《計算機導論》第1章-認識計算機

《計算機導論》課程

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課件制作中參考了包括《計算機導論》唐良榮，唐建湘，范豐仙，易

建勛（清華大學出版社八《Python程序設計與實現(xiàn)》馮林（高等教育

出版社）在內(nèi)的教材及課件資料，在此一并表示感謝。

課件中部分圖片來自因特網(wǎng)公開技術資料片版權屬于原作者，感謝

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游曉明2016年9月

《計算機導論認識計算機》

第1章認識計算機

1.1計算機的發(fā)展1.3.1計算機技術基本特征

1.2計算機的類型1.3.2計算機主要人機界面

13計算機性能及應用1.3.3計算機主要技術指標

1.4計算機工作原理1.3.4計算機應用領域

第3頁共200頁

13.1計算機技術基本特征

1.計算機硬件高速運算的特點

?計算機相對能力而言比較便宜，而且功能強大。

?計算機極大地提高了工作效率，把人們從腦力勞動中解放出來。71

【例1-1】計算機TT值計算。3.141

?1874年,山克斯將TT值計算到小數(shù)點后707位,花費15年時間。

?1949年,J.W.Wrench用計算機算出IT的2037個小數(shù)位,只用了70小時；5926535

?1954年，IBMNORC計算機用13分鐘,算出了IT的3089個小數(shù)位；8979323846

?1973年,JeanGuilloud用計算機發(fā)現(xiàn)了TT的第100萬個小數(shù)位;2643383279502

8841971693993751

?1989年，IBM-3090/VF巨型計算機計算出IT值小數(shù)點后4.8億位；

?2010年,雅虎公司用1000臺計算機，歷時23天，將圓周率計算到小數(shù)點后2000萬億位；

?2011年，日本56歲的藤茂用組裝的計算機，花一年時間,將圓周率計算到小數(shù)點后10萬億位。

?由TT值計算可以看到，計算機解決問題的速度越來越快。

第4頁共200頁

13.1計算機技術基本特征

2008年，Google公司每天的數(shù)據(jù)處理量達到了20PB。

?對4000臺計算機上1PB數(shù)據(jù)（存儲在48000個硬盤上）進行排序處理，處理時間是6小時零2分鐘。

1.3.1計算機技術基本特征

?越來越多的企業(yè)和行業(yè)依靠軟件運行，并提供在線服務。

?軟件正在占領全世界。

13.1計算機技術基本特征

3、計算機軟件的特征

?計算機軟件正在成為世界舞臺上最重要的技術之一。

?從專業(yè)角度看，軟件包括程序和程序運行中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)和信息；

?從用戶角度看，計算機軟件是可以改善工作和生活質(zhì)量的信息。

第7頁共200頁

13.1計算機技術基本特征

?一些軟件產(chǎn)品在逐漸演化為某種服務，如各種網(wǎng)絡在線服務等。

”.聯(lián)網(wǎng)訪客

1.3.1計算機技術基本特征

?在軟件驅(qū)動下，人們的工作和生活多方面引起了革命性的變化。

《計算機導論認識計算機》

第1章認識計算機

計算機的發(fā)展

1.11.3.1計算機技術基本特征

1.2計算機的類型1.3.2計算機主要人機界面

13計算機性能及應用1.3.3計算機主要技術指標

1.4計算機工作原理1.3.4計算機應用領域

第10頁共200頁

13.2計算機主要人機界面

13.2計算機主要人機界面

13.2計算機主要人機界面

2、命令行人機界面

?1960年代，采用鍵盤、顯示器為數(shù)據(jù)輸出設備。

?1970年代，命令行人機操作界面，不支持鼠標操作。

Windows命令行Linux命令行13200

13.2計算機主要人機界面

3、形用戶界面

1980年代以后，非專業(yè)人員成為了計算機用戶主體。

在圖形用戶界面中，鼠標和顯示器是主要操作設備。

界面組成：桌面,口，標簽，圖標，菜單，按鈕等元素；

界面操作：鼠標點擊，移動，拖曳等方法。

觸摸屏：安裝在液晶顯示器表面的定位操作設備。

工作原理：檢測用戶觸摸位置，并將檢測信號發(fā)送到觸摸屏控制器，并將它轉(zhuǎn)換成

觸點坐標。

第14頁共200頁

13.2計算機主要人機界面

【案例】1984年,蘋果公司Macintosh計算機圖形用戶界面

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第15頁共200頁

13.2計算機主要人機界面

【案例】1986年,X-WindowSystem囹口系統(tǒng)發(fā)布

WorioctGuidebook

蘋果機X-Window窗口

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13.2計算機主要人機界面

【案例】1992年，微軟公司發(fā)布的Windows3.1

fileOptionsWindowHelp

Minesweeper

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第17頁共200頁

132計算機主要人機界面電子電氣工程學院

【案例】目前流行的觸摸屏圖形用戶界面

13.2計算機主要人機界面電子電氣工程學院

4、多媒體人機界面

【擴展】顯示技術

激光成像顯示

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可變形LED顯示器

透明坡璃顯示器

13.2計算機主要人機界面電子電氣工程學院

【擴展】顯示技術

13.2計算機主要人機界面電子電氣工程學院

【擴展】顯示技術

投影云計算機

13.2計算機主要人機界面電子電氣工程學院

13.2計算機主要人機界面電子電氣工程學院

?【擴展A】虛擬現(xiàn)實技術

1.3.2計算機主要人機界面電子電氣工程學院

13.2計算機主要人機界面電子電氣工程學院

【擴展B】智能感知技術

第25頁共200頁

13.2計算機主要人機界面電子電氣工程學院

【擴展C】穿戴式計算機

13.2計算機主要人機界面電子電氣工程學院

【擴展C】穿戴式計算機

中國仃款民用穿戴式電腦主機撲學，時曲K位.1?機內(nèi)力

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第27頁共200頁

13.2計算機主要人機界面電子電氣工程學院

《計算機導論認識計算機》電子電氣工程學院

第1章認識計算機

。

1.1計算機的發(fā)展1.3.1計算機技術基本特征

。

1.2計算機的類型1.3.2計算機主要人機界面

。

13計算機性能及應用1.3.3計算機主要技術指標

1.4計算機工作原理1.3.4計算機應用領域

第29頁共200頁

133計算機主要技術指標電子電氣工程學院

?計算機主要技術指標：性能、功能.可靠性,兼容性。

1、性能指標

?性能主要取決于速度與容量。

?計算機的性能可以通過基準測試軟件進行測試。

13.3計算機主要技術指標電子電氣工程學院

(1)時鐘頻率

?時鐘頻率是單位時間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，單位為Hz。

?1Hz二1秒鐘1個脈沖信號或1個信號周期，lGHz=l秒鐘10億個信號。

【例】3GHz的4核CPU,理論上1秒鐘可以做30億x4=120億次運算。

?時鐘頻率越高，計算機運行速度越快。CrystalDiskMark3.0.1x64——39

文件(F)tfWI(E)主額I)碌助(H)language

I—||5~y][16oOMBv-j|c：31%(33/106GB)~v|

(2)內(nèi)存容量Read[MB/s]Write[MB/s]

?內(nèi)存容量越大，軟件運行速度越快?！?4613255.1

*,42.93909

(3)外部設備配置

?如硬盤容量、硬盤接口類型、顯示器分辨率等?！觥?2.47-9.857

°短28.698.396

固態(tài)硬盤讀寫測試

第31頁共200頁

13.3計算機主要技術指標電子電氣工程學院

2、功能指標

?計算機的功能指它提供服務的類型。

?硬件設備提供實現(xiàn)功能的基本環(huán)境，計算機的功能主要由軟件實現(xiàn)。

3、兼容性指標

?硬件兼容性指不同硬件在同一操作系統(tǒng)下運行性能的好壞。

?計算機硬件和軟件產(chǎn)品都遵循〃向下兼容〃的設計原則。

?硬件兼容性不好，可通過驅(qū)動程序或補丁程序來解決問題；

?軟件兼容性不好，可通過軟件修正包或產(chǎn)品升級解決問題。

第32頁共200頁

13.3計算機主要技術指標電子電氣工程學院

4、可靠性指標

?計算機在規(guī)定工作環(huán)境下和惡劣工作環(huán)境下穩(wěn)定運行的能力。

?可靠性個人用戶很難測試，只能通過工藝，材料，廠商信譽等衡量。

可靠性測試

振動測試

測Ji式內(nèi)容測Ji式標準I濺嵯果

6面4角V

被動蛔（隨機）3軸每軸30分鐘7

USB插拔5,000次（滿足正常5年使用）V

SIM卡插凌1,000次V

100Q00次7

7cm於跌10,000次V

擠壓測試正反25KGV

扭曲就20N500次V

ESD抗靜電測試空氣樨+/8KV

《計算機導論認識計算機》電子電氣工程學院

第1章認識計算機

計算機的發(fā)展

1.11.3.1計算機技術基本特征

1.2計算機的類型1.3.2計算機主要人機界面

13計算機性能及應用1.3.3計算機主要技術指標

1.4計算機工作原理1.3.4計算機應用領域

第34頁共200頁

13.4計算機基本應用領域電子電氣工程學院

輔助設計與

科學計算輔助制造

數(shù)據(jù)處理計算機網(wǎng)絡

過程控制

1.3.4

?物聯(lián)網(wǎng)技術應用

13.4現(xiàn)代計算機應用領域電子電氣工程學院

運營車隔動態(tài)窗控管理系抉

光纖同界系統(tǒng)

總陶添油糖茶就道地中藥材質(zhì)■追溯系統(tǒng)

水筑源監(jiān)控系統(tǒng)

網(wǎng)絡信息安全審計系爆

肉耗類食品海瀛管理

取業(yè)益康監(jiān)管系豌■智能安防

智能物流

U貨倉制物流

數(shù)字化廿畿城市K理系統(tǒng)蟠產(chǎn)

智能工業(yè)

敬學農(nóng)村督理系猊

全壽命網(wǎng)明倉儲物濠信息化系統(tǒng)安全生產(chǎn)笳管發(fā)膜及應急救援平臺

13.4現(xiàn)代計算機應用領域電子電氣工程學院

?；愤\輸安全物聯(lián)網(wǎng)云計算中心

13.4現(xiàn)代計算機應用領域電子電氣工程學院

'軫（（（：?）

SATELLITE"

COMMUNICAIIONS

TVRAeSTRIAL

BROADCAST

Intermodal

MOBILECommunications

Navigation

Vehicle-td^VehicleInformation

IWLAN?

/Adaptive

Cruisedbntrol

?6T8I2008FleetManagement

Mig網(wǎng)PCPOPCOM9頁共200頁

13.4現(xiàn)代計算機應用領域電子電氣工程學院

?云計算技術發(fā)展

?云計算將轉(zhuǎn)變IT的服務方式和用戶使用習慣

13.4現(xiàn)代計算機應用領域電子電氣工程學院

今用戶桌面破剝離至后臺

0用戶云終端開機主動喚起虛擬機提供運算服務

服

今運算結(jié)果通過網(wǎng)絡，高效傳輸至云終端務

器

今用戶端僅僅是信息的錄入與顯示窗口A

服

TCP面虛擬

化軟件務

器

云終端B

DMS管理中心

服

務

器

C

SAICOVMS服務器虛擬化軟件

虛擬桌面服務器集群

13.4現(xiàn)代計算機應用領域電子電氣工程學院

物流

?遠程監(jiān)控智蓋家庭&

?三表遠抄

?家庭遠程醫(yī)療

移動商務63

?移動支付（酒吧、購

物、超市等）智能交通

?移動票另（電影、火數(shù)字城管

車、汽車等j

?移動一卡通?環(huán)境監(jiān)控

?市政管理

?遠程51a燈控制

?城市車輛出入控制

?橋梁、河流監(jiān)控

?TIS-交通控制

?停車付費管理

?互動式汽車導航