新一代信息技术与人工智能 课件 第1章 踏入电脑的神奇大门

第一章

踏入电脑的神奇大门本章导读由于计算机的迅速发展，计算机已渗透各行各业。在日常生活、学习和工作中，计算机已成为常用工具。对计算机的发展与分类、特点及应用和前沿技术有所了解，便于人们从当前主流的计算机中购买到性价比最优的计算机；对计算机基本工作原理有所掌握，便于对计算机软硬件做日常性维护。学习目标1.了解计算工具从古代到现代的演变过程。2.掌握计算机发展的四个阶段及其特点。3.理解图灵机的基本概念及其对现代计算机的理论贡献。4.掌握冯•诺依曼结构的核心思想，理解计算机的工作原理。5.掌握计算机硬件系统的组成及其功能；理解计算机软件的分类。目录01初识计算机04计算机的主要技术指标03计算机系统的组成02图灵机与冯•诺依曼结构05如何选购一台符合自己需要的计算机初识计算机01初识计算机--计算工具演变计算机与计算（computation）是密切相关的。计算是数学的基础，也是计算机的基础。自古以来，人类就在不断的发明和改进计算工具。初识计算机--计算机发展史1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机（electronicnumericalintegratorandcomputer,ENIAC）1946年6月，冯·诺依曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》初识计算机--计算机发展史第一代（1946—1956年）：电子管计算机时代第二代（1957—1964年）：晶体管计算机时代第三代（1965—1970年）：集成电路计算机时代第四代电子计算机（1971－至今）：大规模集成电路电子计算机计算机的分类计算机可以分为超级计算机、大型计算机、小型计算机、工作站、微型计算机和服务器。超级计算机，又称巨型机或超级电脑，是所有计算机中性能最高、功能最强、速度极快、存储量巨大、结构复杂、价格昂贵的一类计算机。计算机的分类计算机可以分为超级计算机、大型计算机、小型计算机、工作站、微型计算机和服务器。大型计算机，又称大型机，是计算机中通用性能较强的一类，功能、速度、存储量仅次于巨型机，具有比较完善的指令系统和丰富的外部设备，很强的管理和处理数据的能力，主要用于大型企业、金融系统、高校、科研院所等，作为服务器或计算中心使用。计算机的分类计算机可以分为超级计算机、大型计算机、小型计算机、工作站、微型计算机和服务器。小型计算机，又称小型机，是计算机中性能较好、价格便宜、应用领域广泛的一类计算机。主要用于科学计算、数据处理、自动控制等领域，备受中小企业欢迎计算机的分类计算机可以分为超级计算机、大型计算机、小型计算机、工作站、微型计算机和服务器。服务器是可以被网络用户共享、为网络用户提供服务的一类高性能计算机，一般都配置多个CPU，有较高的运行速度，并具有超大容量的存储设备和丰富的外部接口，主要用于网络服务和数据存储等领域。网站服务器、数据库服务器、文件服务器等都是服务器的常见应用形式。计算机的分类计算机可以分为超级计算机、大型计算机、小型计算机、工作站、微型计算机和服务器。工作站是一种介于PC（个人计算机）和小型机之间的高档微型机系统，通常配有大容量的主存、高分辨大屏幕显示器、较高的运算速度和较强的网络通信能力，具有大型机或小型机的多任务、多用户能力，且兼有微型机的操作便利和良好的人机界面，主要用于图像处理和计算机辅助设计（CAD/CAM）等领域。计算机的分类计算机可以分为超级计算机、大型计算机、小型计算机、工作站、微型计算机和服务器。微型计算机，又称微型机或者个人计算机（PC:PersonalComputer），是应用领域最广泛、发展最快的一类计算机。它采用微处理器作为核心部件，体积小、价格便宜、灵活、性能好，广泛应用于办公自动化、信息检索、家庭教育和娱乐等多个领域。笔记本电脑、台式机、平板电脑、智能手表等都属于微型计算机的范畴。图灵机与冯•诺依曼结构02图灵机与冯•诺依曼结构--图灵与图灵机阿伦·图灵（AlanMathisonTuring，1912-1954）图灵1936年提出了一种理想的计算机器的抽象模型，后人称为“图灵机”图灵机与冯•诺依曼结构--冯•诺依曼结构冯·诺依曼结构（VonNeumannArchitecture），也称为普林斯顿结构，是一种计算机体系结构的概念模型，由数学家和早期计算机科学家约翰·冯·诺依曼提出。1.控制器2.运算器3.存储器4.输入设备5.输出设备图灵机与冯•诺依曼结构--计算机工作原理①控制器控制输入设备将数据和程序从输入设备输入到内存储器。②在控制器指挥下，从存储器取出指令送入控制器。③控制器分析指令，指挥运算器、存储器执行指令规定的操作。④运算结果由控制器控制送存储器保存或送输出设备输出。⑤返回到第②步，继续取下一条指令，如此反复，直到程序结束。计算机系统的组成03计算机系统的组成完整的电子计算机系统（简称计算机）是由硬件（系统）和软件（系统）两大部分组成的计算机系统的组成--计算机硬件计算机硬件是指构成计算机系统的各种物理组件和设备，这些组件和设备共同协作，协同工作，以执行各种计算任务、处理数据信息以及与用户进行交互操作。计算机系统的组成--计算机软件计算机系统是在“裸机”的基础上，通过安装相应软件后，向用户呈现出友好的使用界面和强大的功能，通常计算机软件可分为系统软件和应用软件两大类。计算机的主要技术指标04计算机的主要技术指标--图灵与图灵机电子计算机的技术指标是用来评价计算机性能、以方便用户选择与使用计算机的参考数据。1.字长2.运算速度3.存储容量4.存取周期如何选购一台符合自己需要的计算机05如何选购一台符合自己需要的计算机--明确需