计算机应用基础教材提纲

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1、第一章计算机基础知识1.1认识计算机1.1．1计算机的起源及发展人类的计算工具已经经过了算筹、算盘、计算尺、机械计算机、电子管计算机、晶体管计算机、大规模和超大规模集成电路计算机等多个阶段，正在向生物计算、光计算量子计算等方向探索。人类从记数、计数到计算，经历了手工阶段、机械阶段、电子阶段。分析其发展的动力，主要来自两个方面的需求：一是提高计算能力（速度和精度），二是提高计算的方便性（降低成本、减小体积）。1.手工计算阶段计算工具从记数到计数，即对数进行度量。在中国的春秋时期，出现了一种由木头或竹子做成的小木棍，用来模拟和扩展手指运算功能的计算

2、工具，这就是算筹。算盘是另一种用来扩展手指运算功能的计算工具。中国在公元前五六世纪就已出现了算盘，成为使用最广泛、价格最低廉的计算工具。17世纪出现了一种计算工具→计算尺。还能进行一些三角函数、对数等比较复杂的非四则运算。从石块、结绳、刻痕、十指、算筹、算盘、计算尺，都停留在手工计算的阶段。2.机械计算阶段1642年，法国人布莱兹˙帕斯卡发明了用齿轮计算的机械加法器。1666年英国人莫兰发明了可以进行加减运算的机械计算器。1673年德国人莱布尼兹改进帕斯卡的设计，增加了乘除运算。1822年，英国人巴贝奇首先提出来整个计算过程自动化的概念，设计出

3、第一台通用自动时序控制机械式计算机，称为“巴贝奇差分机”。3.电子计算阶段在1946年2月，美国宾夕法尼亚大学世界上第一台真正意义的电子计算机ENIAC(电子数字积分计算机)诞生，ENIAC的主要缺点是：采用十进制而非二进制表示和计算数据，而且只能通过手工设置开关和插头来编程。为克服这一困难，冯·诺依曼提出了程序存储的概念。其基本思想是把预先编制好的用于控制计算机工作的程序输入到计算机的存储器中存储起来，计算机自动从中读取指令来控制各部分的工作。三年后英国剑桥大学根据他的理论，开发出了世界第一台程序存储电子计算机EDSAC,冯·诺依曼是美籍匈牙

4、利科学家，被称为计算机之父。他首先提出“程序存储”的思想以及二进制作为数字计算机的数制基础。根据冯·诺依曼体系结构构成的计算机，必须具有如下功能：1)把需要的程序和数据送至计算机中。2)必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。3)能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。4)能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。5)能够按照要求将处理结果输出给用户。为了完成上述的功能，计算机必须具备五大基本组成部件。1)输入数据和程序的输入设备。2)记忆数据和程序的存储器。3)完成数据加工处理的运算器

5、。4)控制程序执行的控制器。5)输出处理结果的输出设备。程序存储的体系结构不断发展改进，如增加了浮点数、字符串等新的数据类型；采用了虚拟存储器，方便了高级语言编程；引入堆栈，支持过程调用、递归机制；支持多处理机；采用自定义数据表示；使程序和数据空间分开。电子计算机根据所使用的关键器件又分为了四个时代。第18页，共18页(1）.第一代：电子管计算机（20世纪40-50年代）使用机器语言和汇编语言进行操控。没有操作系统的支持。(2）.第二代：晶体管计算机（20世纪50-60年代），采用晶体管作为逻辑器件，内存采用磁芯存储器，外存采用磁鼓和磁盘，并开

6、始使用高级语言进行操控。(3）.第三代：集成电路计算机（20世纪60-70年代）小规模的集成电路作为逻辑器件，采用半导体存储器作为内存，磁盘作为外存，简单的操作系统开始出现。(4）.第四代：大规模、超大规模集成电路计算机（20世纪70-现在），大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路(VLSI)。1.1.2计算机的特点、应用和分类1.计算机的特点(1）.计算速度快(2）.计算精度高(3）.逻辑性强(4）.数据处理量大(5）.自动化程度高，这是计算机区别于其他工具的本质特点。(6）.应用领域广泛2.计算机的应用(1）.科学计算(2）.信息管理(

7、3）.自动控制(4）.人工智能(5）.辅助工程，主要包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助教育（CAE）、计算机仿真（CS）。(6）.学习娱乐(7）.电子商务3.计算机的分类根据不同属性对计算机的分类方式有多种。首先，按照计算机的规模可以划分为：巨型计算机（超级计算机）、大型机、小型机、微型机、单片机。大型计算机是指运算速度快、处理能力强、存储容量大、功能完善的计算机。大型机多采用对称多处理器结构，有数十个处理器。20世纪60年代出现小型机，应用于中小企业事业单位，近年来，逐渐被高性能的服务器所取代。微型机主要是指有

8、大规模集成电路组成，体积较小供个人使用的计算机，即通常所说的PC机。1981年美国IBM公司推出第一代微型计算机。单片机是将运算器、控制器、存储器等计