大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教材1

第律奸算機(jī)導(dǎo)信息技木

■

了解：

■計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程及中國計(jì)算機(jī)發(fā)展概況。主要內(nèi)

容包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念、硬件和軟件的發(fā)展簡

史、計(jì)算機(jī)分類等。

■信息的基本概念、內(nèi)容、特征、作用。

■計(jì)算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括應(yīng)用

領(lǐng)域、案例、影響等。

■未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展。主要內(nèi)容包括計(jì)算技術(shù)的發(fā)

?上一頁?

展方向、未來計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的展望。

■下一頁1

［停止放映］

第2頁

主要知識點(diǎn)

■信息表示

■計(jì)算機(jī)發(fā)展

■未來計(jì)算機(jī)

■計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第3頁

一、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和展望

■計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程

■未來計(jì)算機(jī)可能的發(fā)展方向

?上一頁?

■下一頁1

［停止放映］

第4頁

m-----

什c遍封算機(jī)？

計(jì)算機(jī):是一臺能存儲程序和數(shù)據(jù)，并能自動執(zhí)行程

序的機(jī)器；是一種能對各種數(shù)字化信息進(jìn)行處理，

協(xié)助人們獲取信息、處理信息、存儲信息和傳遞信

息的工具。

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第詼

1、計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程

■計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展

算籌———算盤、計(jì)算尺一一機(jī)械式計(jì)算機(jī)

-----電子計(jì)算機(jī)

■電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

電子管-----晶體管-----集成電路

-----大規(guī)模集成電路

?上一頁1

■下一頁1

［停止放映］

第際:

計(jì)算工具的進(jìn)手匕

工到機(jī)械自動

■史前時期，我們的祖先就采用石塊和貝殼記數(shù)；

■唐代時期，開始使用算盤；

■17世紀(jì)，出現(xiàn)了計(jì)算尺；

■1642年，法國數(shù)學(xué)家Pascal創(chuàng)造了第一臺能完成加、減

運(yùn)算的機(jī)械計(jì)算器，計(jì)算稅收；

■1822年，英國數(shù)學(xué)家巴貝奇提出了自動計(jì)算機(jī)的基本概

念，并設(shè)計(jì)出差分機(jī)和分析機(jī)；

機(jī)械計(jì)算到電動計(jì)算

■1884年，美國工程師霍雷斯創(chuàng)造了第一臺電動計(jì)算機(jī)，

用于人口普查；

年，美國哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)教授霍華德?阿肯提出設(shè)計(jì)

?上一頁■■1944

思想，由IBM承建，設(shè)計(jì)出“馬克1號”計(jì)算機(jī)。

■下一頁1

［停止放映］機(jī)電全自動到電子數(shù)字

■1946年，第一臺數(shù)字式計(jì)算機(jī)ENIAC誕生在美國，從此

人類社會進(jìn)入以計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的信息時代。茅頂

唐朝1642年P(guān)ascal加法器

1822年巴貝奇

差分機(jī)

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

1946年ENIAC1944年阿肯1833年巴貝奇

MARKI分析機(jī)第8頁

電子計(jì)算機(jī)

?ENIAC?晶體管計(jì)算機(jī)?現(xiàn)代計(jì)算機(jī)

ENIAC一一1946賓州大學(xué)

(ElectronicNumerical

IntegratorAndComputer)

t達(dá)59屯，使用7弦M文電3管

,708。小電做,10000、迎落,耗

電/5次加，占地/%平方米，運(yùn)算速

?上一頁■/5加米/秒加、減法運(yùn)第。(系具

”一頁1備疫計(jì)案機(jī)內(nèi)存儲程本的特征〃

［停止放映］Cray-1巨型機(jī)

第一臺個人計(jì)算機(jī)

?上一頁?

■下一頁1

［停止放映］IBM5150

第10頁

史上第一臺筆記本電腦

?上一頁■

”一頁1

［停止放映］Osborne1

第17萬

世界上第一個鼠標(biāo)

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第12頁

■一款計(jì)算機(jī)游戲

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

SpaceWar

第13萬

現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)

微機(jī)

第14萬

現(xiàn)代的家用計(jì)算機(jī)

TheNewiMac.

17,ClnnmaTFTDeputy

Upto700iMzG3

Airport

CD.COR,CDR'DVOc<xnbo

tlanndhKardon

Starlingat$899

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

iMac

第IE

現(xiàn)代的筆記本計(jì)算機(jī)

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第1以

微型計(jì)算機(jī)及微處理器

■從4004到Pentium4

■早期的微型計(jì)算機(jī)

Intel4004微

PentiumIV微處理器

處理器芯片

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

APPLE1計(jì)算機(jī)IBMPC計(jì)算機(jī)第1頂

Intel4004微處理器芯片

?上一頁i

包含2300個晶體管，支持45條指令，工作頻率1MHz,

『一頁1

［停止放映］尺寸規(guī)格為3111nlx4mm。計(jì)算性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)年的

ENIAC,最初售價(jià)為200美元。

第I演

PentiumlV微處理器

?上一頁?“奔騰（Pentium）”微處理器在2000年11月發(fā)布，起步

■下一頁1頻率為1.5GHz,隨后陸續(xù)推出了1.4GHz-3.2GHz的P4處

［停止放映］

理器，這也是目前最新型的微處理器。

返回

第19萬

必兵機(jī)發(fā)展史

耕算機(jī)成展歷程

第一代第二代

（）

1946^1957（1958^1964）

電子管計(jì)算機(jī)晶體管計(jì)算機(jī)

5千~4萬（次/秒）幾十萬~百萬（次/

第四代第三代

（1970~90年代）（1964^1969）

■上一頁1大規(guī)模集成電路中小集成電路

■下砥萬~幾億（次/秒）_百萬~幾百萬（次/秒）

［停止放映］

第20頁

中計(jì)算機(jī)的發(fā)展

■大型機(jī)及巨型機(jī)銀河、曙光、神威

■微型機(jī)長城、聯(lián)想、方正

■中央處理器“龍芯”芯片(2001)、曙光推出具有中

國知識產(chǎn)權(quán)“龍騰”服務(wù)器(2002)。

■軟件YHOS、CCDOS.WPS、LinuxOS>C0SIX64、OpenBASE

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

王安磁芯存儲器

第27萬

2、計(jì)算機(jī)的未來

■未來電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向

巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化

■應(yīng)用其他技術(shù)的計(jì)算機(jī)

光計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、分子計(jì)算機(jī)、量子

計(jì)算機(jī)、DNA計(jì)算機(jī)

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第22頁

■摩爾定律

■計(jì)算的能力每18個月翻一番

■性能價(jià)格比

■在過去20年里1,000,000倍增長

■在未來20年里1,000,000倍的增長

■摩爾定律在過去的35年里已被證實(shí)了他的準(zhǔn)確

性

■在未來至少35年中它還將發(fā)揮作用

?上一頁?

■下一頁1

［停止放映］

第23萬

微型化就是進(jìn)一步提高集成度，利用高性能的超大規(guī)

模集成電路研制質(zhì)量更加可靠、性能更加優(yōu)良、價(jià)格更

加低廉、整機(jī)更加小巧的微型計(jì)算機(jī)。例如，腕式計(jì)算

機(jī)。

晶

體

管

數(shù)

目

［停止放映］

10微米芯片0.18微米芯片

第24萬

■智能化是指讓計(jì)算機(jī)具有模擬人的感覺、

行為、思維過程的機(jī)理，使計(jì)算機(jī)具備邏

輯推理、學(xué)習(xí)等能力。

■目前，已研制出各種“機(jī)器人”，有的能

代替人從事各種復(fù)雜、危險(xiǎn)的勞動，有的

能與人下棋等。

■例如，IBM公司研制的“深藍(lán)”計(jì)算機(jī)，

每秒能執(zhí)行50?100億次運(yùn)算，每秒能計(jì)

智能機(jī)器人

算出200?300萬步棋。1996年2月10日，

?上一頁■超一流國際象棋大師卡斯帕羅夫以三勝兩

■下一頁1和一負(fù)的成績戰(zhàn)勝了“深藍(lán)”。但在1997

［停止放映］

年5月12日,這位歷史上最偉大的人類旗

手卻敗在“更深的藍(lán)”計(jì)算機(jī)手下。第2E

二、計(jì)算機(jī)與信息處理

■信息及信息科學(xué)

■基于計(jì)算機(jī)的信息處理過程

A信息的表示和采集

＞信息的存儲和組織

＞信息的傳輸和檢索

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■下一頁1

［停止放映］

第2砒:

工、信息科學(xué)與技術(shù)

■信息：

區(qū)別于物質(zhì)與能量的第三類資源

■信息科學(xué)：

以信息為主要研究對象的科學(xué)

■信息技術(shù)：

有效應(yīng)用信息資源的技術(shù)體系

?上一頁■

■信息產(chǎn)業(yè)

”一頁1

［停止放映］

第2頂

■數(shù)據(jù)

■對現(xiàn)實(shí)世界中客觀事物的符號表示

■可以是數(shù)值數(shù)據(jù)，也可以是非數(shù)值數(shù)據(jù)，如聲

音、圖像等

■計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)

.能輸入計(jì)算機(jī)，并能為其處理的符號序列

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第2演

■例，一幅黑白圖象

■數(shù)據(jù)一白點(diǎn)陣0000二金0000

00X/000000

1Z00000000\0

/0000廣y00

(100r*00S-00

10000000000

0000000000

信息——臉譜\

1Q000100

0一,上

01oT-T01/0

007111100

000000000000

000000000000

?上一頁?

■下一頁1

［停止放映］

第29頁

■信息與數(shù)據(jù)的聯(lián)系

■數(shù)據(jù)是信息的符號表示，或稱載體

■信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是數(shù)據(jù)的語義解釋

■數(shù)據(jù)是符號化的信息

■信息是語義化的數(shù)據(jù)

?上一頁1

■下一頁1

［停止放映］

第30頁

42、基于計(jì)算機(jī)的信息處理過程

■信息的表示方法

■信息的采集

■信息的存儲

■信息的組織

■信息的傳輸和檢索

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第37萬

數(shù)據(jù)編碼

■計(jì)算機(jī)最主要的功能就是處理信息，而信

息在計(jì)算機(jī)中如何表示、存放、傳遞？這

是首先要解決的問題。

■基本要求是：信息的表示、存放和傳遞要

方便、可靠、易處理。

■顯然，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，信息只有經(jīng)過數(shù)字

化編碼后才能表示、存放和傳遞。

■所謂編碼，就是用少量的基本符號，根據(jù)

■上曲簡單的組合規(guī)則，以表示大量復(fù)雜的信息。

?F-頁1

［停止放映］■二進(jìn)制是一種最簡單的編碼系統(tǒng)。

第32頁

播爨颯御臚軟儂蠲直蹙

■計(jì)算機(jī)中的信息采用二進(jìn)制編碼來表示。

■二進(jìn)制表示數(shù)字容易實(shí)現(xiàn)（只有、

01）o

■二進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則簡單（逢二進(jìn)一）。

■二進(jìn)制編碼在物理上最容易實(shí)現(xiàn)；自然界中

具有兩個目定狀態(tài)的物理量很多,例如：電

流的有無、電壓的高低等。

?上一頁?

■下一頁1

［停止放映］

第33萬

信息的常用單位有“位”、“字節(jié)”、“字”三種：

[.位（Bit）表示一位二進(jìn)制信息（最小單位）

2.字節(jié)（Byte）一個字節(jié)8位二進(jìn)制數(shù)字組成（是信息的

基本存儲單位）

3字（Word）是位的組合，在計(jì)算機(jī)中作為一個獨(dú)立的

信息單位處理。不同的機(jī)器類型，字長是不同的，常

用的字長有8位、16位、32位等。如某個字由4個字節(jié)

組成，則它的字長是32位，相應(yīng)的計(jì)算機(jī)稱為32位機(jī)。

位(Bit)

■下頁1b7b6b5b4b3b24b0字節(jié)(Byte)

［停止放映］

....................字(Word)

信息編碼

■計(jì)算機(jī)是美國人發(fā)明的，因此計(jì)算機(jī)的字符

集中自然包含了英文的26個字母。

■計(jì)算機(jī)要在全世界通用，必須采用公認(rèn)的標(biāo)

準(zhǔn)格式對字符、符號進(jìn)行編碼。

■常用的字符編碼有ASCH碼、BCD碼、西文字

..符編碼和碼。

■上一頁.EBCDIC

■下一頁1

［停止放映］

第35頁

中文信息編碼

■漢字要比英文字母多得多，如何解決漢字的編

碼問題，這是用計(jì)算機(jī)處理漢字首先要解決的

一個最大難題。

■漢字處理又包括兩方面：漢字輸入和漢字識別。

英文的26個字母在鍵盤上都有，但上萬個漢字

是無法放在一個鍵盤中。

?上一頁■

處理漢字就要解決漢字的輸入、編碼、在計(jì)算

■下一頁1

［停止放映］機(jī)中保存、漢字轉(zhuǎn)換識別等一系列問題。

第3砒:

多媒體信息表示

■采集------量化------編碼

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第3頂

士信息的采集

■傳統(tǒng)的信息采集方法

■多媒體信息的采集

■聲音采樣率/采樣精度

■圖形分辨率/像素位深度

?上一

■下一頁1

［停止放映］

第3演

未經(jīng)壓縮的信息容量

信息源大致比特率

電話8000樣本數(shù)/秒X12比特/樣本=96kbps

(200—3400HZ)

寬帶語音16000樣本數(shù)/秒x14比特/樣本=224kbps

(50-7000HZ)

寬帶音頻44100樣本數(shù)/秒x2信道X16比特/樣本=1.412Mbps

(20-20000HZ)

圖像512x512像素色彩圖像X24比特/像素=6.3Mb/圖像

1±-1：1視頻640x480像素色彩圖像x24比特/像素x30圖像/秒

■下T■=221Mbps

解止放嵋高清晰度電視1280x720像素色彩圖像x24比特/像素x60圖像/秒二1.3Gbps

第39頁

信息的組織

■信息組織的層次結(jié)構(gòu)

位、字節(jié)、域、記錄、文件和數(shù)據(jù)庫

■文件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

號教學(xué)管理DB:數(shù)據(jù)庫□0?

■數(shù)據(jù)庫技術(shù)璃打開⑼區(qū)設(shè)計(jì)⑨囪新建?X建3在蠢

對象使用設(shè)計(jì)器創(chuàng)建表課程名稱表

使用向?qū)?chuàng)建表選課成績表

國

通過輸入數(shù)據(jù)創(chuàng)建表學(xué)生成績表

回

SwitchboardItems學(xué)生簡況表

成績匯總表學(xué)生情況表

TIPTMAIECIOPHOKEIOTRANKTIORKDATEpicture▲師授課表

+T001衛(wèi)顏俊C60432686341990-9-10位圖圖像一

授

+T002張?jiān)粕鶦60932686341978-10-1位圖圖像

+T003陳璇C6093268634授1995-4-10位圖圖像

+T004李波C6043268634授1979-9-13

+T005李尊朝C60132686341985-5-1位圖圖像

+T006姚普選C6063268634：1981-6-1

?上一頁1+楊振平

T007丁C60--2----j1983-4-20

+T008C60832686341996-9-1

■下一頁1

+T009仇衛(wèi)國C60332686341999-10-20

授

［停止放映］+T010劉路放C6063268634

二i二―11976-9-12

+T011沈紅C60132686341976-4-11

+T013王,^C60777277721999-1-10

張偉

_+T014C60822236781999-12-10第40頁

記錄：己I1F|川|共有記錄數(shù)：14

信息的傳輸

■信息傳輸?shù)闹饕緩?/p>

-----互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

■網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

「網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

J局域網(wǎng)/城域網(wǎng)/廣域網(wǎng)

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第47萬

信息的檢索

■早期的檢索方式

■網(wǎng)絡(luò)化、智能化檢索

■搜索引擎

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第42頁

計(jì)算科學(xué)體系

■構(gòu)造性數(shù)學(xué)基礎(chǔ)包括數(shù)理邏輯、代數(shù)系統(tǒng)、圖

論、集合論等；

■計(jì)算的數(shù)學(xué)理論包括計(jì)算理論、高等邏輯、形

式語言與自動機(jī)、形式語義學(xué)等；

■計(jì)算機(jī)組成原理、器件與體系結(jié)構(gòu)包括數(shù)字邏

輯與數(shù)字集成電路、計(jì)算機(jī)原理與設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、微機(jī)原理與接口技術(shù)等；

■計(jì)算機(jī)應(yīng)用平臺包括操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、編譯系

統(tǒng)原理、分布式系統(tǒng)等；

■計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)包括程序設(shè)計(jì)、軟件工程、算

■上通法基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫等；

■下頁■■計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)包括多媒體、計(jì)算機(jī)可視化與

麟止放?虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、圖形學(xué)與圖像處理、輔助

設(shè)計(jì)等。第43頁

三、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

。了解計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

。計(jì)算機(jī)典型應(yīng)用領(lǐng)域介紹

—科學(xué)與工程計(jì)算

-信息管理

-電子商務(wù)

-人工智能

?上一頁■

■下一頁1-計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

［停止放映］

第44萬

計(jì)算機(jī)到底能干什么？

。計(jì)算器?

。打字機(jī)?

。玩游戲?

。還有????

?上一頁?

■下一頁1

［停止放映］

第45頁

例計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代生活

■當(dāng)代大學(xué)生的一天.....（IC、ATM、201卡）

■多媒體教學(xué)（作業(yè)提交、答疑、考試）

■通訊

■娛樂

■家用電器

■信息管理（學(xué)藉、圖書館、OA）

■信息檢索

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第4砒:

一、計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)城

■科學(xué)與工程計(jì)算

■信息處理

■過程控制

■計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)

■多媒體技術(shù)應(yīng)用

■計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

■人工智能

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第4頂

&二、計(jì)算機(jī)典翹應(yīng)用領(lǐng)域介紹

■科學(xué)與工程計(jì)算

■信息管理

■電子商務(wù)

■人工智能

■計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造

?上一頁■

■下一頁1

［停止放映］

第4演

■例：n的求值,古老的計(jì)算問題

兀=周長/直徑

?上一頁■

”一頁1

［停止放映］

第49頁

■上一頁■

”一頁1

［停止放映］

計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)城:

--------科學(xué)和工程計(jì)算

■計(jì)算數(shù)學(xué)+計(jì)算機(jī)少科學(xué)計(jì)算

■計(jì)算數(shù)學(xué)：研究數(shù)值計(jì)算方法

■計(jì)算機(jī)：計(jì)算數(shù)學(xué)強(qiáng)有力的工具

■科學(xué)計(jì)算是第三種科學(xué)手段

■理論研究：無法求得理論解

■科學(xué)實(shí)驗(yàn)：難以應(yīng)用實(shí)驗(yàn)手段

■可以進(jìn)行計(jì)算

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■下一頁1■計(jì)算機(jī)是人類計(jì)算能力的延伸

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第57萬

科學(xué)和工程計(jì)算的應(yīng)用

■大氣科學(xué)研究:

數(shù)值天氣預(yù)報(bào)

■油氣資源勘探:

地震波數(shù)據(jù)處理

■核武器模擬試驗(yàn)

■空氣動力學(xué)計(jì)算

■有限元方法計(jì)算

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第52頁

數(shù)值天氣預(yù)報(bào)

■例：天氣預(yù)報(bào)，與計(jì)算有什么關(guān)系？

■運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，通過數(shù)值計(jì)算進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)的方

法和相關(guān)的理論

■將已有的觀測值作為初值，通過求解大氣動力學(xué)

和熱力學(xué)方程組，從而客觀、定量地作出天氣預(yù)

報(bào)。

■1950年4月，ENIAC成功地作出世界上第一次正確

的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)。

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第53萬

地震波數(shù)據(jù)處理

■人工制造強(qiáng)烈的震動，在巖石中傳播的彈性遇著

巖層的分界面產(chǎn)生反射波或折射波；

■記錄返回地面的反射波或折射波；

■分析地震波在地層中傳播的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)信息,

根據(jù)波的傳播路線和時間，確定發(fā)生反射波或折

射波的巖層界面的埋藏深度和形狀，反推出地下

的巖層和巖性構(gòu)造。

■地震資料處理計(jì)算量大，處理周期長

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