计算机文化基础讲义

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1、第1章信息技术计算机1.1信息与信息技术•1.1.1信息及信息科学•1.1.2信息技术1.1.1信息及信息科学•信息是现代生活中一个非常流行的词汇，但至今对信息这个概念没有一个严格的定义。到目前为止，关于信息的不同定义已超过百种，有人统计，仅在国内公开发行的刊物上对信息的解释就有近40种。•对于信息的定义，至今仍是众说纷纭，莫衷一是。但人们已经认识到，信息是一种宝贵的资源，信息、材料（物质）和能源（能量）是组成社会物质文明的三大要素。1.1.2信息技术•至今人类历史上已经发生了4次信息技术革命。第一次信息革命是文字的使用。•第二次信息革命是印刷术的发明。•第三次信息革命是电话、

2、广播和电视的使用。•从20世纪中叶开始，第四次信息革命已经到来。这就是当代的电子计算机与通信相融合的信息技术。现代信息技术是应用信息科学的原理和方法，有效地使用信息资源的技术体系，它以计算机技术、微电子技术和通信技术为特征。1.2计算机发展历程1.2.1早期的计算装置1.2.2电子计算机的诞生和发展1．电子计算机的诞生2．从电子管到超大规模集成电路计算机的发展简史摩尔定理3．软件的发展1.2.3微型计算机诞生与发展1.2.3微型计算机诞生与发展1.2.4中国计算机的发展•国内从20世纪50年代开始研制高性能计算机系统，与国际发展的阶段类似，也经历了小型机、大型机、超级计算机和高

3、性能计算机时代。在这个发展过程中，曙光系列、银河系列和神威系列都做出了突出的贡献。•从早期的中国第一台小型通用数字电子计算机103机，大型系统104机、107机、第一台晶体管计算机109乙机、109丙机、自行设计的大型系统119机，到757向量机、KJ8920用于石油地质勘探油田开发的大型数据处理系统，都是为科学计算服务的系统；•从90年代的曙光一号SMP系统、曙光1000MPP系统、曙光2000-Ⅰ、曙光2000-Ⅱ超级服务器，到曙光3000系统，1.3计算机未来•1.3.1计算机的发展方向•1.3.2未来新型计算机•1．光计算机•2．生物计算机•3．分子计算机•4．量子计算

4、机1.4计算机系统1.4.1计算机系统的构成1.4.2计算机硬件系统的组成•1．运算器运算器或称算术逻辑单元（ArithmeticalandLogicalUnit）的主要功能是对数据进行各种运算。•2．存储器存储器（MemoryUnit）的主要功能是存储程序和各种数据信息，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。3．控制器控制器（ControlUnit）是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。•4．输入设备用来向计算机输入各种原始数据和程序的设备叫输入设备（InputDevice）。•

5、5．输出设备从计算机输出各类数据的设备叫做输出设备（OutputDevice）1.4.3计算机软件系统Ø指令：是能被计算机识别并执行的二进制代码，由操作码与操作数组成。Ø指令系统：即一台计算机所有指令的集合，包括数据传送指令、数据处理指令、程序控制指令、输入、输出指令和其他指令。Ø指令执行过程1.4.2指令和指令系统指令执行过程Ø冯氏原理：人们预先编好程序，利用输入设备把程序输入内存，计算机在控制器控制下，从内存中逐条取出程序交运算器执行。把结果回送入内存、或由输出设备输出。Ø执行步骤：取指令、分析指令、执行指令、程序计数器加11.4.3计算机系统的基本工作原理计算机的基本工作

6、原理是由美籍匈牙利科学家冯·诺依曼于1946年首先提出的。Ø采用二进制的形式表示数据和指令Ø采用存储程序方式Ø计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备5大部件组成冯·诺依曼理论要点冯·诺依曼结构框图1.4.3计算机软件从狭义的角度上讲，软件是指计算机运行所需的各种程序；而从广义的角度上讲，还包括手册、说明书和有关的资料。通常把计算机软件分为“系统软件”和“应用软件”两大类1．系统软件•具有代表性的系统软件有•（1）操作系统•（2）语言处理系统•（3）数据库管理系统2．应用软件目前，在微机上常见的应用软件如下。•（1）文字处理软件•（2）信息管理软件•（3）计算机辅助设

7、计软件•（4）实时控制软件3．硬件与软件的关系硬件和软件是一个完整的计算机系统互相依存的两大部分，它们的关系主要体现在以下几个方面：•一是硬件和软件互相依存，硬件是软件赖以工作的物质基础，软件的正常工作是硬件发挥作用的惟一途径，计算机系统必须要配备完善的软件系统才能正常工作，且充分发挥其硬件的各种功能；•二是硬件和软件互为替代，有时无严格界线，随着计算机技术的发展，在许多情况下，计算机的某些功能既可以由硬件实现，也可以由软件来实现，因此，硬件与软件在一定意义上说没有绝对严格的界面；•三是硬件