第1章计算机基础精.ppt
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1、第1章计算机基础第1页,本讲稿共51页第第1章章 计算机信息技术导论计算机信息技术导论本章主要内容本章主要内容 l l 计算机与信息技术计算机与信息技术l l 用户与计算机用户与计算机l l 现代计算机的演变与发展现代计算机的演变与发展l l 计算机的分类计算机的分类与应用与应用l l 信息道德与系统安全信息道德与系统安全 l l 计算机系统运算基础计算机系统运算基础l l 计算机常用术语计算机常用术语第2页,本讲稿共51页1.11.1计算机技术概述计算机技术概述 1.1.1计算机技术与信息技术 (Information)Information)是客观世界通过人的感官感知和头脑的加工而形成的对
2、事物的认识是客观世界通过人的感官感知和头脑的加工而形成的对事物的认识或概念。具有不灭性、可采集性和可存储性、可传递和共享性、可加工处理性。或概念。具有不灭性、可采集性和可存储性、可传递和共享性、可加工处理性。是信息的载体,是描述事物的符号记录是信息的载体,是描述事物的符号记录.计算机数据可以是数字、文字、图形、计算机数据可以是数字、文字、图形、图像、语言、声、光、色等有意义描述体的单一载体,也可以是他们的组合。图像、语言、声、光、色等有意义描述体的单一载体,也可以是他们的组合。两者互相联系、互相依存又互相区别,数据是信息的载体,是纯客观的,经过处理的数据仍然是数据;信息是对数据的解释,依赖数据
3、而存在。第3页,本讲稿共51页计算机信息计算机信息处理过程处理过程 第4页,本讲稿共51页 信息技术(信息技术(Information Technology;IT)是主要用于管理和处理信息所采用的各)是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称,是计算机技术、网络技术和通讯技术等综合发展的产物,在应用中得以拓种技术的总称,是计算机技术、网络技术和通讯技术等综合发展的产物,在应用中得以拓展和延伸。展和延伸。图1.2 信息技术系统模式 第5页,本讲稿共51页1.1.2 计算机用户与计算机计算机用户与计算机 第6页,本讲稿共51页1.1.3 1.1.3 现代计算机的演变与发展现代计算机的演变与发展
4、 l1642年法国物年法国物理学家帕斯卡(理学家帕斯卡(16231662)发)发明了齿轮式加减法器;明了齿轮式加减法器;l1673年德国数学家年德国数学家莱布尼兹莱布尼兹(16461716)制成了机械式计算器,可以进)制成了机械式计算器,可以进行乘除运算;行乘除运算;l17911871年间英国数学家查尔斯年间英国数学家查尔斯巴贝奇提出了差分机和分析机的构想,具巴贝奇提出了差分机和分析机的构想,具有了输入、处理、存储、输出及控制五个基本装置。有了输入、处理、存储、输出及控制五个基本装置。差分机分析机第7页,本讲稿共51页1.1.3 现代计算机的演变与发展 对现代计算机发展作出杰出贡献的人物对现代
5、计算机发展作出杰出贡献的人物1.英国的英国的艾兰艾兰图灵图灵(Alan Mathison Turing,1912年年-1954年年)一、建立了图灵机一、建立了图灵机(Turing machine(Turing machine,缩写为缩写为TM)TM)的理论模型;的理论模型;二、提出了定义机器智能的图灵测试二、提出了定义机器智能的图灵测试(Turing test)(Turing test),奠定了,奠定了“人工智能人工智能”的理论基础。的理论基础。2.美籍匈牙利人美籍匈牙利人冯冯诺依曼诺依曼(Johon Von Neumann,1903 年年-1957年年)一一、提提出出了了在在计计算算机机中中
6、存存储储程程序序的的概概念念,使使用用单单一一处处理理单单元元完完成成计计算算、存存储储及及控控制制操操作作。“存存储储程程序序”是现代计算机的重要标志。是现代计算机的重要标志。现现代代计计算算机机体体系系结结构构采采用用的的是是冯冯诺诺依依曼曼体体系系结结构构,其其工工作作原原理理是是采采用用存储程序和程序控制的原理。存储程序和程序控制的原理。第8页,本讲稿共51页1.1.3 现代计算机的演变与发展 阶阶 段段时时 间间特特 点点1电子管计算机电子管计算机1946年年-1957年年电子管,运算速度每秒数电子管,运算速度每秒数千次至数万次千次至数万次2晶体管数字计算机晶体管数字计算机1958年
7、年-1964年年晶体管元件,使用晶体管元件,使用磁芯磁芯和和磁鼓磁鼓作存储器,每秒为数作存储器,每秒为数十万次十万次3中、小规模集成电中、小规模集成电路计算机时代路计算机时代1965年年-1970年年中小规模集成电路,内存、中小规模集成电路,内存、外存,每秒几十万次到几外存,每秒几十万次到几百万次,出现操作系统百万次,出现操作系统4大规模和超大规模集成电路计算机时代1970年年-大规模集成电路、大规模集成电路、每秒数每秒数万亿次,应用于各领域。万亿次,应用于各领域。第9页,本讲稿共51页第一代第一代电子管计算机时代电子管计算机时代(1946年年50年代末期)年代末期)主要特点主要特点l 采用电
8、子管作为基本器件,运算速度一般每秒数千采用电子管作为基本器件,运算速度一般每秒数千次至数万次。次至数万次。l 硬件方面没有随机存储介质,硬件方面没有随机存储介质,l 软件方面软件方面没有文件管理、没有操作系统,没有文件管理、没有操作系统,但但有了程序有了程序设计设计的概念,程序指令由机器代码程序发展到了符号程序。的概念,程序指令由机器代码程序发展到了符号程序。第10页,本讲稿共51页第二代第二代晶体管计算机时代晶体管计算机时代(20世纪世纪50年代中期年代中期60年代末期)年代末期)主要特征主要特征l 采用晶体管元件,速度一般每秒为数十万次,最高可采用晶体管元件,速度一般每秒为数十万次,最高可
9、达达300300万次。万次。l 开始使用开始使用磁芯磁芯和和磁鼓磁鼓作存储器作存储器l 软件方面产生了软件方面产生了ALGOL60ALGOL60、PL/1PL/1等等高级程序设计语言高级程序设计语言和批处理操作系统和批处理操作系统。第11页,本讲稿共51页第三代第三代中、小规模集成电路计算机时代中、小规模集成电路计算机时代(2020世纪世纪6060年代中期年代中期7070年代初期)年代初期)主要特点主要特点l 采用中小规模集成电路,每秒几十万次到几百万次。采用中小规模集成电路,每秒几十万次到几百万次。l 采用了更好的半导体内存,采用了更好的半导体内存,l 软软件件方方面面:出出现现了了操操作作
10、系系统统;有有了了标标准准化化的的程程序序设设计计语语言言;出出现现了了结结构构化化、模模块块化化程程序序设设计计方方法法;使使操操作作系系统统更更加加完完善善和和普普及及,形形成成了了操操作作系系统统、编编译译系系统统和和应应用用程程序序三三个个独独立立的的软软件件系系统统;这这一一阶阶段段实实时时系系统统和和计计算算机机通通信信网网络络有了相应的发展。有了相应的发展。第12页,本讲稿共51页第四代第四代大规模和超大规模集成电路计算大规模和超大规模集成电路计算机时代(机时代(20世纪世纪70年代初期现在)年代初期现在)主要特点主要特点l 采用大规模集成电路,速度高达数万亿次采用大规模集成电路
11、,速度高达数万亿次/每秒。每秒。1971年Intel公司制成了第一批微处理4004,这一芯片集成了2250个晶体管组成的电路,使PC(Personal Computer)个人计算机得到迅猛发展。l 存储设备存储设备l 应用领域应用领域l 趋势趋势目前计算机主要朝着巨型化、微型化、网络化、智能化、多媒体化五种趋向发展。第13页,本讲稿共51页1.1.41.1.4计算机的分类计算机的分类 根据美国电根据美国电气和电子工程师协会气和电子工程师协会(IEEE)(IEEE)的标准把计算机划的标准把计算机划分为分为1.1.巨型机巨型机(Supercomputer)(Supercomputer)2.2.小巨
12、型机小巨型机(Mini Super)(Mini Super)3.3.大型主机大型主机(Mainframe)(Mainframe)4.4.小型机小型机(Minicomputer(Minicomputer或或Minis)Minis)5.5.工作站工作站(Workstation)(Workstation)6.6.个人计算机个人计算机(Personal Computer)(Personal Computer)第14页,本讲稿共51页巨型计算机巨型计算机 巨型计算机又称巨型计算机又称超级计算机超级计算机、超级电脑。、超级电脑。“超级计算机超级计算机”是指工作速度在是指工作速度在每秒以万亿次以上计算的运算
13、系统。每秒以万亿次以上计算的运算系统。用于国防尖端技术、空间技术、大范围长期性天气预报、石油勘探等方面。用于国防尖端技术、空间技术、大范围长期性天气预报、石油勘探等方面。20102010年年6 6月最新数据月最新数据 (上千万亿次)(上千万亿次)Top1 Top1 美洲豹美洲豹 美国橡树岭国家实验室美国橡树岭国家实验室 Top2 Top2 曙光星云曙光星云 深圳深圳国家超级计算机中心国家超级计算机中心 Top3 Top3 走鹃走鹃 洛斯阿拉莫斯国家实验室洛斯阿拉莫斯国家实验室 Top4 Top4 海妖海妖 美国田纳西大学国家计算科学研究院美国田纳西大学国家计算科学研究院 Top5 Top5 尤
14、金尤金 德国尤利希超级计算机中心所德国尤利希超级计算机中心所 Top6 PleiadesTop6 Pleiades超级计算机超级计算机 先进超级计算设备的艾姆斯研究中心先进超级计算设备的艾姆斯研究中心 Top7 Top7 天河天河 天津国家超级计算机中心天津国家超级计算机中心第15页,本讲稿共51页小巨型机小巨型机小巨型机又称为桌上型超级计算机,是小巨型机又称为桌上型超级计算机,是2020世纪世纪8080年代出现的新机种。在技术上采用年代出现的新机种。在技术上采用高性能的微处理器组成并行多处理器系统,使巨型机小型化。高性能的微处理器组成并行多处理器系统,使巨型机小型化。用于科学研究、工程设计的
15、特定需要。用于科学研究、工程设计的特定需要。第16页,本讲稿共51页大型主机大型主机 大大型型机机具具有有极极强强的的综综合合处处理理能能力力和和极极大大的的性性能能覆覆盖盖面面。在在一一台台大大型型机机中中可可以以使使用用几几十十台台微微机机或或微微机机芯芯片片,用用以以完完成成特特定定的的操操作作。可可同同时时支支持持上上万个用户,可支持几十个大型数据库。万个用户,可支持几十个大型数据库。主要应用在政府部门、银行、大公司、大企业等。主要应用在政府部门、银行、大公司、大企业等。第17页,本讲稿共51页小型计算机小型计算机 小小型型机机的的机机器器规规模模小小、结结构构简简单单、设设计计试试制
16、制周周期期短短,便便于于及及时时采采用用先先进进工工艺技术,软件开发成本低,易于操作维护。艺技术,软件开发成本低,易于操作维护。应应用用于于工工业业自自动动控控制制、大大型型分分析析仪仪器器、测测量量设设备备、企企业业管管理理、大大学学和和科研机构等,也可以作为大型与巨型计算机系统的辅助计算机。科研机构等,也可以作为大型与巨型计算机系统的辅助计算机。第18页,本讲稿共51页工作站工作站 工作站,包括工程工作站和图形工作站等。工作站,包括工程工作站和图形工作站等。是介于是介于PCPC机与小型机之间的一种机与小型机之间的一种高档微型机算机,高档微型机算机,其运算速度比微机快,有较强的联网功能;其运
17、算速度比微机快,有较强的联网功能;主要用于图像处理、主要用于图像处理、计算机辅助设计等特殊的专业领域。计算机辅助设计等特殊的专业领域。第19页,本讲稿共51页个人计算机个人计算机 个人计算机,又称个人计算机,又称微型计算机微型计算机,也称个人电脑、也称个人电脑、PCPC机或微机。自机或微机。自2020世纪世纪7070年代年代出现后,以其设计先进和不断采用高性能微处理器升档为标志,以出现后,以其设计先进和不断采用高性能微处理器升档为标志,以操作简操作简单、价格便宜、软件丰富、功能齐全单、价格便宜、软件丰富、功能齐全等优势而广为等优势而广为普及和应用普及和应用。现在现在PCPC机个人家庭常用的学习
18、、工作、娱乐电器,不仅有台式机,还有膝机个人家庭常用的学习、工作、娱乐电器,不仅有台式机,还有膝上电脑、上电脑、笔记本电脑、掌上电脑、手表型电脑等等,技术、款式、功能集成笔记本电脑、掌上电脑、手表型电脑等等,技术、款式、功能集成方面都在不断推新。方面都在不断推新。第20页,本讲稿共51页基于网络环境下的分类方法基于网络环境下的分类方法 基于现实网络环境下的分类方法分基于现实网络环境下的分类方法分5 5类:类:1.1.服务器服务器(Server)(Server)2.2.工作站工作站(Workstation)(Workstation)3.3.台式机台式机(Desktop PC)(Desktop P
19、C)4.4.便携机便携机,或称笔记本或称笔记本5.5.手持机手持机,又称掌上电脑或称亚笔记本又称掌上电脑或称亚笔记本第21页,本讲稿共51页1.1.51.1.5计算机的应用计算机的应用1数值计算或称科学计算数值计算或称科学计算2数据处理或信息处理数据处理或信息处理3.3.自动控制或实时控制自动控制或实时控制 4计算机辅助系统计算机辅助系统 5人工智能人工智能AI(Artifical Intelligence)6计算机网通信技术络计算机网通信技术络(Computer Network)7.多媒体(多媒体(MultiMedia)技术)技术8.8.数据库应数据库应用用第22页,本讲稿共51页1.21.
20、2信息道德与系统安全信息道德与系统安全 1.2.1 1.2.1 信息道德与守法信息道德与守法 l l 提高自己的鉴别能力,汲取信息文化的营养,摈除糟粕,拒绝误导,要抵制网络中传播的虚假提高自己的鉴别能力,汲取信息文化的营养,摈除糟粕,拒绝误导,要抵制网络中传播的虚假信息、反动信息,色情、恐怖等有害信息,还要拒绝盗版。信息、反动信息,色情、恐怖等有害信息,还要拒绝盗版。l 遵守文明公约,机房或网吧的管理制度,不要沉溺于玩游戏。遵守文明公约,机房或网吧的管理制度,不要沉溺于玩游戏。l严禁传播、制作病毒或黄色、反动等非法信息。严禁传播、制作病毒或黄色、反动等非法信息。第23页,本讲稿共51页1.2.
21、2 1.2.2 计算机信息系统安全计算机信息系统安全 1.1.系统的环境安全系统的环境安全 计算机的工作环境应有一定的要求:防火、防盗、防高温、防潮等。计算机的工作环境应有一定的要求:防火、防盗、防高温、防潮等。2.2.系统的信息安全系统的信息安全 安全可靠的系统控制与管理:网络管理、电源管理、数据库管理等。安全可靠的系统控制与管理:网络管理、电源管理、数据库管理等。在计算机安全问题上,最令人关注的是计算机病毒在计算机安全问题上,最令人关注的是计算机病毒(Computer Virus)(Computer Virus)。第24页,本讲稿共51页1.2.31.2.3计算机病毒防范计算机病毒防范 l
22、 计算机病毒计算机病毒(Computer Virus)(Computer Virus)定义定义 中中华华人人民民共共和和国国计计算算机机信信息息系系统统安安全全保保护护条条例例中中指指出出:“计计算算机机病病毒毒,是是指指编编制制或或者者在在计计算算机机程程序序中中插插入入的的破破坏坏计计算算机机功功能能或或者者毁毁坏坏数数据据,影影响响计计算算机机使使用用,并能自我复制的一组并能自我复制的一组计算机指令或程序代码计算机指令或程序代码。”特点是具有破坏性,复制性和传染性。特点是具有破坏性,复制性和传染性。1.1.计算机病毒侵入计算机系统途径计算机病毒侵入计算机系统途径(1 1)网络通讯:文件传
23、输、下载软件、电子邮件等。)网络通讯:文件传输、下载软件、电子邮件等。(2 2)携带病毒的存储介质:被感染的光盘、软盘、闪盘()携带病毒的存储介质:被感染的光盘、软盘、闪盘(U U盘)等;盘)等;(3 3)感染病毒的软件:盗版软件、游戏软件、互借使用工具软件等。)感染病毒的软件:盗版软件、游戏软件、互借使用工具软件等。(4 4)游戏程序:游戏程序极易携带计算机病毒,有的游戏程序本身就有病毒。)游戏程序:游戏程序极易携带计算机病毒,有的游戏程序本身就有病毒。第25页,本讲稿共51页1.2.31.2.3计算机病毒防范计算机病毒防范 2.2.计算机病毒的表现计算机病毒的表现(1 1)磁磁盘盘存存储储
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