计算机基础概述(理工)

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1、大学计算机基础第1章绪论内容提要1.1计算机概述1.2计算机系统组成1.3计算机数制与编码系统1.4计算思维与大学计算机基础教育学习要求基本要求了解计算机的发展历程、分类、特点及应用；掌握计算机系统的基本组成；掌握计算机中的数制及编码系统；了解计算思维的含义及重要性。重点与难点掌握计算机系统的基本组成；掌握计算机中的数制及编码系统。学习学时理论讲授：3学时1.1计算机概述计算机的发展计算机的分类计算机的特点计算机的应用计算机应用模式的变迁计算机的发展趋势机械式计算机1642年，法国物理学帕斯卡---加

2、法器(世界上第一台)1673年，德国数学家莱布尼兹---乘除法器(四则运算)英国数学家查尔斯·巴贝奇计算机之父1822年，设计差分机1834年，设计分析机三部分结构：存储、运算与控制装置齿轮为元件蒸气机为动力有输入、处理、存储、输出及控制五种基本装置莱布尼兹的计算装置差分机分析机机械计算机机电式计算机1941年，德国工程师朱斯设计Z-3计算机世界上第一台通用程序控制计算机采用继电器采用浮点记数法、二进制运算、带存储地址的指令美国哈佛大学应用数学教授霍华德•艾肯1944年，设计Mark-I计算机，部分采

3、用继电器，借助电流进行运算1947年，研制计算机Mark-Ⅱ，全部采用继电器电子计算机1942年，爱荷华州立学院数学系教授文森特·阿特纳索夫和他的学生贝利设计称为ABC(Atanasoff-BerryComputer)的电子计算机。第一台用电子管为元件、有再生存储功能、能做加法和减法运算的数字计算机。只设计出样机1946年2月14日，第一台电子计算机在美国通过验收名为ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)的电子数值积分计算机功率为150千瓦，

4、18000多只电子管、10000多只电容器、70000只电阻、1500多个继电器，占地160多平方米，重达30吨5种功能（每秒5000次加法运算、每秒50次乘法运算、能进行平方和立方计算、sin和cos函数数值运算、其他更复杂的计算）应用于弹道计算、天气预报、原子核能、热能点火、风洞试验设计等1955年10月，ENIAC正式退休最早的计算机1二个重要人物图灵(AlanMathisonTuring，1912-1954)建立图灵机理论模型定义机器智能的图灵测试奠定了“人工智能”的理论基础冯·诺依曼(Joh

5、onVonNeumann，1903-1957)存储程序使用单一处理部件图灵冯·诺依曼依据物理元件不同，分四代时代年份硬件软件应用一1946～1958电子管机器语言汇编语言科学计算二1959～1965晶体管高级语言数据处理三1965～1971中小规模集成电路操作系统工业控制四1971年至今大规模集成电路数据库网络各个领域计算机的分类巨型机(supercomputer)也称为超级计算机小巨型机(minisupercomputer)是小型超级计算机或称桌面型超级计算机大型主机(mainframe)或称大型计

6、算机(覆盖国内常说的大、中型机)小型机(minicomputer或Minis)工作站(workstation)个人计算机(personalcomputer)就是平常说的微机计算机的特点运算速度快运算精度高记忆能力强具有逻辑判断能力存储程序计算机的应用科学计算数据处理过程控制计算机辅助系统(计算机辅助设计(CAD)/计算机辅助制造(CAM)/计算机集成制造系统(CIMS))人工智能计算机网络电子商务物联网云计算计算机应用模式的变迁单主机计算模式（终端+主机）客户机/服务器计算模式(Client/Serv

7、er)浏览器/服务器计算模式（Browser/Server）计算机的发展趋势五种发展趋势巨型化微型化多媒体化网络化智能化发展非冯·诺依曼结构模式（两个方面）创建新的程序设计语言，即所谓的“非冯·诺依曼语言”。采用新的材料和元器件光子计算机生物计算机（分子计算机）量子计算机1.2计算机系统组成计算机系统组成计算机硬件系统结构计算机的工作过程计算机的软件组成计算机系统的组成计算机系统两大组成部分硬件系统软件系统计算机系统软件系统硬件系统系统软件应用软件CPU存储器输入设备输出设备运算器控制器寄存器主机外部

8、设备系统组成图随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)计算机硬件系统结构冯.诺依曼原理的基本思想(3个)计算机应由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。采用存储程序的方式：程序和数据一样都以二进制的形式存放在存储器中。由指令计数器指明要执行的指令所在的地址，然后执行相应的指令，计算机在程序的控制之下自动工作。计算机硬件的基本结构运算器控制器内存储器输入设备输出设备用户用户输入设备存储器输出设备运算器控制器数据流地址流控制信号CPU