第一一台台计计算算机机诞诞生生至至今今，经经历历了了若若干干代代的的发发展展、更更替替和和变变革革，当当下下的的计计算算机机是是属属于第于第_代的计算机。代的计算机。A A）4 4 B B）5 5 C C）6 6 D D）7 7 CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 12导引问答题10、现现代代计计算算

7、机机的的工工作作模模式式（原原理理）是是由由科科学学家家_提出的。提出的。A A）香农（）香农（Claude Elwood ShannonClaude Elwood Shannon）B B）比尔）比尔盖茨盖茨 （William(Bill)H.Gates William(Bill)H.Gates）C C）冯）冯诺依曼诺依曼 （John Von NeumanJohn Von Neuman）D D）图灵（）图灵（Alan Mathison Turing Alan Mathison Turing）CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 13导引关键字l计算机

8、系统组成计算机系统组成l计算机工作原理计算机工作原理l计算机发展史计算机发展史l信息技术信息技术l计算机特点与应用计算机特点与应用l电子元件电子元件l计算机性能指标、计算机性能指标、MIPSCopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 14l导引问答题与关键字导引问答题与关键字l信息技术信息技术l什么是计算机什么是计算机l计算机能做什么计算机能做什么l回眸计算机的发展历程回眸计算机的发展历程l浅谈计算思维浅谈计算思维第1章 计算机概述CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 信息技术 信息技术（信息技术（infor

9、mation technologyinformation technology，ITIT）可以理解为与信息处理有关的一切技术，）可以理解为与信息处理有关的一切技术，或者说依据信息科学的原理和方法来实现信息或者说依据信息科学的原理和方法来实现信息处理的技术。处理的技术。这里的信息处理指对信息的这里的信息处理指对信息的：l收集、识别、提取、变换收集、识别、提取、变换l存贮、传递、整理、检索存贮、传递、整理、检索l检测、分析、利用等检测、分析、利用等CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 信息技术 就信息技术的主体而言，最重要的部分是就信息技术的主体而言，

10、最重要的部分是以微电子技术为基础的以微电子技术为基础的“计算机计算机”、“通信通信”和和“控制控制”技术，有人认为信息技术技术，有人认为信息技术 (IT(ITInformation Technology)Information Technology)简单地说就是简单地说就是3C3C：lComputerComputer（计算机）（计算机）lCommunication Communication（通信）（通信）lControlControl（控制）（控制）CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 信息技术现代信息技术的关键是计算机技术、现代现代信息技术的关

11、键是计算机技术、现代通信技术和控制技术。计算机在信息社会中有通信技术和控制技术。计算机在信息社会中有着重要的地位，主要表示在：着重要的地位，主要表示在：l计算机改变了人们的工作方式计算机改变了人们的工作方式l计算机改变了人们的生活方式计算机改变了人们的生活方式l计算机改变了人们的学习方式计算机改变了人们的学习方式l计算机改变了组织机构的工作方式计算机改变了组织机构的工作方式CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 信息技术 信息技术应用信息技术应用l电子商务电子商务l远程教育远程教育l远程医疗远程医疗l虚拟现实技术虚拟现实技术l计算机辅助技术，统称为计

12、算机辅助技术，统称为CAXCAX 包括了包括了CADCAD（计算机辅助设计）、（计算机辅助设计）、CAECAE（计算机辅助工程）、（计算机辅助工程）、CAMCAM（计算机辅助制造）和（计算机辅助制造）和CAPPCAPP（计算机辅助工艺设计）（计算机辅助工艺设计）等内容。等内容。l嵌入式系统嵌入式系统l网格与集群网格与集群l数据挖掘数据挖掘lCopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 19l导引问答题与关键字导引问答题与关键字l信息技术信息技术l什么是计算机什么是计算机l计算机能做什么计算机能做什么l回眸计算机的发展历程回眸计算机的发展历程l浅谈计算思维浅

13、谈计算思维第1章 计算机概述CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 什么是计算机-描述 对计算机(Computer)人们往往从不同角度提出不同的见解,有多种描述:l“计算机是一种可以自动进行信息处理的工具”；l“计算机是一种能快速而高效地自动完成信息处理的电子设备”；l“计算机是一种能够高速运算、具有内部存储能力、由程序控制其操作过程的电子装置”。20CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 CPU(控制器控制器+运算器运算器)输入设备输出设备内存储器ROM外存储器键盘鼠标扫描仪光笔显示器打印机绘图仪音箱 优

14、盘 硬盘 磁带 光盘 软盘什么是计算机-硬件构架RAMCopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 22什么是计算机-系统构成CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 什么是计算机什么是计算机-特点l 运算速度快l计算精度高l具有记忆存储功能l具有逻辑判断功能l 网络与通信功能l可靠性高、通用性强CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 什么是计算机-原理与定义l计算机的工作原理计算机的工作原理 计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是存储程序和程计算机能够自动完成运算或处

15、理过程的基础是存储程序和程序控制（冯序控制（冯诺依曼原理）。诺依曼原理）。l计算机的定义计算机的定义 计算机是由高科技电子元器件、线计算机是由高科技电子元器件、线 路和机械装置等部件或路和机械装置等部件或设备构成的，在计算机软件（程序及文档）的控制下，依照存储设备构成的，在计算机软件（程序及文档）的控制下，依照存储程序和程序控制的工作原理，能够高速、有效地完成人们指定的程序和程序控制的工作原理，能够高速、有效地完成人们指定的各种操作的自动化综合系统。各种操作的自动化综合系统。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 什么是计算机-性能指标l计算机的性能

16、指标计算机的性能指标 主频主频主频是主频是CPUCPU工作的时钟频率，是指计算机工作的时钟频率，是指计算机CPUCPU在单位时间内工作在单位时间内工作的脉冲数，它在很大程度上决定了计算机的运行速度。单位是的脉冲数，它在很大程度上决定了计算机的运行速度。单位是MHz(MHz(兆兆赫兹赫兹)。字长字长由一个或多个字节组成的，作为一个整体进行存取的一个数据由一个或多个字节组成的，作为一个整体进行存取的一个数据称为一个字。字长是计算机运算速度的又一个决定因素，字长越长计称为一个字。字长是计算机运算速度的又一个决定因素，字长越长计算机运行速度越快。另外，字长也决定了计算机的数据表示精度。算机运行速度越快

17、。另外，字长也决定了计算机的数据表示精度。存储容量存储容量存储器中存储单元的总数称为存储容量。单位是字节存储器中存储单元的总数称为存储容量。单位是字节（BYTEBYTE简写简写B B）。内存容量越大，计算机运行速度越快。）。内存容量越大，计算机运行速度越快。存取周期存取周期 CPU CPU对存储器的两个基本操作为读取和写入。从存储器中对存储器的两个基本操作为读取和写入。从存储器中存取一个字到能够再存取下一个字所需的时间称为存取周期。单位是存取一个字到能够再存取下一个字所需的时间称为存取周期。单位是NSNS（纳秒）。存取周期越短，计算机速度越快。（纳秒）。存取周期越短，计算机速度越快。运算速度运

18、算速度每秒可执行的百万条指令数，单位是每秒可执行的百万条指令数，单位是MIPSMIPS。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 什么是计算机-分类l按信息的表示和处理方式划分按信息的表示和处理方式划分l数字计算机数字计算机l在数字计算机中，信息用离散的二进制形式在数字计算机中，信息用离散的二进制形式0和和1组成的代组成的代码串表示。特点是解题精度高，便于信息存储，通用性强。码串表示。特点是解题精度高，便于信息存储，通用性强。通常所说电子计算机就是指数字电子计算机。通常所说电子计算机就是指数字电子计算机。l模拟计算机模拟计算机l在模拟计算机中，信息用连

19、续变化的模拟量表示，其运算在模拟计算机中，信息用连续变化的模拟量表示，其运算部件主要由运算放大器及一些有源或无源的网络组成。运部件主要由运算放大器及一些有源或无源的网络组成。运算速度很快，但精度不高，通用性不强。算速度很快，但精度不高，通用性不强。l数字模拟混合电子计算机。数字模拟混合电子计算机。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 什么是计算机-分类l按计算机用途划分按计算机用途划分l专用计算机专用计算机l专用计算机是针对某一特定应用领域，为解决某些特定问专用计算机是针对某一特定应用领域，为解决某些特定问题而设计的，如题而设计的，如“深蓝深蓝”（

20、DeepBlue）计算机，只用于）计算机，只用于国际象棋的博弈。国际象棋的博弈。l通用计算机通用计算机l通用计算机是针对多种应用领域或者面向多种算法而研制通用计算机是针对多种应用领域或者面向多种算法而研制的，其通用性强、功能全，能适应多种用户的需求，目前的，其通用性强、功能全，能适应多种用户的需求，目前大多数计算机是属于通用计算机，包括个人计算机。大多数计算机是属于通用计算机，包括个人计算机。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 什么是计算机-分类l按计算机规模与性能用途划分按计算机规模与性能用途划分l巨型机巨型机l巨型机又称为超级计算机，是计算机

21、中性能最高、功能最强的。巨型机又称为超级计算机，是计算机中性能最高、功能最强的。其运算速度超过每秒千万亿次，字长其运算速度超过每秒千万亿次，字长64位甚至更长，主存储器位甚至更长，主存储器容量达到容量达到TB字节数量级，外存储器容量达到字节数量级，外存储器容量达到PB字节数量级，一字节数量级，一般是多般是多CPU或者多机系统，按照并行处理方式工作。或者多机系统，按照并行处理方式工作。l微型机微型机l微型机以使用微处理器、结构紧凑为特征，是计算机中价格最微型机以使用微处理器、结构紧凑为特征，是计算机中价格最低、应用最广、发展最快、装机量最多的一种。当今微型机字低、应用最广、发展最快、装机量最多的

22、一种。当今微型机字长可达长可达64位，主存储器容量可达到位，主存储器容量可达到256M到到1G字节，时钟频率字节，时钟频率3GHz以上，已经达到或超过以上，已经达到或超过70年代的大中型机的水平。年代的大中型机的水平。l工作站是具备强大数据运算与图形、图像处理能力的高性能计工作站是具备强大数据运算与图形、图像处理能力的高性能计算机。与大中型机相比，其体积较小，价格比较便宜，规模属算机。与大中型机相比，其体积较小，价格比较便宜，规模属于微型机范畴，适用于工程设计、图形处理、科学研究、模拟于微型机范畴，适用于工程设计、图形处理、科学研究、模拟仿真等专业领域。仿真等专业领域。CopyrightCop

23、yright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 什么是计算机-分类l按计算机规模与性能用途划分按计算机规模与性能用途划分l巨型机巨型机l微型机微型机l大型机、中型机和小型机大型机、中型机和小型机l性能介于巨型机和微型机之间的就是大型机、中型机和小型机。它性能介于巨型机和微型机之间的就是大型机、中型机和小型机。它们的性能指标和结构规模则相应的依次递减。们的性能指标和结构规模则相应的依次递减。l嵌入式机（单片机）嵌入式机（单片机）l嵌入式计算机则只由一片或多片集成电路芯片制成，其体积小，重嵌入式计算机则只由一片或多片集成电路芯片制成，其体积小，重量轻，结构相对简单，完成的功能相对专一。

24、量轻，结构相对简单，完成的功能相对专一。这些类型之间的基本区别通常在于其体积大小、结构复杂程这些类型之间的基本区别通常在于其体积大小、结构复杂程度、功率消耗、性能指标、数据存储容量、指令系统和设备、度、功率消耗、性能指标、数据存储容量、指令系统和设备、软件配置等方面的不同。软件配置等方面的不同。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 30l导引问答题与关键字导引问答题与关键字 l信息技术信息技术l什么是计算机什么是计算机l计算机能做什么计算机能做什么l回眸计算机的发展历程回眸计算机的发展历程l浅谈计算思维浅谈计算思维第1章 计算机概述Copyrigh

25、tCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 计算机能做什么？n 玩游戏？玩游戏？n 上网上网QQQQ聊天网拍？聊天网拍？n 打字机？打字机？n 看电影听音乐？看电影听音乐？n 还有？还有？CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 计算机能做什么？应用 还有：l科学与工程计算l天气预报、卫星发射与控制、太空探索、数学计算（=？、汉诺塔）等l信息处理l信息管理（学籍、图书馆、OA、银行）、信息检索、MIS-沃尔玛等l多媒体技术应用l看电影听音乐娱乐等l计算机通信和网络应用lG TO G、G TO B、B TO B、B TO C、C

26、TO C、G TO C等l过程控制l工业自动化实时控制等l计算机辅助系统lCAD、CAM、CAI、CAT等l人工智能 l智能家用电器、计算机智能医生、计算机自动识别系统、智能机器等32CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 计算机能做什么？-人机较量l计算机是否会取代人甚至超越人呢？计算机是否会取代人甚至超越人呢？l如果说未来的计算机是否会取代人甚至超越人如果说未来的计算机是否会取代人甚至超越人？估计没有谁可以确切的回答。？估计没有谁可以确切的回答。l但如果是现代的计算机，我们可以肯定的回答；但如果是现代的计算机，我们可以肯定的回答；不会！不会！Co

27、pyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 计算机能做什么？-人机较量l为什么人机博弈，人却输给了计算机呢？为什么人机博弈，人却输给了计算机呢？l“深蓝深蓝”并没有人工智能，不具备并没有人工智能，不具备“智慧和思想智慧和思想”。l和今天所有计算机一样，和今天所有计算机一样，“深蓝深蓝”不会学习，而只会推理。不会学习，而只会推理。会学习的所谓会学习的所谓“第五代第五代”计算机，至今还没有被研究出来。计算机，至今还没有被研究出来。l如果说如果说“深蓝深蓝”有什么过人之处的话，那么就是它的不知疲有什么过人之处的话，那么就是它的不知疲倦的倦的“蛮力蛮力”。研究人员把

28、可以收集到的将近。研究人员把可以收集到的将近100100年来的年来的200200万局高手的棋谱都储存在万局高手的棋谱都储存在“深蓝深蓝”的的“外脑外脑”大型快速大型快速阵列硬盘系统中。它集中了阵列硬盘系统中。它集中了IBMIBM尖端科技的尖端科技的3232个国际象棋专个国际象棋专用处理器协同工作，它能在规定的每用处理器协同工作，它能在规定的每3 3分钟内从储存的棋谱分钟内从储存的棋谱中寻找出自己应该走的妙招来。中寻找出自己应该走的妙招来。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 计算机能做什么？-人机较量l为什么人机博弈，人却输给了计算机呢？为什么人机

29、博弈，人却输给了计算机呢？l“深蓝深蓝”的胜因不属于智慧范畴，而是来自于它强大的胜因不属于智慧范畴，而是来自于它强大的计算能力。即使这种能力算是一种的计算能力。即使这种能力算是一种“智慧智慧”的话，的话，那么也是人赋予的。那么也是人赋予的。l计算机的优势在于海量存储能力、快速信息处理能力计算机的优势在于海量存储能力、快速信息处理能力和稳定的性能，而所有的这一切都是在人编制的程序和稳定的性能，而所有的这一切都是在人编制的程序的控制下进行的。的控制下进行的。l相比之下，人的缺陷就突显出来：情绪、疲惫、记忆相比之下，人的缺陷就突显出来：情绪、疲惫、记忆力、计算棋招的速度、出错等等，但人的潜在创造性力

30、、计算棋招的速度、出错等等，但人的潜在创造性和自学习的智慧以及模糊的非公式化经验积累，是当和自学习的智慧以及模糊的非公式化经验积累，是当代计算机所无法比拟的。代计算机所无法比拟的。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 36l导引问答题与关键字导引问答题与关键字l信息技术信息技术l什么是计算机什么是计算机l计算机能做什么计算机能做什么l回眸计算机的发展历程回眸计算机的发展历程l浅谈计算思维浅谈计算思维第1章 计算机概述CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 回眸计算机的发展历程-计算工具l计算工具的发展计算

31、工具的发展l手工到机械自动手工到机械自动l史前时期：石块和贝壳记数；唐代时期：算盘；史前时期：石块和贝壳记数；唐代时期：算盘；17世纪：计算尺。世纪：计算尺。l1642年，创造了第一台能完成加、减运算的机械计算器，计算税收。年，创造了第一台能完成加、减运算的机械计算器，计算税收。l1822年，提出了自动计算机的基本概念，并设计出差分机和分析机。年，提出了自动计算机的基本概念，并设计出差分机和分析机。l机械计算到电动计算机械计算到电动计算l1884年，创造了第一台电动计算机，用于人口普查。年，创造了第一台电动计算机，用于人口普查。l1913年，制造了模拟计算机年，制造了模拟计算机“微分分析仪微分

32、分析仪”。l机电全自动到电子数字机电全自动到电子数字l1942年，诞生了著名的年，诞生了著名的ABC（AtanasoffBerryComputer）计算机，共使用了）计算机，共使用了300多个电子管，这也是世界上第一台具有现代计算机雏形的计算机。多个电子管，这也是世界上第一台具有现代计算机雏形的计算机。l1944年，年，IBM投资承建设计出投资承建设计出“马克马克1号号”计算机。计算机。l1946年，研制成功了年，研制成功了ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator，电子数字积分器和计算器），电子数字积分器和计算器）第一台电子数字计算机，从

33、此人类社会进入以数第一台电子数字计算机，从此人类社会进入以数字计算机为主导的信息时代。字计算机为主导的信息时代。ENIAC采用了电子管技术。采用了电子管技术。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 回眸计算机的发展历程-计算机l电子计算机的发展电子计算机的发展l l 第第第第1 1 1 1代：代：代：代：1946195 1946195 电子管电子管 计算机计算机l机器语言，机器语言，5 5千千11万次万次/秒秒l代表性代表性机种：机种：ENIACENIAC l l 第第第第2 2 2 2代：代：代：代：195 196 195 196 晶体管晶体管 计

34、算机计算机l汇编语言，高级语言，十万汇编语言，高级语言，十万 百万次百万次/秒秒l代表性机种：代表性机种：TRADICTRADIC l l 第第第第3 3 3 3代：代：代：代：196 197 196 197 集成电路计算机集成电路计算机lOSOS，编译系统，各类高级语言，百万，编译系统，各类高级语言，百万 千万次千万次/秒秒l提出提出“摩尔定律摩尔定律”l代表性代表性机种：机种：IBM360 IBM360 l l 第第第第4 4 4 4代：代：代：代：197 197 现在大规模、超大规模集成电路计算机现在大规模、超大规模集成电路计算机l197 199 197 199 各类软件完善，千万次以上

35、各类软件完善，千万次以上/秒秒l代表性机种：代表性机种：ILLIAC-IV l199 200 199 200 超大规模集成电路计算机，超大规模集成电路计算机，亿万次以上亿万次以上/秒秒l现在，现在，超大规模集成电路（集群）计算机超大规模集成电路（集群）计算机，千亿浮点运算次千亿浮点运算次/秒秒，智能化、智能化、模拟人的思维方式模拟人的思维方式CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 回眸计算机的发展历程-微机l微型计算机属于第四代计算机。微型计算机主要以其微型计算机属于第四代计算机。微型计算机主要以其主要核心元件微处理器主要核心元件微处理器CPU的字长

36、和芯片上的晶体管的字长和芯片上的晶体管电路集成度来划分发展阶段。电路集成度来划分发展阶段。l字（字（WORD）是指由一个或多个字节组成的，作为整）是指由一个或多个字节组成的，作为整体进行存取的一个数据。字是计算机的重要性能指标，体进行存取的一个数据。字是计算机的重要性能指标，决定了指令系统的规模，也是运算速度的决定因素，决定了指令系统的规模，也是运算速度的决定因素，字长越长计算机运行速度越快。另外，字长也决定了字长越长计算机运行速度越快。另外，字长也决定了计算机的数据表示精度。计算机的数据表示精度。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 回眸计算机的

37、发展历程-微机l字长字长4位阶段位阶段 l1971年年1月，英特尔（月，英特尔（Intel）公司研制成功了第一枚能够实际工作的微处理）公司研制成功了第一枚能够实际工作的微处理器器4004 l字长字长8位阶段位阶段l1974年年4月月1日，日，Intel推出了自己的第一款推出了自己的第一款8位微处理芯片位微处理芯片8080。l1974年年12月，装配有月，装配有8080处理器的计算机处理器的计算机“牛郎星牛郎星”诞生，这也是世界上第诞生，这也是世界上第一台装配有微处理器的计算机，从此掀开了个人计算机一台装配有微处理器的计算机，从此掀开了个人计算机PC（Personal Computer）的序幕。

38、）的序幕。l1975年年7月，比尔月，比尔盖茨（盖茨（BGates）在成功为牛郎星配上了）在成功为牛郎星配上了BASIC语言之后，语言之后，从哈佛大学退学创办了微软（从哈佛大学退学创办了微软（MicroSoft）公司，并为公司制定了奋斗目标：）公司，并为公司制定了奋斗目标：“每一个家庭每一张桌上都有一部微型计算机运行着微软的程序！每一个家庭每一张桌上都有一部微型计算机运行着微软的程序！”。l字长字长16位阶段位阶段 l1981年年8月月12日，微软推出来版。日，微软推出来版。l1982年年2月，月，Intel公司发布公司发布80286处理器。处理器。CopyrightCopyright 202

39、01212计算机基础与应用案例教程讲稿 回眸计算机的发展历程-微机l字长字长32位阶段位阶段l1985年年7月，月，Intel公司推出了第一枚公司推出了第一枚32位处理器位处理器80386。l1985年年11月，微软公司正式推出了月，微软公司正式推出了Windows操作系统。操作系统。l字长字长64位阶段位阶段 l1995年年8月月24日，微软公司正式推出日，微软公司正式推出Windows95操作系统。操作系统。l1995年年11月月1日，日，Intel公司推出公司推出Pentium Pro处理器。处理器。l2007年年1月月8日，日，Intel公司发布了用于个人计算机的公司发布了用于个人计算

40、机的65nm酷睿酷睿2四四核处理器和用于服务器的四核处理器。核处理器和用于服务器的四核处理器。l2007年年1月月30日，微软推出日，微软推出Windows Vista操作系统。操作系统。l2009年年10月月22日，微软发布了日，微软发布了Windows 7操作系统。操作系统。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 回眸计算机的发展历程-国产机l19561956年起步，年起步，19581958年首台电子管计算机年首台电子管计算机DJS-1DJS-1型试制成功。型试制成功。l19641964年，中国制成了首全晶体管电子计算机年，中国制成了首全晶体管电

41、子计算机441441B B型。型。l19741974年起步研制微机：长城、东海、联想、方正等系列产品。年起步研制微机：长城、东海、联想、方正等系列产品。l19831983年起步研制大、巨型机：年起步研制大、巨型机：“银河银河”和和“曙光曙光”等系列产品。等系列产品。l20092009年年1111月，月，“天河一号天河一号”是首次进入全球超级计算机是首次进入全球超级计算机500500强排强排行榜。它是中国首台千万亿次超级计算机系统。行榜。它是中国首台千万亿次超级计算机系统。l将于将于20102010年问世的千万亿次高性能计算机年问世的千万亿次高性能计算机“曙光曙光60006000”的研制工的研制

42、工作目前正在顺利进行中，届时国产高性能计算机将实现两大突破：作目前正在顺利进行中，届时国产高性能计算机将实现两大突破：一是国产一是国产CPUCPU的应用；二是高性能计算机现有的集群体系结构将的应用；二是高性能计算机现有的集群体系结构将在千万亿次时代实现突破。在千万亿次时代实现突破。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 回眸计算机的发展历程-趋势l由大到巨由大到巨l追求高速度、高容量、高性能追求高速度、高容量、高性能l由小到微由小到微l追求微型化，包括台式、便携式、笔记本式乃至掌上型，使用方便，价追求微型化，包括台式、便携式、笔记本式乃至掌上型，使用

43、方便，价格低廉格低廉l网络化网络化l智能化智能化 展望未来，计算机的发展必然要经历很多新的突破。从目前的展望未来，计算机的发展必然要经历很多新的突破。从目前的发展趋势来看，未来的计算机将是微电子技术、光学技术、超导技发展趋势来看，未来的计算机将是微电子技术、光学技术、超导技术和电子仿生技术相互结合的产物。在不久的将来，超导计算机、术和电子仿生技术相互结合的产物。在不久的将来，超导计算机、神经网络计算机等全新的计算机也会诞生。届时计算机将发展到一神经网络计算机等全新的计算机也会诞生。届时计算机将发展到一个更高、更先进的水平。个更高、更先进的水平。CopyrightCopyright 202012

44、12计算机基础与应用案例教程讲稿 44l导引问答题与关键字导引问答题与关键字 l信息技术信息技术l什么是计算机什么是计算机l计算机能做什么计算机能做什么l回眸计算机的发展历程回眸计算机的发展历程l浅谈计算思维浅谈计算思维第1章 计算机概述CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 计算思维-定义定义 “我们所使用的工具影响着我们的我们所使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，从而也将深刻思维方式和思维习惯，从而也将深刻地影响着我们的思维能力。地影响着我们的思维能力。”-19721972年图灵奖获得者年图灵奖获得者Edsger DijkstraEdsge

45、r Dijkstra CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 计算思维-定义定义回回顾顾历历史史，不不同同的的计计算算工工具具的的发发明明与与使使用用阶阶段段，都都会会影影响响甚甚至至决决定定这这个个时时期期的的文文化化普普识识教教育育方方向向与与趋趋势势，都都会会约约束束和和限限制制这这个个时时期期的的科科技技创创新新与与思思维维活活动动的的能能力力，都都会会在在这这个个时时期期留留下下属属于于这这个个工具时代的烙痕与印记。工具时代的烙痕与印记。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 计算思维-定义定义l

46、计算思维（计算思维（ComputationalThinking）是运用计算机科学的基础）是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。之广度的一系列思维活动。l计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，它是选择合适的方式计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，它是选择合适的方式去陈述一个问题，对一个问题的相关方面建模并用最有效的办法实去陈述一个问题，对一个问题的相关方面建模并用最有效的办法实现问题的求解，整个过程由人和机器协同配合执行。计算方法和模现问题的求解，整个过程由人和机器协

47、同配合执行。计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解型使我们敢于去处理那些原本无法由任何个人独自完成的问题求解和系统设计。和系统设计。l计算思维直面机器智能的不解之谜：什么人类比计算机做得好？什计算思维直面机器智能的不解之谜：什么人类比计算机做得好？什么计算机比人类做得好？最基本的问题是：什么是可计算的？迄今么计算机比人类做得好？最基本的问题是：什么是可计算的？迄今为止我们对这些问题仍是一知半解。为止我们对这些问题仍是一知半解。CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 计算思维-特征特征l是概念化而不是程序化的。是概念化而

48、不是程序化的。l计算机科学不仅仅是计算机编程。像计算机科学家那计算机科学不仅仅是计算机编程。像计算机科学家那样去思维意味着远不止能为计算机编程，还要求能够样去思维意味着远不止能为计算机编程，还要求能够在抽象的多个层次上思维；在抽象的多个层次上思维；l是根本而不是刻板的技能。是根本而不是刻板的技能。l根本技能是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必根本技能是每一个人为了在现代社会中发挥职能所必须掌握的。刻板技能意味着机械的重复；须掌握的。刻板技能意味着机械的重复；l是人而不是计算机的思维方式。是人而不是计算机的思维方式。l计算思维是人类求解问题的一条途径，但决非要使人计算思维是人类求解问题的一条途

49、径，但决非要使人类像计算机那样地思考。计算机枯燥且沉闷，人类聪类像计算机那样地思考。计算机枯燥且沉闷，人类聪颖且富有想象力。是人类赋予计算机激情。配置了计颖且富有想象力。是人类赋予计算机激情。配置了计算设备，我们就能用自己的智慧去解决那些在计算机算设备，我们就能用自己的智慧去解决那些在计算机时代之前不敢尝试的问题，实现时代之前不敢尝试的问题，实现“只有想不到，没有只有想不到，没有做不到做不到”的境界；的境界；CopyrightCopyright 20201212计算机基础与应用案例教程讲稿 计算思维-特征特征l是数学和工程思维的互补与融合。是数学和工程思维的互补与融合。l计算机科学在本质上源自

50、数学思维，因为像所有的科学一样，其形计算机科学在本质上源自数学思维，因为像所有的科学一样，其形式化基础建筑于数学之上。计算机科学又从本质上源自工程思维，式化基础建筑于数学之上。计算机科学又从本质上源自工程思维，因为我们建造的是能够与实际世界互动的系统，基本计算设备的限因为我们建造的是能够与实际世界互动的系统，基本计算设备的限制迫使计算机科学家必须计算性地思考，不能只是数学性地思考。制迫使计算机科学家必须计算性地思考，不能只是数学性地思考。构建虚拟世界的自由使我们能够设计超越物理世界的各种系统；构建虚拟世界的自由使我们能够设计超越物理世界的各种系统；l是思想而不是人造物。是思想而不是人造物。l不