计算机基础教程1-2.ppt

计算机应用基础 任课教师 尹德辉联系电mail ydhdkhy 作业Email ydh168666 教学内容 本课程主要介绍计算机应用基础的基本内容 重点介绍计算机基本知识 WORD论文写作 EXCEL图表制作 POWERPOINT演示文稿 多媒体技术 计算机网络 INTERNET等部份内容2 医学图像处理 包括图像处理软件PHOTOSHOP的使用 教学内容 计算机基本知识2学时尹德辉中文处理软件Word的基本操作4学时尹德辉Excel基本操作 数据管理和统计4学时尹德辉POWERPOINT的基本操作4学时尹德辉计算机网络知识2学时潘虹医学图像处理及Photoshop基本操作18学时曹高飞 计算机和计算机应用 第一章计算机系统 第一单元 第一台电子计算机 ENIAC 1946年2月 世界上第一台计算机于美国宾州大学诞生 取名 电子数字积分计算机 ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator 简称 ENIAC 埃尼亚克 运行速度 电子设备 18000个电子管 10000只电容 重量 30吨 功率 150千瓦 速度5000次 秒 1946年2月世界上第一台计算机ENIAC 电子计算机之父 冯 诺伊曼 1933年 冯 诺依曼与爱因斯坦一起被聘为普林斯顿大学高等研究院的第一批终身教授 虽然电脑界普遍认为冯 诺依曼是 电子计算机之父 数学史界却坚持说 冯 诺依曼是20世纪最伟大的数学家之一 他在遍历理论 拓扑群理论等方面做出了开创性的工作 算子代数甚至被命名为 冯 诺依曼代数 物理学界表示 冯 诺依曼在20世纪30年代撰写的 量子力学的数学基础 已经被证明对原子物理学的发展有极其重要的价值 而经济学界则反复强调 冯 诺依曼建立的经济增长横型体系 特别是20世纪40年代出版的著作 博弈论和经济行为 为他在经济学和决策科学领域竖起了一块丰碑 1944年7月 美籍匈牙利科学家冯 诺依曼博士 图1 1 2 在莫尔电气工程学院参观了正在组装的ENIAC计算机后 他构思一个更完整的计算机体系方案 1946年 他撰写了一份 关于电子计算机逻辑结构初探 的报告 该报告描述了新机器的逻辑系统和结构 首先提出了在电子计算机中存储程序的全新概念 奠定了存储程序式计算机的理论基础 确立了现代计算机的体系结构 这份报告是人类计算机发展史上的一个重要的里程碑 根据冯 诺依曼提出的改进方案 科学家们不久便研制出了人类第一台具有存储程序功能的计算机 EDVAC 关键性的改进及冯 诺伊曼的最初构思和设计 计算机中的信息表示都采用二进制 存储程序概念 计算机按程序自动执行 计算机由五大部分组成 运算器 控制器 存储器 输入和输出设备 EDVAC计算机的问世 使冯 诺依曼提出的存储程序的思想和结构设计方案成为了现实 并奠定了计算机的冯 诺依曼结构形式 现代计算机之所以能自动地连续进行数据处理 主要是因为具有存储程序的功能 存储程序是计算机工作的重要原理 是计算机能进行自动处理的基础 巨型化 所谓巨型化 是指运算速度更快 存储容量更大和功能更强的超大型计算机 主要应用于大型科学计算 巨型机的运算速度可达每秒千亿次 亿亿次甚至更高 其海量存储能力可以轻而易举地存储一个大型图书馆的全部信息 随着计算机技术的不断发展 电子器件的集成度将越来越高 功能会越来越强 微型化微型化是指计算机更加小巧灵便 如 笔记本电脑 掌上电脑 膝上型 书本型等微型化个人电脑将不断涌现 越来越受到人们的欢迎和青睐 1 1 3计算机的发展 网络化网络化是指将不同地方 不同区域 不同种类的计算机连接起来 实现信息共享 使人们更加方便地进行信息交流 智能化智能化是指计算机够像人一样可以 看 说 听 想 和 做 1 1 3计算机的发展 1 1 4计算机的发展展望 1 量子计算机量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算 存储及处理的量子物理设备 现在的电子元件用电位的高低来表示0和1以进行存储和计算 而量子元件通过控制粒子波动的相位来实现输出信号的强弱和有无 量子元件的使用将使计算机的工作速度大大提高 可提高约1000倍 功耗大大减少 可减少约1000倍左右 电路大大简化且不易发热 体积大大缩小 1 1 4计算机的发展展望 关于量子计算机的想法 是在1994年以后才引起人们关注的 此时美国电话电报公司贝尔实验室的一位科学家提出使用量子计算机可轻而易举地进行周数分解 比现行计算机要快得多 1 1 4计算机的发展展望 2 神经网络计算机神经网络计算机是模仿人的大脑的判断能力和适应能力 并具有可并行处理多种数据功能的计算机 具有处理零碎 含糊不清的信息的灵活性 3 化学 生物计算机 在运行机理上 化学计算机以化学制品中的微观碳分子作信息载体 来实现信息的传输与储存 因此 它具有更小的体积 更快的运算速度和强大的计算能力 其信息传输速度可能比人脑思维速度还要快若干倍 具有十分广阔的发展前景 3 化学 生物计算机 生物芯片英国 自然 杂志报道 英国剑桥大学研究发现了 生物电路 一些蛋白质的主要功能不是构成生物的某些结构 而是用于传输和处理信息 他们对一种细菌中的蛋白质进行研究发现 细菌内部存在着由蛋白质构成的信息处理网络 可根据分子密度和形状等变化传递和处理信息 并根据接收到的信息而驱使细菌游向营养物质所在的地方 现今科学家已研制出许多种生物计算机的主要部件 生物芯片 例 合成蛋白芯片 血红素芯片 赖氨酸芯片等 3 化学 生物计算机 DNA计算机1995年 来自各国的200多位有关专家共同探讨了DNA 脱氧核糖核酸 计算机的可行性 认为DNA分子在酶的作用下可以从某基因代码通过生物化学的反应转变为另一种基因代码 转变前的基因代码可以作为输入数据 反应后的基因代码可以作为运算结果 利用这一过程可以制成新型的生物计算机 麦迪逊威斯康新大学的研究人员 利用人工合成的DNA链状结构制造出一台DNA计算机 并且很巧妙地让它来解决一些相对复杂的运算问题 4 光子计算机 光子计算机是用光子代替半导体芯片中的电子 以光互联来代替导线制成数字计算机 光计算机的目标是充分利用光的特性 两束光要发生干涉 必须频率相同 振动方向一致和有不变的初始位相差 因此 同一根光导纤维中能同时传输许许多多波长不同或波长相同而振动方向不同的光波 它们之间不会发生干涉 光计算机和电子计算机不同的是 光计算机是 光 导计算机 光在光介质中传输不存在寄生电阻 电容和电感问题 因此光计算机的信息在传输中失真小 光器件的开关速度比电子器件快得多 信息运算速度更高 4 光计算机 美国国家航空航天局的工程师对待光学部件非常认真 其目标是在2010年能研制出每秒可以进行成千上亿次计算的大规模并行计算机 美国科学家认为 这种机器必须采用光计算 光计算机必将成为很有发展前途 应用领域极广的计算机 2 我国计算机发展历程简介 我国的计算机事业创始于20世纪50年代中期 我国的计算机事业发展过程中一些重大事件1958年 我国第一个计算技术研究所 中国科学院计算机技术研究所正式建立 同年 我国第一台电子数字计算机103机研制成功 1974年 研制成功DJS系列小型计算机 1983年 757大型计算机和1亿次的银河巨型计算机先后问世 1985年6月 我国成功地研制出第一台PC机 长城 2 我国计算机发展历程简介 1992年 国防科技大学研制成功银河 型巨型机 10亿次 秒 2003年推出百万亿次的 曙光4000L 型超级巨型机 2005年研制成功我国具有自主知识产权的微型计算机芯片 龙芯 1 4计算机的信息表示方法 1 4 1数字化信息编码的概念计算机中的所有电子器件都采用具有两个稳定状态的二值电路表示二进制 采用二进制有如下优点 二进制代码在物理上容易实现 如电源的开关 电磁的导通或截止等 二进制数编码 运算规则简单二进制代码可进行逻辑运算 7 2 计算机中字符的编码如 A 01000001 i 01101001 00100111用哪个二进串表示哪个字符 有何规则 答 编码规则 ASCII码 P29表2 1 1美国信息交换标准代码 AmericanStandardCodeforInformationInterchange ASCII码 后被国际标准化组织ISO采用 美国标准信息代码 ASCII ASCII码基本字符集包括了128个字符 采用7位编码 00000000 01111111 最高位为0 共8位 在内存中存储占一个字节 编码规律 例 a z 97 122 A Z 65 90 0 9 48 57规律 空格 标点符号 数字 大写字母 小写字母另 ASCII码表中也有不可显示不可打印字符 对应十进制值为0 32 例 从键盘上按键输入 CHINA 的字串 传送进计算机的是 01000011 01001000 01001001 01001110 01000001 3 计算机中汉字的编码汉字在内存中存储二进制编码形式 机内码国标GB2312 80 汉字交换码 共收收集汉字 字母 图形等符号7445个 其中汉字共有6763个 按94行 94列排成一张表 相关内容 区位码 汉字 符号等在国标GB2312 80大码表中排列的行 区号 列 位 十进制编号 如 啊 的区位码为 1601 国标码