【计算机课件】电脑知识讲座

雷循治僦2

信息系：马建军

2008.11

中南工业学校计算机教研室2008年11日

你将从此开始成为一个计算机学者和计算

机能手的成长之旅•一

中南工业学校计算机教研室2008年11日

1.1什么是“计算机用户力

与你类似的大多数人

中南工业学校计算机教研室2008年11日

使用计算机的两类人

■计算机专业人员(computerprofessional)

受过专门教育，从事计算机技术工作，为

开发、维护计算机系统而使用计算机。

如软件工程师、系统分析员、网络管理员。

■计算机用户(userorend-user)

对计算机技术知识不甚或不想了解，但为

工作、学习使用或想使用计算机。

如现在的你，公司的职员。

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1.2计算机知识和技能的重要

■计算机知识(computerJiterate)

拥有计算机科学的有关知识并理解其应用。

■计算机技能(computercompetent)

掌握计算机使用技术并具有不断更新的能力。

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1.3什么是“基于计算机的信息系统”■

Dell™Inspiron™5100

篦记本电脑

中南工业学校计算机教研室2008年11日

■功能：将原始数据转换为有用的信息并快速传送给

需要该信息的人。

■“基于计算机的信息系统”由六个部分组成：

aHardware（硬件）

aSoftware（软件）

aData/information（数据/信息）

aPeople（人）

aProcedure（使用说明）

aCommunication（通信）

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基于计算机的信息系统：组成部分之一

Hardware（硬件）

■计算机是由电子元件和

机电元件组成的一种机

器。计算机机器本身无

任何智能可言，故称为

hardware（硬件）。

■在计算机系统中，硬件必须由软件控制才能工

作。没有配备任何软件的机器称为“裸机”。

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硬件(Hardware)

中南工业学校计算机教研室2008年11日

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基于计算机的信息系统：组成部分之二

Software（软件）

■软件是计算机程序的别称。所谓"程序“（program）

就是指控制计算机硬件执行所需工作的一套指令。没

有软件控制的计算机硬件（裸机）是毫无用处。

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I基于计算机的信息系统：组成部分之三

Dcitci/informcition（数据与信息）

在今天的大部分商业应用中，计算机系统的主要任务是将

“数据”转换为“信息”供人们决策、销售等使用。

■Data（数据）

计算机处理的“原材料”。

可能是纸面的、电子的或其他形式（如声音）。

■Information（信息）

经过计算机处理的数据。

如用员工的工作时数和时工资作“原材料”，经

计算机处理后变成工资支票和工资册形式的“信

自力

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计算机的三个基本任务：输入/处理/输出

基于计算机的信息系统：组成部分之四

People（人）

人是“基于计算机的信息系统”中最重要的

一个部分：设计和开发计算机系统、操作计

算机硬件、开发和使用计算机软件……

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LI基于计算机的信息系统：组成部分之五

7Procedure（使用说明）

■人们在使用计算机硬件和软

件时，应按“使用说明”操

作和使用。计算机系统的

“使用说明"通常是以"文

件手册”或“用户指南”的

形式提供给用户的。

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厂|基于计算机的信息系统：组成部分之六

tsiCommuniccitions(通信)

■当一个计算机系统开始与另一个计算机系统共享

数据和信息时，就需要用到第六个部分一一通信,

亦称“互连”(connectivity)。

ModemModem

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计算机的概念

Dell™Inspiron™5100

维记本电脑

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计算机：顾名思义

■计算机

其英文名称是computer,顾名思义：用于计算

的机器。

中南工业学校计算机教研室2008年11日

什么是“计算机”？

■在计算机诞生的初期主要是被用来进行科学计算

的，因此被称之为“计算机”。然而，现在计算

机的处理对象已经远远超过了“计算”这个范围,

它可以对数字、文字、声音以及图像等各种形式

的数据进行处理。因此，如果仅仅把计算机理解

为“能够进行数学计算的工具”那就太狭隘了。

■实际上，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。

中南工业学校计算机教研室2008年11日

计算机系统的概念

■一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。

硬件是由各种电子、磁性及机械的器件组成

的物理实体，包括运算器、存储器、控制器、

输入设备和输出设备等五个基本组成部分。

软件则是程序和有关文档的总称，包括系统

软件和应用软件两大类。

■•••计算机系统二硬件系统+软件系统

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计算机系统二硬件+软件

拿计算机跟人比：

■人=肉体+思想。

没有肉体，思想何以存在？所谓“皮之不存，毛将焉附”。

没有思想，或为“行尸走肉”（白痴），或为“植物人”。

■计算机系统二硬件+软件。

硬件——机器

软件——控制计算机工作的各种程序

■没有配备任何软件的计算机叫做“裸机”——裸机跟一个

只会发光发热的电阻箱没有什么两样。这是计算机与一般

电器迥异之处。

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计算机能完成的4种基本操作

■计算机能够完成的基本操作及主要功能：

E输入：接受由输入设备（如键盘）提供的数据

E处理：对数据、字符、图象等各种类型的数据进行操

作，按指定的方式进行转换

E输出：将处理所产生的结果（信息）由输出设备进行

输出

c存储：程序和数据的存储

■以上4种基本操作通常被称为IPOS循环，它反映了计

算机进行数据处理的基本步骤，即输入（Input）、处

理（Processing）x输出（Output）和存储（Storage）。

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输入・输出・存储・处理

Input•Output•Storage•Processing

中南工业学校计算机教研室2008年11日

计算机时代已接来临

■今天，计算机已经进入现代社会几乎一切领域。

从登月飞行、战略武器、石油勘探、中长期天气

预报，到书报排版印刷、影视动画效果、远程教

学，到日常生活的许多细小方面——自动洗衣机、

电视机的遥控器、高档音响选曲系统……电脑这

个有史以来最伟大的人造精灵简直是无处不在！

■总之，计算机时代已来临，以致在上个世纪末就

有人预言，在21世纪，不懂计算机将成为“新文

目。

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一次震动世界的棋赛…

■北京时间1997年5月12日凌晨

4时50分，国际象棋世界冠军

卡斯帕罗夫与美国IBM公司

的“深蓝”下的第六盘决胜

局中，仅走了19步就投子败

北—当“深蓝”将棋盘上

的兵走到C4位置时，卡斯帕

罗夫推秤认输，“深蓝”以

352.5的优势取得了胜利（先

后6场比赛中，“深蓝”二胜

二平

■那么“深蓝”是何许人也？

卡斯帕罗夫又是何许人也？

中南工业学校计算机教研室2008年11日

深蓝与卡斯帕罗夫

■“深蓝”是美国IBM公司生产的一台超级国际象棋电脑，

重1270公斤，有32个大脑（微处理器），每秒钟可以计算

2亿步。人们给“深蓝”输入了一百多年来优秀棋手的对

局两百多万局。

■国际象棋史上划时代的人物、俄罗斯国际象棋特级大师卡

斯帕罗夫（1963年4月13日出生）是人类有史以来最伟大

的棋手，在国际象棋棋坛上他独步天下，无人能出其右，

在逻辑性推理方面堪称全人类最杰出者。前世界冠军卡尔

波夫号称是唯一能与其抗衡的棋手，但在两人交战史上，

每次都是卡斯帕罗夫取胜。可是，在临近世纪末的1997年,

孤独求败的卡斯帕罗夫不得不承认自己输了，而战胜他的

是一台没有生命力、没有感情的电脑。

中南工业学校计算机教研室2008年11日

余波未平…

■也许这是一件偶然的事件，可是，这场

“巨人”与“巨机”的大战也使人类看

到了一个自己不愿看到的结果：人类的

工具终于有一天会战胜自己。

■这次造成震动的历史事件结束后，在全

球引起的议论是广泛的，讨论不但在国

际象棋层次，还在科技与人类文明、未

来学和人工智能学、对技术可能统治人

类的恐惧等层次进行，甚至上升到伦理

学和哲学的高度，以致还曾出现不大不

小的恐慌言论。这一切连网上的文章资

料也是多不胜数，不知能出几本书了。

而且至今余热未褪。

中南工业学校计算机教研室2008年11日

更新消息…

■新华网报道：国际象棋特级大师卡斯帕罗夫与电脑软件棋

手“小深”(DeepJunior)惊心动魄的“人机大战”2003年

2月7日在纽约降下帷幕。在总共六局比赛中，双方各一

胜一负，另有四局打成平手，同积3分，不分伯仲。此次

与“小深”对阵，卡斯帕罗夫“使出了标志性的攻击棋

路”。39岁的卡斯帕罗夫在赛后表示，能够与“小深”

最终战平他感到“相当满意”。这位俄罗斯人透露，最后

一场决胜局比赛，曾令他回想起1997年大战“深蓝”

时的危险场面。当时，卡斯帕罗夫正是在关键的最后一场

比赛中败北，最终在总比分上输给了“深蓝”。

■卡斯帕罗夫说，这次他的惟一目标就是保证“不要输”。

他声称，虽然“小深”比“深蓝”更强大，但自己在比赛

中从来没有真正落于下风。“我只输了一场，而且那还是

因为一个非常非常可怕的错误，”卡斯帕罗夫说，“但这

并不意味着机器打败了我”。

中南工业学校计算机教研室2008年11日

卡斯帕罗夫与“小深”对战

资料：以色列科学家开发的软件棋手“小深”每秒能思考

3。0万步棋并能以更接近人类棋手的方式对奕，曾连续

三次在国际象棋计算机大赛中夺冠，人称电脑“棋王”，

近两年在与人类棋手的比赛中它还未尝败绩。

计算机“数字”基础

中南工业学校计算机教研室2008年11日

计算机工作原理并不神秘

■迄今为止，任何似乎无所不能的

“电脑”，在其内部其实只会进

行两种最基本的运算——

♦算术运算（二进制加法）：

0+0=01+0=1

0+1=11+1=10

（做减法需要给它编程序）

♦逻辑运算（判断真假）

运算结果：。一假，1一真

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计算机为什么“使用”二进制数？

■计算机的主要特点之一是"数字"（digital）性。

■原因是计算机内部使用了成千上万个微型的“通

断型"电子开关进行工作：这些开关在任何时刻

要么是“连通”（通电），要么是“断开”（断

电）。或者说，该电路只有两种工作状态：通（on）

或断（。仟）。

■在计算机科学中，人们不是用“通通断断通通

断…”之类的话来表示电路状态，而用两个数字0

和1来表示这两种状态：“1100110…”。用术语

来说,计算机”使用"二进制数（binarynumber）。

其实，计算机使用的是通/断型的电子开关，所谓

的「二进制数”只是这些开关状态的一种简便表

示法而已。中南工业学校计算机教研室2008年11日

两类信号形式

信号（signal）一般可分为两类：

U模拟信号（analogsignal）

连续变化值（如数学中之实数）。

自然界产生的物理量一般均为模拟

信号。

3数字信号（digitalsignal）

离散变化值（如数字中之整数）。

计算机内部传输和处理的均为矩形

脉冲形式的数字信号（1和0）。

所以，网络技术中计算机内部的信息（数字信号）往往要转

换为通信线路上电信号或光信号（模拟信号）才能传送。

中南工业学校计算机教研室2008年11日

回过头来看看计算机通信的情况・・・

■当一个计算机系统开始与另一个计算机系统共享数据和

信息时，就需要用到信息系统的第六个部分——通信，亦

称“互连”(connectivity)。

数字信号模拟信号数字信号

ModemModem

调制解调器调制解调器

中南工业学校计算机教研室2008年11日

你相信吗…

■上面说过，计算机内部只会做非常简单的

二进制算术运算和逻辑运算。

■一定有人会说，照你这样说，“电脑”的

运算能力似乎“不如”一个小儿。但事实

上，它们却有着似乎难以置信的惊人本

领—如战胜过象征人类智慧顶峰的国际

象棋大师、能做无数人类很难做到甚至做

不到的事情。这岂非怪事？

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计算机的力量源于高速运算能力

■其实不奇怪。数学家已证明，世界上的“一切”

事件，都可以分解为那两种。和1的基本运算——

正如世界上的一切物质都可分解成约110种化学元

素一样。当然，一个很简单的事件，可能需要分

解成千上万步。和1的基本运算。而计算机的高速

运算能力，恰恰在此显示出极大的优点。而且越

复杂，越显示出其“超人”之处——让电脑求

1+2肯定不如人；但是让电脑

123456789+987654321,人就不如电脑。所以许多

事情非常复杂时，人类无法完成，电脑能完成。

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计算机：一个“大智若愚”的家伙

■其实计算机的特点可以用两个字来概括一

一“笨”（笨到极点）和缺”（快到不可

思议），说它“笨”，因为的确它只能做

非常简单、连幼儿园的小朋友都会的那两

种“基本运算”——某个事情，人家一步

就做出来了，它要做几十步、几百步甚至

更多步，但是对这种基本运算，它的运算

速度却快得惊人。计算机就是一个由这种

“笨”与“快”奇妙结合而产生的伟大精

灵！

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褛人的电脑:曹后是伟大的人解

■但这并不说明人类的智慧不如“电脑”。因为电脑工作要

执行的各种程序（运算的步骤）是人类编写出来。这些程

序（软件）是无数科学家和计算机专家智力的结晶。没有

这些程序，运算能力再强的电脑也无法做任何事情。

■电脑可以帮助人类做许多事情，包括任何一个人无法独立

完成的事情，但它永远只是用来帮助人类完成各种工作的

一种辅助工具——人类需要完成什么工作，就开发什么软

件来装备电脑，电脑才具有完成什么工作的能力。

■事实上，卡斯帕罗夫输棋并不是输给了机器，归根到底仍

然输给了人——说穿了，是输给了IBM公司的“深蓝”小

组（其中主要研制者是华裔计算机专家许峰雄和谭崇仁）。

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1.4计算机硬件

ComputerHardware

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计算机硬件可以分成哪五类?

■Input（输入设备）

■Processingandmemory（数据处理和主存储设

备）

■Output（输出设备）

■Storage（辅助存储设备）

■Communications（通信设备）

>Peripheraldevices（外围设备）

与计算机相连且由计算机控制的设备。这类设备

可以安装在计算机箱的外面（如显示器、键盘

4）,亦可安裳在计算机箱的里面（如软驱）。

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InputHardware（输入设备）

■功能接受数据并将其转换为适合于计算机处理的

形式。

■常见输入设备

Keyboard（键盘）

Mouse（鼠标）

Scanners

（打描仪）

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Scanner（扫描仪）

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手写板

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FCtar

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Input•Output•Storage•Processing

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计算机常见输入设备

Input•Output•Storage•Processing

ExternaldrivesFloppydiskdrive

(Zip/Jaz)

CD-ROMdrive

CD-ROMdisk

ouse

Keyboard~►

oppydisks

InputDevices

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ProcessingandMemoryHardware

数据处理和主存储设备

■计算机的控制中心由主机箱(SystemUnit)中的

数据处理和主存储设备组成。

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SystemUnit（系统单元，主机箱）

■计算机的控制中心由主机箱中的数据处理和主

存储设备组成。

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Systemboard（主板）

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CPU(CentralProcessingUnit)

中央处理器

■CPU是计算机控制和处

理数据以产生信息的

计算元件。在微型计

算机中，CPU是一块大

约1.5英寸见方、封装

有成千上万个晶体管

的集成电路芯片，称

为“microprocessor"（微

处理器）,简记MPU。

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Memory（主存储器）

■主存储器又称为“内存”或RAM（随机存取存储器）,

是一种用于临时存储的工作存储器，用来存储需要

马上由CPU处理的数据和程序，可以将它理解为计

算机的“工作区”或“办公桌区”。主存储器存储

容量的大小决定了每次数据处理量的大小和程序的

运行规模和复杂程度。

■和CPU一样，主存储器也是一种集成电路芯片，断

电时，存储在其中的所有数据和程序将全部消失，

故称为“易失的"（volatile）存储器。所以在计算机中

还需要一种所谓“辅助存储器”（如磁盘、磁带等）

来存储数据和信息。

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普通内存条

安装在主板上的内存条

笔记本机用256M内存

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OutputHardware

输出设备

■功能将计算机处理产生的信息转换为用户可

以识别和使用的形式。

■Hardcopyoutput）

输出的图文通过打印机、绘图机等印制在纸

面等，用户可以取走。

■So廿copyoutput（软考贝输出）

输出的图文通过显示器显示在屏幕上,或输

出音响通过音箱播放，用户可以观看和欣赏,

但无法取走。

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输出设备面面观

Input•Output•Storage•Processing

Floppydisks

Whichoneisalsoaninputdevice?

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针式打印机

喷墨打印机激光打印机

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CRT（阴极射线管）LCD（液晶）

显示器显示器

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SecondaryStorageHardware

(辅助存储器)

■功能以相对长久的(“非易失”)的方式存

储数据和程序。即断电时所存内容不会丢

失。

■常见辅助存储器类型有：

■软磁盘(disketteorfloppydisk)

■硬磁盘(harddisk)

■磁带(magnetictape)

■光盘(opticaldisks)

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软

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软磁盘与硬磁盘：盘片

Input•Output•Storage•Processing

Floppydisksandharddisksarelikevideotapecassettes.

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光盘和光盘驱动器

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磁带及磁带机

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CommunicationsHardware

通信设备

功能用于计算机之间

和计算机网络(networks)

之间的连接，以实现

软硬件资源的共享。

■为了使计算机的数字

信号能够通过传统的

铜芯电话线路传送，

需要配备一种叫做

Modem的通信设备将其

转换模拟信号。

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迄今为止所有计算机从其功能结构来看，都可看作由五大

部分组成：

■运算器

功能：算术运算和逻辑运算

■控制器

功能：使计算机能自动地执行程序，并使各部分协调工作

■存储器

功能：用于保存程序和数据

主存储器（内部存储器）存放当前所执行程序的指令和数据

辅助存储器（外部存储器）存放暂不参加运算的程序的指令

和数据

■输入设备用于程序和数据输入（标准设备：键盘）一

■输出设备用于程序和数据输出（标准设备：显示器）

计算机工作原理示意图

指令数据线

控制信号线

对照一下人进行某项运算时的情况

常用术语

在计算机五大部分中，运算器和控制器是最核心的部

分，通常做在一个器件上，称作CPU。

【术语】CPU=控制器+运算器

只有主存(内存)可直接与CPU交换信息，它与CPU

组合可实现计算机的基本功能。

【术语】主机=CPU+主存储器

输入/输出(Input/Output)设备和外存合称“外围设备”。

【术语】外设=1/0+辅助存储器

冯・诺依曼型计算机

■上述计算机的基本结构是由美藉匈牙利科学家冯・诺依曼于

1946年提出的。迄今为止所有进入实用的电子计算机都是按

冯・诺依曼的提出的结构体系和工作原理设计制造的，故又

统称为“冯•诺依曼型计算机”。

■新一代计算机将努力突破冯氏的结构体系和工作原理，将是

“非冯•诺依曼型计算机”。

■冯•诺依曼型计算机的两大特征

程序存储（计算机自动连续工作的基础）

采用二进制（机内一切信息均需为二进制编码形式存在）

■冯•诺依曼型计算机的工作原理

存储程序（将欲执行的任务事先编成程序存入主存中）

程序控制（执行时由CPU调用主存中的程序进行运算）

1.5计算机软件

ComputerSoftware

中南工业学校计算机教研室2008年11日

为什么要使用软件?

■计算机机器本身毫无智力可言，必须由人们提

供各种指令来告诉它做什么、如何做和何时做。

这些指令被总称为“software"（软件），因为它

的存在人们感觉不到也看不到。

■软件是由一组用所谓“编程语言”编写的程序

组成。程序则由指令组成。用于实现某一专业

功能的软件通常又称为“软件包”。

■软件通常由专业编程人员开发，并存放在磁盘、

光盘上，或通过因特网在线提供。

中南工业学校计算机教研室2008年11日

两类软件

软件通常可以分为两类：

■SystemSoftware（系统软件）

■ApplicationSoftware（应用软件）

应用软件：我用的

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SystemSoftware:TheComputer'sBoss

■功能用于使计算机能够管理其本身的内部

资源，控制硬件的运行，执行各种基本操

作，如使CPU与键盘、显示器、打印机和

磁盘驱动器通信等。系统软件不用于解决

各种业务性或专业性的具体问题。

■最重要的一种系统软件是“操作系统”。

目前个人计算机最常用的系统软件即美国

Microsoft（微软）公司随Windows（视窗）

系列操作系统。

中南工业学校计算机教研室2008年11日

ApplicationSoftware:YourServant

■功能用于提高计算机用户的工作效率和创

造力。

■目前个人计算机最常用的应用软件是美国

Microsoft（微软）公司的Office系列办公软件

和InternetExplorerBrowser（■浏览器）。

前者用于编写文档、处理电子表格、制作

网页和多媒体演示软件等，后者用于在因

特网上“上网冲浪”一一访问远程网站、

下载软件、收发电子邮件、网上交友…

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1.6计算机系统的分类

TypesofComputerSystems

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美国休斯顿：太空飞船发射控制中心

美国国家航空与宇宙航行局约翰逊空间中心

■1969年美国阿波罗登月飞船宇航员所用的机载导航计算机

重量为31公斤，主存储器仅能保存2000个字符的数据，

位于地面的发射控制计算机也只能存储一百万个字符，而

造价高达400万美元，体积庞大，几乎占据一个大房间。

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飞速发展的计算机技术

■摩尔定律：

Intel的创始人之一GordonMoore在

1965年提出了这个著名的定律，预

言单位平方英寸芯片的晶体管数目每

过18到24个月就将增加一倍。过去

四十年的芯片产业一直遵循摩尔定律

每18个月速度增长一倍的规律运行。

事实上，Intel的CPU芯片上的晶体管

数目已经由1971年的2300增长到今

天Pentium4处理器的5500万，即增

长了两万四千倍。

■今天你用几千元人民币购买的个人计

算机处理能力是1969年阿波罗登月索尼公司展示

发射控制计算机的上千倍，存储容量

则是它的几百倍。体积之小，可以放新型掌上电脑

在办公桌的桌面上，甚至可以放在掌

心。

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GordonE.Mooreand"Moore'sLaw"

■戈登・摩尔身高超过1.8米，头顶光秃，性情相

当沉着、平静。他有两大爱好:垂钓和划船。

作为英特尔的创始人，今年已经78岁的摩尔

曾经一度成为硅谷的首富。因此，他早已有

足够的金钱、时间和心情，扛一根钓竿，天

天到硅谷湾区钓鱼，享受宁静的晚年时光。

但是，除了他高大的身影外，一个更高大的

“阴影”始终弥漫在这家半导体领域利润最

高的公司之上，笼罩着整个半导体产业。这

就是“摩尔定律”，IT产业的第一定律！

戈登・摩尔

■摩尔定律已经43岁了，甚至比英特尔的年龄

还要大三岁。43年来，它所倡导的“更快、

更小、更便宜”的理念，使整个IT业变成了

另一个“奥林匹克”竞技场。

中南工业学校计算机教研室2008年11日

计算机系统的分类

■根据其体积大小和处理能力，通常可分为

■Supercomputers（超级计算机）

■Mainframecomputers（大型计算机）

■Workstations（工作站）

■Microcomputers（微型计算机）

■Microcontrollers（微控制器）

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Supercomputers

超级计算机（巨型机）

■最快和性能最高的计算机。通常配备有上百个到

上千个处理器，运算速度可达几万亿次/秒。目前

世界上最快的集群超级计算机运算速度为每秒7.6

万亿次浮点运算，预计04年初将出现100万亿次的

超级计算机。

■主要用于研究，如世界性气象预报和气侯现象分

析、石油勘探、飞机设计、裂变核武器系统评定

等。

■价格：N1000万美元（国外）

N1000万人民币（国产）

我国国产巨型机有：银河系列、曙光系列、深腾

系列超级计算机。

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曙光3000超级服务器

■国家863计划的重大项目曙光3000超级服务器于2000年12

月研制成功，通过了国家科技部组织的验收，并于2001年

2月通过了专家鉴定。。

■曙光3000是一种通用的超级并行计算机系统，是目前性能

最高的国产超级服务器。它兼顾大规模科学计算、事务处

理和网络信息服务。系统峰值浮点运算速度为每秒4032亿

次，内存总容量为168GB,磁盘总容量为3.63TB。它具

有先进的机群体系结构。由70台节点计算机组成，共280

个处理机。系统提供三套连接网络，用做高速并行计算、

文件传输、系统管理、接待用户请求。另外，还有两套串

行网络，用于监控系统的各种状态。

中南工业学校计算机教研室2008年11日

曙光3000超级服务器的性能

■曙光3000最高运算速度达每秒4032亿次，256个

处理机，内存总量达168GB。16个处理机的曙光

3000每天可实现80亿次的页面点击。8个处理机

的系统每天可收发七千万封电子邮件。4个处理机

的系统每天可处理三百万次事务。128个处理机

工作，48小时的精确天气预报只需1小时38分钟。

64个处理机工作，一个月的气候预报仅用15分钟。

16个处理机做某油田291口井135年的油藏模拟只

需17小时，在国内所有计算机包括进口计算机中

第一次达到实用水平。

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曙光3000超级服务器整机图

曙光3000是中国基因研究进度的保证

■位于北京顺义的北京华大基因研究

中心，承担了人类基因组1％测序的

任务；就在这里，“入住”了两台

全国为数极少的曙光2000巨型计算

机。今年2月12日人类基因组图谱

正式公布以后，这里成了世人关注

的焦点。

■生质看息中心主管黄小兵介绍，由

于长期超负荷地运转，在我国所承

担的人类基因组1%测序任务“完

成图”已近尾声之时，每秒运行

120亿次、日处理3GB数据的曙光

2000也光荣地退居二线。“曙光

2000在其它领域可能会运转得很正

常，但在华大已经是不堪重负。不

得不一下定购了两台曙光3000。”

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正在研制中的曙光4000A-

■2003年7月23日，曙光公司与中科院计算所国家智能计算

机研究开发中心宣布，将建造中国第一台运算速度超过每

秒10万亿次的超级计算机—曙光4000Ao

■曙光公司总裁历军介绍，正在建设的曙光4000A将采用

2192颗主频2.4G的64位AMDOpteron800处理器，计算

节点为512个，单个节点均为2U-4路的64位高性能计算

机，该机拥有高达2256G的内存容量，30TB磁盘容量和

基于多级交叉开关的高速互连网络，运算峰值超过每秒10

万亿次，建成后，不仅将是中国最快的超级计算机，也将

是世界上最快的集群式超级计算机。

■曙光4000A将于2003年9月实现计算机节点批量生产；

2004年1月用户试算；2004年3月完成系统；2004年6月

用户安装。

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曙光4000A概念图

代号为“红色网格”，2192颗CPU,2256G

的内存容量，运算峰值超过每秒10万亿次…

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国防科大研制的“银河”系列巨型机

■1997年6月，银河-III超级计算

机研制成功。中国成为世界上

少数几个能研制和生产大规模

并行计算机系统的国家之一。

银河III采用分布共享存储结构,

峰值性能达到每秒130亿浮点

足算。92年银河-II

■1999年11月,,银河-IV型巨型亿次机

机开始研制。10

■2002年11月19由国防科技大

学计算机学院研制的新一代

“银河”高性能实时仿真计算

机系统在长沙通过技术鉴定。

试运行期间，曾成功地对航天97年银河-m

运载火箭及多个重大任务的控百亿次机

制系统进行了多次实时仿真试

验。[]

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世界超级计算机

全球TOP500排行榜

■世界超级计算机TOP500排名，是由国际专业评

价超级计算机性能的组织—“TOP500”倡导发起

的。该组织于1993年成立，每年6月和11月各发

布一次全世界已安装并在使用的运算速度最快的

前500台超级计算机的排名，截至到2003年6月27

日为止，已经进行了21届。

■到2003年6月排名第一的是NEC公司的Earth-

Simulator/5120超级计算机，运算速度达到

35.86万亿次。

■曙光4000A开发成功,将在全球超级计算机Top

500强中排名第三（按今年6月23日排名）。

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最新消息：深腾1800闯入世界超级计算机

全球TOP500排行榜

中国生产的超级计算机第一次进入高

性能计算TOP500排名是在2002年11

月，就是由联想集团研制成功具有自

主知识产权核心技术的三台万亿次超

级计算机——“深腾1800”，实际运算

速度达到每秒1.046万亿次，在2003

年6月排名第51位、98位和299位。

20组机柜、526个高性能“奔腾4”

机型CPU、1800多个小型风扇、近

总万彳米网线、实测性能达到每秒

一▲一一―；7000

1万亿次浮点运算……02年8月

成野29日，联想集团和中科院数学与

计算所联合召开新闻发布会，宣

布了一个喜人的消息：我国首台

万亿次计算机诞生了。

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IBM：将为美能源部造世界最快超级计算机

■2002年11月19日，旧M公布了两台目前世界上运算速度最

快计算机的制造计划，这是蓝色巨人和美国能源部达成的

一项价值2亿9000万美元合同的一个组成部分。旧M官员

指出，这两台超级计算机联合起来的计算处理能力将超过

目前世界上计算能力最强的500台超级计算机的总和。

■旧M将提供的第一台超级计算机名为ASCIPurple,它的

运算速度将达到每秒100万亿次，即每秒100兆次浮点计

算的水平。这台计算机被视为深蓝(DeepBlue)的直系彳爰

裔。ASCIPurple将在2004年交付使用，届时能源部的国

家原子能安全督理署将使用ASCIPurple来模拟美国原子

武器的老化及其处理过程。

■第二台超级计算机目前被命名为BlueGene/L,它的计算

能力将明显超过ASCIPurple,达到每秒360万亿次的水平,

预计在2005年交付使用。能源部计划把这台计算机供各个

国家实验室使用，用於武器、生物技术和高能爆炸的模拟

计算。

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Mainframecomputers

主机

■包括通常说的大、中、小型计算机。运算速度几千万次/

秒，价值几万〜几百万美元。主要用于银行、航空公司、

保险公司、邮购商店、高校和税收局等。

IBMz系列z900服务器旧Mz系列Z990服务器

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国产大中型计算机

中科院计算技术研究所国

家智能机中心研制的每秒

200亿次的曙光2000型超

级服务器

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Workstations：工作站

■80年代初期出现，是一种价格昂贵、功能强大的

桌面计算机，主要供工程师们、科学家们、特效

设计师们使用，如设计飞机机身、研制处方药品、

影视特效制作等。

IntelliStation专业图形工作站

Pro

IntelliStationPro专业图形工作站

具有顶级的应用性能、可露性以

及於完全可以信赖的旧M服务于

技术支排

图：IBM图形工作站

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Microcomputers:微型计算机

■又称为“个人计算机”（PC机），可以放

置在桌面上，或可以出行携带。通常有：

■Desktop（台式机）

■Notebook（笔记本机）

■Personaldigitalassistant（PDA）（个人数字助理）

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台式机与笔记本电脑

Delr7Dimension™2400Dell™Insplron™5100

台式机笔记本电脑

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Multimediacomputers

多媒体电脑

■一台普通电脑，配上

声卡、音箱、光盘驱

动器等，不但可以进

行各种运算和数据处

理，还可播放或制作

各种影视和音乐节目，

称为“多媒体电脑"。

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计算机主板：扩展槽

ATX电潮缸］插座PHCPD插槽SLOT

鼠标接口插座

屣盘接口插座

USB接口插座

DE接口插座

电池

接口插针座

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声卡和音箱

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Microcontrollers:微控制器

■亦称为“嵌入式”、

“专用型”或“隐藏式”

计算机。微控制器实际

上是安装在各种智能设

备（如电脑控制的微波

炉、袖珍计算器等）中

的微型计算机芯片（通

常称为“单片机”）。

■你格一般在几〜几十美

JLo

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单片机芯片SST89c58单片机

89c58

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正面

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•泞;十日对

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1.7计算机发展史

MilestonesinComputerDevelopment

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分析仪等。最早研制电

子计算机,是为了解决

科技进步特别是军事应

用方面运算量越来越大

的问题。

P1.16图1.6

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世界上第一台电3计算机

■诞生于1946年2月的世界上第一台电子计算机，是为

美国陆军计算枪炮火力表而研制。每张火力表需要

计算数百条弹道，一条飞行时间为60秒的弹道，手摇

计算机20小时，大型微分分析仪15分钟。军方要求每

天计算机6张火力表。

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ENIAC（埃尼亚克）

这台名为ENIAC

（电子数字积分计

算机的缩写）的机

器，使用18800个

电子管，1500多

个继电器，耗电

150千瓦，占地

170平方米，重达

30吨，可谓“庞然

大物”也。

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电子计算机时代的到来

■ENIAC由美国宾夕法尼亚州立大

学莫尔学院设计研制，价值40多

万美元，运算速度5000次/秒。今

天看来，其运算速度低得可怜（稍

高档的计算器即可达到），而在当

时，计算一条弹道时间缩短为30

秒。它运算两小时，相当于一个

物理学家100年的手工计算，不能

不说是一个划时代的事件——表

明了电子计算机时代的到来。

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计算机史

从1946年到今天，计

算机技术已经经历了

四次革命性的变化

（四代），一代比一

代体积缩小，功能增

大，价格下降。

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第一代(1946-1958)

■电子技术，核心元件

电子管，几千次/秒，

用于军事与科学研究。

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第二代(19594963)

半导体技术，核心元

件晶体管，几十万次/

秒，用于科学计算、

数据和事务处理。

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第三代(1964-1970)

■固体物理技术，核心

元件中小规模集成电

路，在几平方毫米单

晶硅片上集成十几个

至上百个电子元件；

几十万至几百万次/秒;

用于各个科学领域。

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第四代（1971至今）

■核心元件大规模和超

大规模集成电路（如

“奔腾4处理器”包含

4200万个晶体管）；上

千万次至上亿次/秒；

进入现代社会各个领

域。

■超大规模集成电路应

用的直接结果是微型

计算机的诞生。

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今天之计算机

■迄今为止的四代计算机都是按美籍匈牙利数学家

冯・诺依曼提出的工作原理设计制造的，所以也称

为“冯・诺依曼型计算机”。

■随着技术的发展，今天的计算机已不再是一种单

纯的计算工具。今天的计算机，除了高速运算

（数十亿次/秒），还有逻辑处理功能，是一种具

有强大信息处理能力的“智能化机器"。换言之,

计算机应用已从单纯的数值计算转入信息处理领

域。正因为如此，才使计算机走出科研院所的

“象牙之塔”，进入现代社会的各个领域。今天

的电子计算机，不仅会高速进行各种各样的科学

计算，而且象人脑一样，会“判断”，会“思

考”，会迅速果断地处理各种问题。所以，越来

越多的人开始把计算机叫做“电脑”。

中南工业学校计算机教研室2008年11日

计算机发展史上的重要人物

「英国数学家图灵(Turing):创建了自动机理论，发

展了可计算机性理论，奠定了人工智能的基础。

「美籍匈牙利数学家冯・诺依曼(VonNeumann):确

立了现代计算机的基本结构，即冯・诺依曼体系结

构。其要点是

■计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备

和输出设备五大部分组成

■数据和指令(程序)以二进制代码形式不加区

别地在执行前存放在存储器中

■存储程序和数据的概念

中南工业学校计算机教研室2008年11日

图灵奖：计算机界的诺贝尔奖

■ACM是美国计算机学会的缩写。最初这是美国的一个学术

性组织，现在是美国乃至全世界最重