计算机科学基础第一课

1、Chapter 1 Introduction,CS，ZJU 2020/9/4,Overview,计算机是什么 数据处理机模型 现代计算机模型 计算机系统 信息系统 因特网和万维网 计算机文化和计算思维,Computer Science,专业术语？ 概念？ Fundamentals of CS 涵盖了计算机的方方面 科学的计算机 工具的计算机,1.1 计算机是什么,Computer从事计算工作的人 Computer Science Computer Technology Computer Engineering Information Technology，IT 从技术上 体积小，功能强 从用途

2、上 专业到消费品,计算机和计算,Computer and Computation 计算 数学的基础 计算机的基础 期望： 计算机实现数学意义上的“自动计算” 现实： 客观世界的形态被“数字化” 计算机素质 知道它，知道它是如何做到的,计算机的定义,计算机是一种现代化的信息处理工具，它对信息进行处理并提供结果，其结果（输出）取决于所接收的信息（输入）及相应的处理算法 计算机科学技术百科全书 核心词汇 工具 处理 信息 算法,计算机科学与技术,CS and CT 计算机的设计、制造，以及运用计算机进行信息的获取、表示、存储、处理、控制等的相关理论、原则、方法和技术 CS 研究现象和揭示其规律 CT

3、 研制计算机和使用计算机进行信息处理的方法和手段,1.2 数据处理机模型,Data Processor Computer 处理数据(Data)，得到信息(Information) Data 原材料 Information 制成品 数据处理器模型 黒盒模型 带有程序功能的处理机模型,黑盒模型,定义了计算机的功能，给出了计算机的基本属性，即 计算机就是处理数据的机器,具有程序能力的数据处理机,程序（Program） 简单地被理解为按照预定的步骤进行工作 程序是处理数据的算法的具体实现,具有程序能力的处理机模型,计算机的灵活性 不同的数据，相同的程序，不同的结果 相同的数据，不同的程序，相同的结果

4、程序原理 能够按照“程序”进行工作 程序是事先编制好并存放在计算机内部的,1.3 现代计算机模型,冯诺依曼计算机,现代计算机模型,定义了计算机的5个组成部分 输入 Input 运算 Arithmetic Logic Unit 存储 Memory 控制 Controller 输出 Output 巴贝奇（Charles Babbage，17921871） IPOS CPU = ALU +Controller 三个子系统 CPU、Memory、I/O,程序存储原理,现代计算机模型要求 程序在执行前存放到存储器中 还要求程序和数据采用同样的格式 程序存储原理 如何使计算机自动执行程序 程序存储原理解决

5、的问题 程序存储的另一个重要的理由是 程序的“重用”,1.4 计算机系统,硬件系统,计算机的物理设备叫做硬件（Hardware） 实现计算机操作过程、输入、输出互联的各种电子设备 术语计算机设备（Device）既可以指一个价值数亿的巨型计算机系统，也指一个只有数十元的鼠标器 第一台现代计算机 1946年的ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer，电子数字积分计算机）,计算机历史,计算机历史硬件史 19461958 电子管 19591963 晶体管 19631975 集成电路（IC） 1975 大规模集成电路（LSIC） PC and

6、Internet,计算机类型,按计算机的规模及销售价进行划分 千万USD： Supercomputer 天河-1A：主机的处理器达到186368个，运算速度达到了每秒2570万亿次。 数百万USD： Mainframe Computer 小型计算机 PC，微型计算机 嵌入式系统 智能手机,计算机软件,软件：“看不见”的，却是不可或缺的 所有与计算机相关的文档、程序、语言等都可以归类为软件 软件系统 系统软件：把服务于计算机本身 应用软件：解决特定问题 软件的进化 从专业到产业,计算机是如何运行的,通电后 CPU执行启动程序BIOS 操作系统调入内存 BIOS引导后 计算机由操作系统管理和控制,

7、1.5 信息系统,信息系统有6个要素 硬件 软件 数据/信息 人/用户（People or User） 计算机有两类用户，一类是以计算机为职业的 另一类用户主要就是使用计算机，大多数用户属于这一类。 过程/处理 通信,1.6 因特网和万维网,Network：两台以上的计算机互连 世界上最大的网：Internet 目的：资源共享 网络的网络 管理上：无中心 特性开放 虚拟社会 网上的各种社会形态：现实世界的Copy,万维网,World Wide Web WWW 简称为Web 中文名为万维网 原为Internet的一种应用（技术） Link and Webpage and Website 现实：Internet的代名词 第一个浏览器软件： Mosaic 免费的浏览器,1.7计算机文化和计算思维,Computer Literacy 理解计算机是什么 它如何被作为资源使用 Computational Thinking 是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动 本质： Abstraction、Automation 状态和过程,计算思维的特征,思考题,1回忆一下你使用计算机的经历，列举你使用计算机做过的事情。你是否考虑过将研究计算机作为你的职业，为什么？ 2 写一篇2000字以内的