1-计算机基础知识-计算机概述.ppt

1、杨 乃 中国地质大学（武汉）信息工程学院 2010年11月,计 算 机 导 论,姓名：杨 乃 TelQQ：365877330 Email:GISer_YN,自我介绍,大学新生计算机水平调查,你一般在哪里使用计算机？,A.家里 B.网吧 C.学校机房 D.其他,你使用计算机已经有多久了？,A.不到一年 B1-2年 C.3年及以上,这个暑假你一个星期能上网的时间是多少？,A.5个小时以下 B.5到10个小时之间 C.10个小时以上 D.几乎不上网,A.5个小时以下 B.5到10个小时之间 C.10个小时以上 D.几乎不上网,高中期间你一个星期能上网的时间是多少？,你会使用

2、下列哪些软件?,文字处理软件（如：word、wps等） 图形图像设计软件（如：photoshop等） 网页制作软件（如：DreamWeaver、FrontPage等） 动画设计软件（如：flash、3dmax等） 视频加工制作软件（如：会声会影等） 声音编辑软件（如：CoolEdit等） 程序设计软件（如C、java等） 其他,你会使用下列哪些软件?,A.有 B.没有,你是否参加过信息学奥林匹克（计算机）竞赛或数学竞赛或电脑作品制作大赛？,你上网经常做什么？,A. 聊天、交友 B.玩游戏 C.写博客 D.网上购物 E.收发电子邮件 F.阅读新闻 G.娱乐（如听音乐、看电影、看小说） H.查学习

3、资料,你上网时，常常：,A.一个人去 B.邀请同学、朋友一块去 C. 被同学、朋友邀请一块去,你会打字吗？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你对Windows操作系统的操作情况（如建立、删除目录，复制、修改、删除文件，资源管理器等）如何 ？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你会使用解压缩工具（如WinZip）吗？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你会安装、卸载应用程序吗？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你会进行网上资源检索吗？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你会使用博客Blog进行交流吗？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你会使用BBS、QQ等工具与他人交流吗？,A

4、.会 B.完全不会 C.会一点点,你会使用杀病毒软件吗？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你会使用电子邮件吗？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你会网上下载或上传文件（如FTP）吗？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你会使用IE浏览器吗？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你是否知道一些Internet网络基本概念（如IP地址、 DNS域名、网址、WWW、FTP、E-mail等）？ ？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你会Word的基本操作吗？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,你会使用媒体播放器(如Mediaplayer、Realplayer)吗？ ？,A.会 B.完全不

5、会 C.会一点点,你能解决计算机及上网过程中所遇到的问题吗？,A.会 B.完全不会 C.会一点点,咋学呢？,课前不需要预习 上课期间不要看书，认真听讲 不要毫无意义的记笔记 课后多查资料，多实践！,多实践！,学习计算机导论的目的与作用？,对于经常使用计算机的同学： 开阔视野，丰富知识，进一步提高计算机水平。,对于较少使用计算机的同学： 掌握基本知识，操作常用软件，缩小差距。,为将来的专业学习打下良好的基础。,学习计算机导论的目标？,理解计算机硬件结构与组成原理以及操作系统的一些重要概念； 了解程序设计、数据库、多媒体、计算机网络的基本概念和相关技术； 掌握计算机基本应用技能。,课堂纪律,手机关

6、掉或调为震动，上课期间严禁接打手机 保持安静，禁止聊天 不要迟到，迟到半小时当旷课处理 旷课和请假合计次数不能超过3次 ,考试,平时成绩（20%40%） 课堂纪律、回答问题、作业,考试成绩（60%80%） 知识掌握程度、学习认真程度,考试作弊按学校规定处理！,第1章 计算机基础知识,计算机概述,计算机概述,计算机是一种相对其能力而言比较便宜的工具，同一台机器能够做许多种不同的事： 算题（科学计算） 制作图案 处理文字 记录事实 控制其他机器 游戏 发送消息 识别语音,画图 帮助人进行决策 模拟世界上的事物 制作影视特技 帮助人进行设计 帮助人制定计划 ,问题：大多数机器只能做一类事，为什么计算

7、机能够做许多种不同的事？是不是计算机什么事都能做？,计算机概述,什么是计算机？,The computer is a fast, stupid machine,Have limited capabilities.,- George Beekman,Can only do basic mathematics and logical comparisons.,Must be instructed with programs what to do.,计算机概述,什么是计算机？,The computer is a fast, stupid machine,Have A computer is a stu

8、pid machine with the ability to do incredibly smart things, ,- Jamie Shiers,（计算机是一台笨拙的机器，具有从事令人难以置信的聪明工作的能力，.）,The computer is a fast, stupid machine,while computer programmers are smart people with the ability to do incredibly stupid things.,计算机概述,什么是计算机？,The computer is a fast, stupid machine,The

9、computer is a fast, stupid machine,- Jamie Shiers,（计算机程序员则是一些聪明的人，具有从事令人难以置信的笨拙工作的能力。 ）,计算机概述,什么是计算机？,The computer is a fast, stupid machine,The computer is a fast, stupid machine,They are, in short, a perfect match.,（简而言之，计算机与程序员实现了完美的配合。 ）,- Jamie Shiers,计算机概述,什么是计算机？,定义1：Computers are electronic

10、devices that can follow instructions to accept input, process the input and then produce information.,（计算机是能够依照指令来接受输入、处理输入和产生信息的电子设备。 ）,计算机概述,什么是计算机？,计算机概述,什么是计算机？,计算机是一种能对各种信息进行存储和快速处理的工具或电子机器。,对上述定义要强调两点：,计算机不仅是一个计算工具，而且还是一个信息处理机。,计算机不同于其它任何机器，它能存储程序，并按程序的引导自动存取和处理数据。,计算机概述,计算机发展史,1、早期的计算工具,手指：人们

11、习惯于十进制计数法与此有关。 结绳：结之多少，随物众寡。,计算机概述,计算机发展史,1、早期的计算工具,古巴比伦的粘土板（公元前4000年）：从公元前四五千年起，美索不达米亚两河流域苏美尔人在发明楔形文字的同时，也在泥板上刻下了人类最早的一批数字符号。,算筹：祖冲之的圆周率就是借助算筹计算出来的。 运筹帷幄之中，决胜千里之外。,计算机概述,计算机发展史,1、早期的计算工具,计算机概述,计算机发展史,1、早期的计算工具,算盘：从唐朝一直延续到现在，仍有人在使用。通过手动完成从低位到高位的数字传送，数字由算珠的数量表示，数位则由算珠的位置来确定。,计算机概述,计算机发展史,2、机械计算机：借助于各

12、种机械装置自动传送十进位，而机械装置的动力来自计算人员的手。,1621年，英国数学家奥垂德发明了圆形滑动计算尺。,对数计算尺，1621，英国,计算机概述,计算机发展史,2、机械计算机：借助于各种机械装置自动传送十进位，而机械装置的动力来自计算人员的手。,1642年法国帕斯卡利用齿轮技术制成了第一台加法(减法)机。,第一台机械式加法计算机，1642，法国,计算机概述,计算机发展史,2、机械计算机：借助于各种机械装置自动传送十进位，而机械装置的动力来自计算人员的手。,1670年德国莱布尼兹制造出能进行加减乘除的演算机。,计算机概述,计算机发展史,2、机械计算机：借助于各种机械装置自动传送十进位，而

13、机械装置的动力来自计算人员的手。,1822年英国巴贝奇设计了差分机（计算平方表和函数数值表），1834年他又提出分析机的设想。,计算机概述,计算机发展史,2、机电计算机：使用电力做动力，但计算机构本身还是机械的。,1888年美国霍勒瑞斯制造第一台机电式计算机(制表机)，用于人口普查卡片分类统计,计算机概述,计算机发展史,2、机电计算机：使用电力做动力，但计算机构本身还是机械的。,电动机械式计算机，1930，美国,计算机概述,计算机发展史,2、机电计算机：使用电力做动力，但计算机构本身还是机械的。,1938年德国朱斯制造了第一台采用二进制数的全自动可编程机电式计算机。,计算机概述,计算机发展史,

14、2、机电计算机：使用电力做动力，但计算机构本身还是机械的。,1941年，德国工程师朱斯研制成功全部采用继电器的计算机Z-3 ，这是世界上第一台完全由程序控制的机电计算机。,Z-3型计算机，1941，德国,计算机概述,计算机发展史,2、机电计算机：使用电力做动力，但计算机构本身还是机械的。,美国艾肯提出、IBM 公司生产的自动序列控制演算器(Mark I)于1944年正式在哈佛大学投入运行。,计算机概述,计算机发展史,3、电子计算机：又称为“通用电子数字计算机”,利用电子管、晶体管、集成电路等器件制作。,Alan Turing（19121954）1936年上研究生时发表的一篇论文中提出了图灵机（

15、Turing Machine），奠定了计算机的理论基础。,计算机概述,计算机发展史,3、电子计算机：又称为“通用电子数字计算机”,利用电子管、晶体管、集成电路等器件制作。,第二次世界大战中，Turing 领导的小组制造出了破译德军 Enigma 密码的计算机，并成功地完成了任务。,计算机概述,计算机发展史,3、电子计算机：又称为“通用电子数字计算机”,利用电子管、晶体管、集成电路等器件制作。,Turing 与 Church 合作给出了数学证明，断言未来计算机能够象人那样具有思维能力（因而汉语中有了“电脑”）。,计算机概述,计算机发展史,3、电子计算机：又称为“通用电子数字计算机”,利用电子管、

16、晶体管、集成电路等器件制作。,计算机学科的最高荣誉是 ACM（美国计算机学会）图灵奖。,计算机概述,计算机发展史,3、电子计算机：又称为“通用电子数字计算机”,利用电子管、晶体管、集成电路等器件制作。,1946年2月,美国宾夕法尼亚大学物理学家莫克利和工程师埃克特为首的数十人共同开发了世界上第一台通用数字电子计算机(ENIAC)。,计算机概述,计算机发展史,第一台电子计算机ENIAC，1946，美国,Electronic Numerical Integrator And Calculator 简称ENIAC，译为电子数字积分机和计算机,电子管:18000只 电阻:70000个 电容:10000

17、只 继电器:1500个 耗电:150kW/h 占地:170m2 重量:30吨 速度:5000次/秒,计算机概述,计算机发展史,3、电子计算机：现在所谓的计算机就是电子数字计算机。,ENIAC的主要任务是分析炮弹轨迹。当ENIAC公开展出时，一条炮弹的轨道用20s 就能算出来，比炮弹本身的飞行速度还快。,计算机概述,计算机发展史,3、电子计算机,1946年，John von Neumann（19031957）发表了第一篇关于电子计算机程序存储的论文，描述了如何用（可被存储、读出和执行的）数字来表示逻辑操作（程序）。至今，大多数计算机采用的都是 von Neumann 体系结构（von Neuma

18、nn architecture） 。,计算机概述,计算机发展史,3、电子计算机,Grace Hopper于1943年参加美国海军，并参与了Mark 1的研制工作；1946年为UNIVAC 1开发了第一个高级语言编译程序；1959年开发了第一个面向商业信息处理的语言COBOL的编译程序；于1973年和1985年分别晋升为美国海军上校与海军少将。,计算机概述,计算机发展史,3、电子计算机,Hopper 是第一位发现并排除了程序错误（bugs）的人。此后，人们把发现和排除程序错误的过程称为 debugging，把这样的软件工具称为 debuger。,计算机概述,计算机发展阶段,计算机概述,计算机发展

19、阶段,第五代计算机（新一代计算机）,计算机概述,计算机发展趋势,计算机概述,计算机发展趋势,巨型化,计算机概述,计算机发展趋势,微型化,网络化,计算机概述,计算机发展趋势,智能化,计算机概述,计算机发展趋势,未来计算机展望：,（1）神经网络计算机：神经元,（2）生物计算机：生物芯片,（3）光子计算机：光子代替电子,计算机概述,我国计算机发展简史,1956年8月，成立了以著名数学家华罗庚教授为主任的中国科学院计算技术研究所筹备委员会。,1958年8月1日，我国第一台通用小型计算机103机研制成功，仿制前苏联的M-3小型机。,1959年10月1日，我国第一台大型通用计算机104机研制成功，仿制前苏

20、联的BCM大型机。,1960年，我国第一台自行设计的计算机107机研制成功，运算速度为250次每秒。,1964年，我国第一台自行设计的大型通用计算机119机研制成功，浮点运算速度为5万次每秒。,计算机概述,我国计算机发展简史,1965年4月，我国第一台自行设计的晶体管计算机441-B通过国家鉴定，运算速度为1.2万次每秒浮点运算。,1967年9月，大型通用晶体管计算机109丙研制成功，浮点运算速度为11.5万次每秒。,1972年正式交付使用的111计算机，采用小规模集成电路。,1973年8月，集成电路计算机150机研制成功。,1985年，研制成功与IBM PC机兼容的长城0520CH微机。,1

21、983年11月，研制成功我国第一台大型向量机-757机。,计算机概述,我国计算机发展简史,103机,119机,109机,长城0520,计算机概述,我国计算机发展简史,1983年11月，运算速度为1亿次每秒的向量巨型计算机银河-在国防科技大学研制成功。,1992年11月，研制成功10亿次每秒的银河-。,1997年6月，研制成功130亿次每秒的银河-。,2009年10月，研制成功峰值性能每秒4700万亿次、持续性能每秒2507万亿次的天河1号。,计算机概述,我国计算机发展简史,曙光“星云”由曙光公司天津产业基地研制生产，作为曙光6000千万亿次高效能计算机系统两大分区之一的服务分区，其系统峰值为每

22、秒3000万亿次，实测性能达到每秒1271万亿次，是中国第一台、世界第三台实测双精度浮点计算超过千万亿次的超级计算机。在2010年5月31日发布的第35届全球超级计算机500强排名中，名列第二位。,计算机概述,我国计算机发展简史,1993年10月，中科院计算所研制成功曙光一号计算机。,1995年以后，研制成功曙光1000/2000/3000/4000A。,2008年6月，超级计算机曙光5000A研制成功，使用了6600颗AMD巴塞罗那型4核处理器，峰值运算速度达到每秒230万亿次，世界高性能计算机排名第十。,曙光4000L,曙光5000A,计算机概述,我国计算机发展简史,2000年8月，由我国

23、自主研发的峰值运算速度达到每秒3840亿浮点结果的高性能计算机神威投入商业运营。,计算机概述,我国超级计算机谱系表,国防科技大学计算机研究所“银河”系列 银河 1983.12 1亿次 银河 1993 十亿次 银河 1997 百亿次(130亿次) 银河 2000 1万亿次 银河 在研(军用) ?亿次 天河一号 2009.10 千万亿次,计算机概述,我国超级计算机谱系表,中科院计算技术研究所“曙光”系列 曙光一号 1993.10 6.4亿次 曙光1000 1995.05 25亿次 曙光1000A 1996.04 32亿次 曙光2000 1998.12 200亿次 曙光2000 1999 1100亿

24、次 曙光3000 2000 4032亿次 曙光4000L 2003 4.2万亿次 曙光4000A 2004 11万亿次 曙光4000H 2005 4万亿次(生物信息处理的应用专用计算机) 曙光5000A”魔方”2008 230万亿次 曙光6000A在研 1000万亿次(国产的八核龙芯),计算机概述,我国超级计算机谱系表,国家并行计算机工程技术中心“神威”系列 神威 1999 3840亿次 神威3000A 2007 18万亿次 神威- 在研 300万亿次(军用),联想集团“深腾”系列 深腾1800 2002 1万亿次 深腾6800 2003.12 5.3 万亿次 深腾7000 2008 106.

25、5万亿次 深腾X 在研 1000 万亿次,计算机概述,我国超级计算机谱系表,计算机概述,我国超级计算机谱系表,计算机概述,我国超级计算机谱系表,参考网址： ,计算机概述,我国计算机发展简史,2002年9月，我国首枚具有自主知识产权的高性能通用CPU芯片龙芯1号通过鉴定。,2006年9月，增强型龙芯2号龙芯2E通过鉴定，主频最高达到1GHz，定点运算速度达到每秒20亿次。,2007年5月2日，性能更优的龙芯2F开始流片。,计算机概述,人类进化与计算机,计算机概述,计算机的特点,1.运算速度快(每秒数万亿次),2.计算精度高(理论上不受限制),3.存储能力强(中等规模图书馆),4.具有逻辑判断能力

26、 (算术运算、逻辑运算、判断比较),5.具有自动执行能力(无需人工干预),计算机概述,计算机的分类,1、按计算机用途分：,通用计算机：为了能够解决各种问题，具有较强的通用性而设计的计算机。 它具有一定的运算速度和存储容量，带有通用的外设，配备各种系统软件和应用软件。,专用计算机：为了解决一个或一类特定问题而专门设计的计算机。 其软硬件的配置依据解决问题的需要而定。,计算机概述,计算机的分类,2、按处理对象分：,数字式电子计算机：处理非连续变化的数据，这些数据在时间上是离散的。 其基本运算部件是数字逻辑电路。,三大优点： 1、以数字化形式表示字符、声音、图形等各种信息，便于各种存储器存储，可以做

27、到很大的存储容量； 2、有较大的数值范围，即有较高的精度； 3、除了能进行数值计算还能进行逻辑处理，赋予计算机思维判断能力。,计算机概述,计算机的分类,2、按处理对象分：,模拟式电子计算机：处理连续变化的数据，这些数据在时间上是连续的。 其基本运算部件是由运算放大器构成的微分器、积分器和通用函数运算器等组成。解题速度快，精度不高，数据不易存储，通用性差，一般用于解微分方程或自动控制系统设计中的参数模拟。,混合式电子计算机：可处理数字量和模拟量,计算机概述,计算机的分类,3、按规模和处理能力分类(IEEE) ：,巨型机：超级计算机,功能最强,价格最贵。,小巨型机：与巨型机相比，价格大幅降低。,大

28、型机：主机，具有很强的管理和处理数据的能力，在大企业、银行等单位使用。,计算机概述,计算机的分类,3、按规模和处理能力分类(IEEE) ：,小型机：中小企业，VAX-II, DJS-2000。,工作站：高档微机，具有很强的图形处理能力，应用于计算机辅助设计，Sun工作站。,个人计算机： IBM PC，Apple,计算机概述,计算机的应用领域,1、科学计算或数值计算,利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。 实际问题数学模型计算量大。,2、数据处理或信息处理,指对数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、检索和传播等一系列活动的统称。与科学计算不同，涉及数据量大，计算方法简单

29、，科学计算数据量不大但计算过程复杂。 信息时代海量数据的管理和有效利用。,计算机概述,计算机的应用领域,3、过程控制或实时控制,利用计算机及时采集检测数据，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。 无人自动化工厂。,4、计算机辅助技术,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（集成CAD+CAM） 计算机辅助教学：CAI,计算机概述,计算机的应用领域,5、人工智能,利用计算机模拟或部分模拟人的智能活动，如感知、判断、理解、学习、图像识别等。 实用技术：智能机器人、专家系统,6、通信网络,Internet网上银行、网上订票 网上教学、网上医疗 网上税收、网上出版,计算机概述,著名的计算机公司,成立于1968年，名字取自两个英文单词Integrated和 Electronic的组合，中文翻译成英特尔。 1971年，推出了世界上第一枚微处理器4004。 1978年后，陆