绪论(第三版32简化)课件

1、第1章 绪 论内容提要 本章主要将介绍计算机的定义、分类、特点、用途和发展等基本概念。 通过本章的学习，应理解计算机的基本概念。计算机科学导论1.1 计算机的基本概念 计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。 计算机能够完成的基本操作及其主要功能：输入：接受由输入设备（如键盘、鼠标器、扫描仪等）提供的数据。处理：对数值、逻辑、字符等各种类型的数据进行操作，按指定的方式进行转换。输出：将处理所产生的的结果等数据送到相关输出设备。存储：存储程序和数据。1.1.1 什么是计算机计算机科学导论 2. 按用途 :通用计算机专用计算机1.1.2 计算机的分类

2、1. 按处理的信号：数字式计算机模拟式计算机数模混和计算机 3. 按规模:巨型机 (Supercomputer)大型机（ Mainframe)小型机 (Minicomputer )微型机（PC: Personal Computer ）嵌入式计算机（单片机）计算机科学导论运算速度快 : 如巨型机可达千万亿次/秒。 计算精度高：微型机的字长可达64位二进制。具有记忆和逻辑判断功能:指能进行与、或、非等的逻辑运算。存储能力强：能够存储大量的各种信息。能自动运行且支持人机交互：把编好的程序存入计算机，发出运行指令后，计算机不需要人工干预可以依次逐条执行。人工干预时计算机能对其问题做出相应的回答。1.1

3、.3 计算机的特点计算机科学导论1.1.4 计算机的用途 计算机所以能迅速发展，其生命力就在于它的广泛应用。最早设计计算机的目的是用于军事方面的科学计算，目前，计算机及其应用已经渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活的方式，推动着社会的发展，如：科研、工业、商业、军事、教育、医药、政府、娱乐、家庭等。 归纳起来主要有以下几种用途：计算机科学导论第一章 微型计算机的系统结构与工作原理 通常是指用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。这是计算机应用最早的领域，也是应用得较广泛的领域。如：的计算、中长期天气预报及导弹发射中的计算等。1. 科学计算 计算机在科学计算和工程设计

4、中的应用，不仅减轻了大量繁琐的计算工作量，更重要的是，使得一些以往无法解决、无法及时解决或无法精确解决的问题得到圆满的解决 。计算机科学导论是指对大量的数据信息进行采集、查询、分类、排序、统计、存储及传输等等加工处理。计算机发展初期，仅仅用于数值计算。但是后来应用范围逐渐发展到非数值领域，这是计算机应用最广泛的领域。如：企业生产管理系统、物资管理系统、资料图书管理系统、人事管理系统等等。2. 信息处理 计算机科学导论第一章 微型计算机的系统结构与工作原理CAX(X=D、M、T、I 等)CAD计算机辅助设计 CAM计算机辅助制造 CAT计算机辅助测试 CAI计算机辅助教学 CMI 计算机管理教学

5、4.计算机辅助工程计算机科学导论 利用通信设备将异地计算机系统连接起来，实现资源共享和信息传播。如：信息高速公路6.网络应用计算机科学导论仪器仪表 将传感器与计算机集成于同一芯片上，智能传感器不仅具有信号检测、转换功能，同时还具有记忆、存储、解析、统计、处理及自诊断、自校准、自适应等功能。7.仪器仪表与智能家电计算机科学导论智能家电计算机科学导论办公自动化计算机科学导论 1、计算机的诞生 战国时代算筹,唐末出现算盘。 1642年法国数学家发明了加减法机械计算器。 1654年英国人制造出第一把计算尺。 1654年德国数学家研制出能进行加减乘除的计算尺。 1887年出现了手摇计算机。 1946年美

6、国诞生了第一台电子计算机ENIAC。 埃尼阿克（Electronic Numerical Integrator And Calculator）,即电子数值积分计算机)在美国宾夕法尼亚大学诞生,为计算弹道和射击而设计,它的主要元器件采用的是电子管。1.1.5 计算机的发展计算机科学导论1642 Blaise Pascal加法器1822 差分机1946 ENIAC计算机科学导论图2计算机科学导论图3计算机科学导论（2）第二代计算机晶体管计算机时代，19581964年。主要特点：晶体管作为主要逻辑部件，体积减小，重量减轻，成本下降，能耗降低，可靠性和运算速度到了提高。采用磁芯作主存储器，磁盘、磁鼓作

7、外存储器。软件方面有了系统软件（监控程序），提出了操作系统的概念，出现了高级语言。 这一时期的典型机器： 国外的：IBM7090等 国内的：441B等晶体管计算机科学导论（3）第三代计算机 集成电路计算机时代， 19641972年。中、小规模集成电路做主要逻辑部件。采用半导体存储器做主存储器。软件：系统软件出现了分时操作系统，多用户可以共享计算机资源。程序设计方法：采用了结构化程序设计。典型机器：国外IBM-360等;国内709等集成电路计算机科学导论图表逻辑元件程序设计语言运算速度内存容量第一代19491957电子管机器语言汇编语言几千次/秒几KB第二代19581964晶体管FORTRANA

8、LGOL、COBOL几十万次/秒几十KB第三代19651970中小规模集成电路操作系统和会话式语言百万次/秒第四代1971大规模或超大规模集成电路几百万亿 次/秒第五代智能化计算机正在研制之中，使计算机具有人工智能，像人一样能看、听、说、思考，具有学习功能，能自动进行逻辑判断等几MB几百MB面向对象计算机科学导论 3、计算机的发展趋势：（1）微型化：追求体积的进一步缩小，运算速度进一步提高。微型化反映了计算机的应用程度。目前，微型计算机已进入电视、电冰箱、空调器等家用电器、仪器仪表等小型设备中。（2）巨型化：追求大容量、高速度，为尖端科学领域的数值分析与计算提供有力的帮助。它代表了计算机的发展

9、水平。（3）多媒体技术：当前开发和研究的热点。其中技术关键是处理视频和音频数据。计算机科学导论（4）非冯诺依曼体系结构：例如，神经网络计算机、DNA计算机、光子计算机。（5）智能化：目前人们正在研制第五代计算机，它具有类似人学习和推理的思维能力，能“说”、能“看”、能“听”、能“想”、能“做”，具有人的部分功能，能代替人的一些体力劳动和脑力劳动，是一种智能型的电子计算机。（6）计算机与通信相结合的网络技术：计算机网络。计算机科学导论 新华网长沙10月29日电：第一台国产千万亿次超级计算机29日在湖南长沙亮相，作为算盘这一古老计算器的发明者，中国拥有了历史上计算速度最快的工具。 每秒钟1206万

10、亿次的峰值速度和每秒563.1万亿次的Linpack实测性能，使这台名为“天河一号”的计算机位居同日公布的中国超级计算机前100强之首，也使中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。 这个速度意味着，如果用“天河一号”计算一天，一台当前主流微机得算160年。“天河一号”的存储量，则相当于4个国家图书馆藏书量之和。 “天河一号”的设计始于2008年。国防科技大学是“天河一号”的研制者。1983年面世的中国第一台亿次计算机“银河一号”，同样诞生在这所大学。 2010年年底之前，这台由103个机柜组成、占地面积近千平方米、总重量155吨的庞大计算机将安装到中国两个国家级超级计算

11、中心之一的天津中心，向国内外用户提供超级计算服务。计算机科学导论天河二号由国防科大研制的天河二号超级计算机系统，以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首，成为全球最快超级计算机。2010年11月，天河一号曾以每秒4.7千万亿次的峰值速度，首次将五星红旗插上超级计算领域的世界之巅。此次是继天河一号之后，中国超级计算机再次夺冠。12013年11月18日，国际TOP500组织公布了最新全球超级计算机500强排行榜榜单，中国国防科学技术大学研制的“天河二号”以比第二名美国的“泰坦”快近一倍的速度再度登上榜首。美国专家预测，在一年时间内，“天河二号

12、”还会是全球最快的超级计算机。2在2014年6月23日公布的全球超级计算机500强榜单中，中国“天河二号”以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度连续第三次获得冠军。计算机科学导论中文名：天河二号、TH-2外文名： Tianhe-2、Milkyway-2属性：超级计算机开发国家：中国开发机构：中国国防科技大学公布时间：2013年5月世界排名：第一位（截止2014年6月23日）落户位置：广州大学城广州超算中心使用机构：广州超级计算中心计算机科学导论 图灵奖当美国计算机协会ACM在1966年纪念电子计算机诞生20周年时，决定设立计算机界的第一个奖项，并很自然地将其命名为“图灵奖”，以纪念这位计算机科学理论的奠基人。被称为“计算机界的诺贝尔奖”的这个奖项设立至今，已经颁发了40多届，共计有40多位计算机科学家获此殊荣，以表彰他们在计算机科学技术领域所作出的杰出贡献。 世界上第一台电子计算机ENIAC是1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学,但学术界公认电子计算机的理论和模型是由英国数学家图灵在此10年前发表的一篇论文“论可计算数及其在判定问题中的应用”奠定的基础。计算机科学导论本章介绍了计算机的定义