第一计算机及信息技术概述PPT课件

1、课程教学内容和学时分配 第1章 计算机及信息技术概述（2学时） 计算机的发展历史、计算机定义、分类、计算机软硬件基本组成及计算机的应用。 第2章 计算机及信息基础（4学时） 二进制运算、数制转换、整数的原码、反码和补码, 计算机中的数据单位、信息编码（ASCII码和汉字编码的基本知识）。第1页/共32页 第3章 计算机硬件体系结构（6学时） 计算机的硬件五个基本组成部分、CPU、控制器、运算器的组成与功能、主板的功能及特点, 内存的工作原理、分类及特点、总线的定义及分类、系统总线与外部总线的标准、接口的组成与功能, 软盘、硬盘、光盘的特点及工作原理、常用输入输出设备、指令、指令系统及指令的执行

2、过程、硬件性能指标，熟悉和掌握微型机硬件方面的有关知识。 第2页/共32页 第4章 计算机操作系统（2学时） 41操作系统概念及构成 48 典型操作系统介绍 4.2-4.7只做概念的简要介绍 第5章 计算机软件技术基础（2学时） 51 计算机软件系统 软件的概念与特点、软件的分类 52 程序设计语言 程序设计语言的分类及特点、程序设计语言的构成 其余小节略 第3页/共32页 第6章 数据库技术（2学时） 数据库、数据库系统、数据库管理系统基本概念、常见的数据库管理系统、数据模型、关系数据库设计、数据库在管理信息系统中的应用。重点掌握数据库、数据库系统、数据库管理系统、数据模型等相关概念、了解关

3、系数据库的设计方法。 第7章 多媒体技术（4学时） 媒体的分类、多媒体的及多媒体技术的定义及特点、多媒体硬件、软件、音频信号的数字化及音频文件格式，图像与图形的区别、图像信息的数字化、属性、文件格式等、动画与视频信息、多媒体数据压缩的概念、压缩的必要性及可能性及主要压缩标准。 第4页/共32页 第8章 计算机网络技术（6学时） 计算机网络概述（网络分类、网络设备、拓扑结构）、计算机网络体系结构、计算机网络的通信介质，计算机网络服务器、客户机、网卡、交换机、路由器特点及功能、网络软件，IP地址、Internet接入方式及服务。 第9章 信息安全与社会责任（2学时） 信息安全技术、网络安全、黑客与

4、黑客工具、网络攻击、防火墙概念与分类、计算机病毒。重点掌握网络安全、网络黑客、防火墙、计算机病毒的概念及定义。 第5页/共32页实验教学安排 实验1、2、4、5、7属于验证性实验 实验3、6、8、9、10属于设计性实验 实验3和6必做，8和9根据自己的兴趣选一个必做，另一个选作，10选作 实验11不安排时间做，自行安排 设计性实验需要填写实验报告，学期末以班为单位统一上交实验指导老师第6页/共32页第一章 计算机及信息技术概述 本章首先从计算工具的发展开始，介绍计算机的历史和类型，计算机在现代社会中的一些典型应用，以及计算机的未来发展趋势；计算机学科概要及计算机系统的硬件和软件系统构成；最后介

5、绍信息技术的基础知识。第7页/共32页 计算机发展历史上的重要人物和思想 人们发明电子数字计算机的初衷是用来进行科学计算，但现代计算机的功能早已不再只是“计算”，而扩大到可以处理加工数字、文字、图形、图像、声音等各种形式的数据。 人类从远古时代就产生了计算的需要。钟表业，特别是齿轮传动装置技术的发展，诞生了最早的机械式计算机。 第8页/共32页 法国物理学家帕斯卡(1623-1662)在 1642年发明了第一台机械式加法机。该机由齿轮组成，靠发条驱动，用专用的铁笔来拨动转轮以输入数字。 当时，19岁的帕斯卡为了帮助父亲计算税款，开始研究机械计算装置，最后制成了手摇驱动的齿轮进位式计算器，可完成

6、六位数字的加减法。 第9页/共32页 1673年，德国数学家莱布尼茨发明了机械式乘除法器。基本原理继承于帕斯卡的加法机，也是由一系列齿轮组成，但多了一个叫“步进轮”的装置，它能够连续重复地做加减法，从而实现了乘除运算。 第10页/共32页 1822年，英国数学家巴贝奇Babbage历经10年努力终于发明了“差分机”。它有3个齿轮式寄存器，可以保存3个5位数字，计算精度可以达到6位小数。 巴贝奇试图发明功能更好的通用计算机分析机，但最终失败。 英国女数学家阿达 (1815-1852)是巴贝奇的合作伙伴。她用穿孔卡片设计了世界上“第一件计算机程序”。她还建议分析机用二进制存储。预言分析机能唱歌、绘

7、画。英国诗人拜伦的女儿第11页/共32页图灵机：这个在当时看来是纸上谈兵的简单机器，隐含了现代计算机中“存储程序”的基本思想。半个世纪以来，数学家们提出的各种各样的计算模型都被证明是和图灵机等价的。 英国科学家阿兰图灵(理论计算机的奠基人1912-1954) 控制器（含运算功能）可在纸带上左右移动的读写头，用于读写数据(输入输出设备)可无限延伸的纸带。用于存储程序和数据（存储器）姚期智：2000年首位获奖图灵奖的华裔学者 第12页/共32页七十多年来，现代计算机基本结构仍然是“冯诺依曼计算机”。美籍匈牙利数学家冯诺依曼(计算机鼻祖) 计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件

8、组成； 应采用二进制简化机器的电路设计； 采用“存储程序”技术,以便计算机能保存和自动依次执行指令。 冯诺依曼： “如果不考虑巴贝奇、阿达和其他人早先提出的有关思想，计算机基本概念只能属于阿兰图灵”第13页/共32页1946年2月由宾夕法尼亚大学研制成功的ENIAC是第一台电子数字计算机。Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机重30吨，占地167m2，耗电150千瓦18800个电子管，1500个继电器，保存80个字节每秒钟可做5000次加减法或400次乘法运算。“诞生了一个电子的大脑”致命缺陷：没有存储程序。1.1.2 电

9、子计算机时电子计算机时代代第14页/共32页电子技术的发展促进了电子计算机的更新换代。q 第一代计算机 19461958年 以电子管为主要元件 代表机型：ENIACq 第二代计算机 19581964年 以晶体管为主要元件采用晶体管的第二代采用晶体管的第二代电子计算机电子计算机IBM7090IBM7090型型第15页/共32页q 第四代计算机 1971年至今 以大规模/超大集成电路为主要元件 巨型机、大型机、小型机、微型机以及便携机 q 第五代计算机：目标是智能计算机q 第三代计算机 19641971年 以集成电路为主要元件采用集成电路的第一台电子计算机IBM360型第16页/共32页巨型机大型

10、机小型机微型机工作站服务器嵌入式计算机按计算机规模分类计算机类型按计算机用途分类通用计算机专用计算机第17页/共32页 计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。运算速度快计算精度高存储容量大具有逻辑判断能力按照程序自动运行计算机特点1.1.4 计算机的特点及应用领计算机的特点及应用领域域第18页/共32页科学计算数据处理过程与实时控制人工智能计算机辅助设计与制造计算机应用领域远程通信与网络应用多媒体与虚拟现实第19页/共32页微机的发展微机的发展(1975-1995) 1975年第一台个人电脑问世。 1981年第一台IBM-PC问世。

11、1985年386；1989年486；1993年奔腾出现。CPU进入32位时代。 1989年多媒体声卡问世。 1995年个人电脑出现CD-ROM光驱。 1995年Win 95问世，操作系统进入Windows 时代。多媒体和图形界面的出现使电脑真正进入家庭。第20页/共32页 1995年，3D加速芯片使显卡性能有了很大的发展。 1998年USB在PC上出现，即插即用的电子消费产品MP3/MP4等大量涌现。 Intel的CPU频率（2000年P4，2GHz；2004年P4，3.8GHz）。 2001年Windows XP，集成大量应用程序，例如IE、Media Player、图像浏览等。 2004年

12、Google进入桌面，搜索大战。微机的发展微机的发展(1995-2005)第21页/共32页电脑的展望：电脑的展望：6464位与双核位与双核 2003年9月，AMD公司生产了进入个人电脑最早64位CPU。 2005年4月，64位Windows XP操作系统问世。 。 2005年4月，CPU进入双核和多核时代。 2006年，Windows Vista 32位/64位操作系统发布。第22页/共32页计算机发展趋势巨型化存储容量更大、运算速度更快。运算速度达每秒千亿、万亿次运算。 超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等的高科技领域。CRAY-银河银河1.1.5 未来的

13、计算机未来的计算机第23页/共32页计算机发展趋势计算机发展趋势微型化微型化19811981年年IBM PCIBM PC 计算机不再是单一的计算机器，而是一种个人的信息机器。第24页/共32页计算机发展趋势网络化计算机网络：计算机技术通信技术网络的发展动力：共享远程资源，实现通信和合作。第25页/共32页计算机发展趋势智能化DeepblueGarry Kasparov1996年2月10日，卡斯帕罗夫战胜“深蓝”1997年5月12日，卡斯帕罗夫负于“更深的蓝” 智能计算机将是一种具有类似于人的思维能力，能听会说，能想会做，能代替人的体力劳动以及脑力劳动的智能机器人。 第26页/共32页未来的计算

14、机光计算机用光子器件替代电子器件。将电子脉冲转换为极细的激光束，用不同波长的光表示不同的数据。未来的计算机生物计算机用生物工程技术生产的蛋白质分子作元件制成集成电路。一个蛋白质分子就可作为一个存储体，具有生物活性。未来的计算机量子计算机利用处于多态的原子进行计算。最小的信息单元是一个量子比特。第27页/共32页1.2.1 计算机硬件系计算机硬件系统统计算机系统构成冯诺依曼计算机结构 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。控制信号流数据流第28页/共32页计算机系统硬件软件中央处理器运算器控制器存储器内存外存ROMRAM输入输出设备系统软件应用软件磁盘光盘软盘硬盘键盘、鼠标、显示器、打印机、投影仪、扫描仪、摄像头、麦克风、音箱计算机系统构成第29页/共32页用户程序或文档其它系统软件操作系统硬 件 应用软件是指用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编写的程序。 系统软件主要包括：（1）操作系统。（2）语言处理程序。（3）