1計算機(jī)的起源與發(fā)展歷程

1、1.1 計算機(jī)的起源與發(fā)展歷程,1.1.4 現(xiàn)代計算機(jī)的分類,1.1.3 電子計算機(jī)的發(fā)展階段,1.1.2 電子計算機(jī)的問世,1.1.1 計算機(jī)的起源,第1講 計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一),1.1.5 未來計算機(jī)技術(shù)發(fā)展展望,1.2 計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用,1.3.1 計算機(jī)系統(tǒng)的組成,1.2.2 計算機(jī)應(yīng)用與信息社會,1.2.1 計算機(jī)的特性與應(yīng)用,1.3.2 計算機(jī)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成,1.3 計算機(jī)系統(tǒng)的組成與

2、工作原理,了解計算機(jī)的起源與發(fā)展歷程，計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用，掌握計算機(jī)的組成和計算機(jī)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。,教學(xué)目標(biāo)及基本要求,教學(xué)重點(diǎn),計算機(jī)的組成和計算機(jī)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。,第1講 計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一),教學(xué)難點(diǎn),計算機(jī)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成。,計算機(jī)的起源 電子計算機(jī)的問世 電子計算機(jī)的發(fā)展階段 現(xiàn)代計算機(jī)的分類 未來計算機(jī)技術(shù)發(fā)展展望,教學(xué)內(nèi)容,第1講 計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一),計算機(jī)的特性與應(yīng)用計算機(jī)應(yīng)用與信息社會

3、計算機(jī)系統(tǒng)的組成計算機(jī)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成,教學(xué)內(nèi)容,第1講 計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一),1學(xué)時,教學(xué)時間,第1講 計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識概述(一),1.1 計算機(jī)的起源與發(fā)展歷程,1.1.1 計算機(jī)的起源,1．最早的計算工具：人的雙手（圖1-1所示）,圖1-1 人的雙手,2．勞動實踐中發(fā)明的計算工具,原始社會：結(jié)繩、壘石 春秋戰(zhàn)國：算籌 唐代末：算盤（圖1-2所示）,1.1.1 計算機(jī)的起源,圖1-2 算盤,3．十七世紀(jì)以來出現(xiàn)

4、的計算工具,1622年英國數(shù)學(xué)家奧特瑞德 ：計算尺 1642年法國物理學(xué)家帕斯卡 ：齒輪式加減法器 1673年德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲 ：能進(jìn)行四則運(yùn)算的機(jī)械式計算機(jī),1.1.1 計算機(jī)的起源,3．近代的計算機(jī)發(fā)展,1822年英國數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇 ：差分機(jī) 1834年英國數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇 ：分析機(jī) 1944年美國科學(xué)家霍德華·艾肯 ：提出用機(jī)電方法來實現(xiàn)巴貝奇分析機(jī)，制造出Mark I 計算

5、機(jī),1.1.1 計算機(jī)的起源,已使計算機(jī)具有輸入、處理、存儲、輸出及控制5個基本裝置的構(gòu)想，建構(gòu)了今天電子計算機(jī)硬件系統(tǒng)組成的基本框架 。,1.1 計算機(jī)的起源與發(fā)展歷程,1.1.2 電子計算機(jī)的問世,1．計算機(jī)發(fā)展中最杰出的代表人物,英國的艾蘭·圖靈,主要貢獻(xiàn)：一是建立了圖靈機(jī)（TM）的理論模型，對數(shù)字計算機(jī)的一般結(jié)構(gòu)、可實現(xiàn)性和局限性產(chǎn)生了意義深遠(yuǎn)的影響；二是提出了定義機(jī)器智能的圖靈測試（Turing Test），奠定

6、了“人工智能”的理論基礎(chǔ)。,,計算機(jī)發(fā)展中最杰出的代表人物,美籍匈牙利人馮·諾依曼,在純粹數(shù)學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、量子物理學(xué)、邏輯學(xué)、氣象學(xué)、軍事學(xué)、計算機(jī)理論及應(yīng)用、對策論和經(jīng)濟(jì)學(xué)諸領(lǐng)域都有重要建樹和貢獻(xiàn)。 首先提出了在計算機(jī)內(nèi)存儲程序的概念，使用單一處理部件來完成計算、存儲及通信工作，使具有“存儲程序”的計算機(jī)成為現(xiàn)代計算機(jī)的重要標(biāo)志。,,1.1.2 電子計算機(jī)的問世,第一臺電子計算機(jī) ：埃尼亞克（ENIAC），如圖1-3

7、所示。,1946年2月14日誕生于美國。需要功率150 kW，17 000多只電子管、10 000多只電容器、7 000多只電阻、1 500多個繼電器，占地160 m2，重30 t，是名符其實的龐然大物。優(yōu)點(diǎn)：每秒能夠完成加法運(yùn)算5 000次。利用它計算炮彈從發(fā)射到進(jìn)入軌道的40個點(diǎn)僅用了3 s，而用手工操作臺式計算機(jī)則需7～10小時，速度提高了8 400倍以上。缺點(diǎn)：不能存儲程序、使用十進(jìn)制數(shù)、且在機(jī)外用線路連接的方法來編排程序等嚴(yán)

8、重缺陷。 ENIAC宣告了電子計算機(jī)時代的到來。,2．計算機(jī)發(fā)展的“第一”,第一臺電子計算機(jī)：埃尼亞克(ENIAC),圖1-3 埃尼亞克(ENIAC),計算機(jī)發(fā)展的“第一”,第一臺“存儲程序”式計算機(jī)：EDVAC（離散變量自動電子計算機(jī)），1952年研制成功并投入使用，其運(yùn)算速度是 ENIAC的 240倍。 第一臺“存儲程序”控制的實驗室計算機(jī)： EDSAC ， 1949年5月在英國劍橋大學(xué)完成。 第一臺“存儲程序”控制的

9、商品化計算機(jī)： UNIVAC-I，1951年問世。,1.1 計算機(jī)的起源與發(fā)展歷程,1.1.3 電子計算機(jī)的發(fā)展階段,1．電子管計算機(jī)（1946～1957年 ）,組成：基本邏輯元件是電子管，內(nèi)存儲器采用水銀延遲線或磁鼓，外存儲器采用磁帶等。 特點(diǎn)：速度慢，可靠性差，體積龐大，功耗高，價格昂貴。 編程語言：機(jī)器語言，匯編語言。 代表產(chǎn)品：ENIAC、EDSAC、UNIVAC-Ⅰ等。 應(yīng)用領(lǐng)域：軍事研究中的科學(xué)計算。,1.1.

10、3 電子計算機(jī)的發(fā)展階段,2．晶體管計算機(jī)（1958～1964年 ）,組成：基本邏輯元件為晶體管，內(nèi)存大量使用磁性材料制成的磁芯，外存采用磁盤和磁帶。 特點(diǎn)：體積小，重量輕，速度快，邏輯運(yùn)算功能強(qiáng)，可靠性大大提高。 編程語言：匯編語言，F(xiàn)ORTRAN、COBOL等。 代表產(chǎn)品：IBM 700系列。 應(yīng)用領(lǐng)域：擴(kuò)展到數(shù)據(jù)處理和工業(yè)控制方面。,1.1.3 電子計算機(jī)的發(fā)展階段,3．集成電路計算機(jī)（1965～1970年 ）,組

11、成：基本邏輯元件為中小規(guī)模集成電路，內(nèi)存大量使用半導(dǎo)體存儲器，而外存大量使用高速磁盤。 特點(diǎn)：體積、功耗減小，可靠性、運(yùn)行速度提高，內(nèi)存容量大，價格低。 編程語言：操作系統(tǒng)，BASIC，Pascal等。 代表產(chǎn)品：IBM 360和PDP-11等。 應(yīng)用領(lǐng)域：已擴(kuò)大到各個領(lǐng)域。,1.1.3 電子計算機(jī)的發(fā)展階段,4．大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機(jī)(1971年至今),組成：基本邏輯元件為大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。內(nèi)存采用半導(dǎo)

12、體存儲器，外存則采用大容量磁盤和光盤。 特點(diǎn)：計算機(jī)速度達(dá)到每秒幾百萬次至上億次。 編程語言：VC++等面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言。 代表產(chǎn)品：巨型機(jī)，工作站，微型計算機(jī)，個人計算機(jī)（PC）等。,1.1 計算機(jī)的起源與發(fā)展歷程,1.1.4 現(xiàn)代計算機(jī)的分類,1．巨型機(jī)：也稱為超級計算機(jī),特點(diǎn)：占地最大，價格最貴，功能最強(qiáng)，浮點(diǎn)運(yùn)算速度最快（1998年已達(dá)3.9萬億次/秒）。 應(yīng)用領(lǐng)域：多用于戰(zhàn)略武器（如核武器和反導(dǎo)彈武器）的設(shè)計

13、，空間技術(shù)，石油勘探，中、長期天氣預(yù)報以及社會模擬等領(lǐng)域。 是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)實力與科技水平的重要標(biāo)志。,1.1.4 現(xiàn)代計算機(jī)的分類,2．小巨型機(jī)：也稱為小型超級電腦或桌上超級計算機(jī),出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代中期。該機(jī)的功能略低于巨型機(jī)，速度達(dá)1 GFLOPS，即每秒10億次，而價格只有巨型機(jī)的十分之一，可滿足一些特殊用戶的需求。,3．大型主機(jī)：也稱為大型電腦,特點(diǎn)：大型、通用，具有很強(qiáng)的處理和管理能力。 應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于大銀行、

14、大公司、規(guī)模較大的高校和科研院所。,1.1.4 現(xiàn)代計算機(jī)的分類,4．小型機(jī),特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本較低，不需要長期培訓(xùn)即可維護(hù)和使用。 應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于廣大中、小用戶。,1.1.4 現(xiàn)代計算機(jī)的分類,5．工作站,特點(diǎn)：是介于PC與小型機(jī)之間的一種高檔微機(jī)，其運(yùn)算速度比微機(jī)快，且有較強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)功能 。 應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于特殊的專業(yè)領(lǐng)域，例如圖像處理、計算機(jī)輔助設(shè)計等。,1.1.4 現(xiàn)代計算機(jī)的分類,6．個人計算機(jī)：也就是PC

15、機(jī),特點(diǎn)：設(shè)計先進(jìn)（總是率先采用高性能處理器CPU）、軟件豐富、功能齊全、價格便宜 。 應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用非常廣泛，幾乎無處不在，無所不用，除了臺式的，還有膝上型、筆記本型、掌上型、手表型等。,1.1.4 現(xiàn)代計算機(jī)的分類,1.1 計算機(jī)的起源與發(fā)展歷程,1.1.5 未來計算機(jī)發(fā)展展望,計算機(jī)發(fā)展的整體趨勢：,1.1.5 未來計算機(jī)發(fā)展展望,1．超越馮·諾依曼結(jié)構(gòu)（兩個方向）,創(chuàng)建新的程序設(shè)計語言，即所謂的“非馮·

16、諾依曼語言”：LISP、PROLOG和F.P.LISP語言等。 從計算機(jī)元件方面，提出了與人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相類似的新型超大規(guī)模集成電路的設(shè)想，即“分子芯片”。,1.1.5 未來計算機(jī)發(fā)展展望,2．高速計算機(jī),新近研制的“空氣膠滯體”導(dǎo)線在傳輸信號的過程中幾乎不吸收任何信號，并可以降低電耗，從而成倍地提高計算機(jī)的運(yùn)行速度。 運(yùn)算速度最快的Linux超級計算機(jī)：美國IBM公司制造的兩臺IBM Linux集群計算機(jī)，每秒可執(zhí)行2萬億次浮點(diǎn)

17、運(yùn)算。,1.1.5 未來計算機(jī)發(fā)展展望,3．生物計算機(jī)（20世紀(jì)80年代中期開始）,特點(diǎn)：采用了生物芯片，由蛋白質(zhì)分子構(gòu)成。信息以波的形式傳播，運(yùn)算速度非常快，能耗低，存儲能力大，具有生物體的一些特點(diǎn)，如能自動修復(fù)芯片故障，還能模仿人腦的思考機(jī)制。 應(yīng)用：美國首次公布的生物計算機(jī)被用來模擬電子計算機(jī)的邏輯運(yùn)算，解決虛構(gòu)的7城市間最佳路徑問題。,1.1.5 未來計算機(jī)發(fā)展展望,4．光學(xué)計算機(jī),定義：就是利用光作為信息的傳輸媒體。

18、光子的優(yōu)點(diǎn)：速度等于光速，具有頻率及偏振特征，傳輸信息能力強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)。 光學(xué)計算機(jī)特點(diǎn)：并行能力強(qiáng)，具有超高速的運(yùn)算潛力，且在室溫下就可以正常工作。,光學(xué)計算機(jī),研究成果：由法國、德國等60多名科學(xué)家聯(lián)合研制開發(fā)成功的世界上第一臺光學(xué)計算機(jī)，其運(yùn)算速度比目前世界上最快的超級計算機(jī)快1 000多倍，并且準(zhǔn)確性極高。 研究現(xiàn)狀：目前光學(xué)計算機(jī)的許多關(guān)鍵技術(shù)，如光存儲技術(shù)與光存儲器、光電子集成電路等都已取得重大突破。,1.1.5

19、未來計算機(jī)發(fā)展展望,5．量子計算機(jī),定義：是指利用處于多現(xiàn)實態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計算機(jī)。這種多現(xiàn)實態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。 優(yōu)點(diǎn)： 解題速度快。 存儲量大。 搜索功能強(qiáng)。 研究成果：美國科學(xué)家已成功實現(xiàn)了4量子位邏輯門，取得了4個鋰離子的量子纏結(jié)狀態(tài)。,,1.2 計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用,1.2.1 計算機(jī)的特性與應(yīng)用,1．計算機(jī)的基本特性,運(yùn)算速度快：第

20、一臺電子計算機(jī)的運(yùn)算速度是每秒5 000次，小型機(jī)：幾百萬次/秒，巨型機(jī)：幾十億甚至幾百億次/秒。 運(yùn)算精度高：計算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制進(jìn)行運(yùn)算，計算的精確度取決于字長和算法。從理論上講，計算機(jī)的運(yùn)算精度是不受限制的。,計算機(jī)的基本特性,具有邏輯判斷能力 ：由于二進(jìn)制的采用，使得計算機(jī)可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算并作出判斷和選擇，使其在某種程度上更接近于“人腦”。 具有超強(qiáng)的記憶能力 ：計算機(jī)的存儲器中可以存儲海量的數(shù)據(jù)，是單純的人腦所不能及的。

21、 具有自動控制能力：計算機(jī)具有邏輯判斷能力和記憶能力，使得計算機(jī)可以在無需人為干預(yù)的情況下自動按照程序設(shè)定完成既定任務(wù)。,計算機(jī)的基本特性,具有網(wǎng)絡(luò)功能：大型企事業(yè)單位，可以通過計算機(jī)進(jìn)行信息處理，并通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息傳輸和共享，實現(xiàn)其管理工作。目前最大、應(yīng)用范圍最廣的“國際互聯(lián)網(wǎng)”（Internet），連接了全世界190多個國家和地區(qū)的幾千萬臺計算機(jī)。網(wǎng)上的所有計算機(jī)用戶可共享網(wǎng)上資料、交流信息、互相學(xué)習(xí)。,1.2.1 計算機(jī)的特性與

22、應(yīng)用,2．計算機(jī)的應(yīng)用,（1）科學(xué)計算 也稱為數(shù)值計算，主要是將計算機(jī)用于科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)學(xué)問題的計算。是計算機(jī)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，例如，氣象預(yù)報、地震探測、導(dǎo)彈衛(wèi)星軌跡的計算等。,計算機(jī)的應(yīng)用,（2）數(shù)據(jù)處理 也稱信息處理，是對大量非數(shù)值數(shù)據(jù)（文字、符號、聲音、圖像等）進(jìn)行加工處理，例如，編輯、排版、分析、檢索、統(tǒng)計、傳輸?shù)取V泛應(yīng)用于辦公自動化、情報檢索、事務(wù)管理等。近年來，利用計算機(jī)來綜合處理文字、

23、圖形、圖像、聲音等的多媒體數(shù)據(jù)處理技術(shù)，已成為計算機(jī)最重要的發(fā)展方向。目前數(shù)據(jù)處理已成為計算機(jī)應(yīng)用的主流。,計算機(jī)的應(yīng)用,（3）過程控制 又稱實時控制，指用計算機(jī)及時采集動態(tài)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并按最佳值迅速地對控制對象進(jìn)行自動控制或調(diào)節(jié)。不僅可以大大提高控制的自動化水平，而且可以提高控制的及時性、準(zhǔn)確性和可靠性。主要應(yīng)用于冶金、石油、化工、紡織、水電、機(jī)械、航天等工業(yè)領(lǐng)域，在軍事、交通等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。,計算機(jī)的應(yīng)用,（

24、4）企業(yè)管理 計算機(jī)管理信息系統(tǒng)的建立，使各企業(yè)的生產(chǎn)管理水平登上了新的臺階。大型企業(yè)生產(chǎn)資源規(guī)劃管理軟件（如MRP II）的開發(fā)和使用，為企業(yè)實現(xiàn)全面資源管理、生產(chǎn)自動化和集成化、提高生產(chǎn)效率和效益奠定了牢固的基礎(chǔ)。,計算機(jī)的應(yīng)用,（5）電子商務(wù) 是指通過計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的商務(wù)活動。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建成，使得金融業(yè)務(wù)率先實現(xiàn)自動化，電子貨幣改傳統(tǒng)的貨幣交易方式為“電子貿(mào)易” ，不僅方便快捷，且減少了現(xiàn)金的流通量，避

25、免了貨幣交易的風(fēng)險和麻煩。以銀行為例，自動化的實現(xiàn)可使銀行每日處理上百萬筆業(yè)務(wù)，交易價值達(dá)上百萬美元。,計算機(jī)的應(yīng)用,（6）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用（Database Applications） 是計算機(jī)應(yīng)用的基本內(nèi)容之一。任何發(fā)達(dá)國家，從國民經(jīng)濟(jì)信息系統(tǒng)和跨國科技情報網(wǎng)到個人的親友通信、銀行儲蓄，均與數(shù)據(jù)庫打交道。辦公自動化與生產(chǎn)自動化也離不開數(shù)據(jù)庫的支持。,計算機(jī)的應(yīng)用,（7）人工智能（Artificial Intelligence）

26、 也稱智能模擬，是將人腦進(jìn)行演繹推理的思維過程、規(guī)則和采取的策略、技巧等編制成程序，在計算機(jī)中存儲一些公理和規(guī)則，然后讓計算機(jī)去自動進(jìn)行求解。主要應(yīng)用在機(jī)器人、專家系統(tǒng)、模擬識別、智能檢索等方面，此外還在自然語言處理、機(jī)器翻譯、定理證明等方面得到應(yīng)用。,計算機(jī)的應(yīng)用,（8）文化教育 利用高速信息公路網(wǎng)可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離雙向交互式教學(xué)和多媒體結(jié)合的網(wǎng)上教學(xué)方式。它改變了傳統(tǒng)的以教師課堂傳授為主、學(xué)生被動學(xué)習(xí)的方式，使學(xué)習(xí)

27、的內(nèi)容和形式更加豐富靈活，同時也加強(qiáng)了信息處理、計算機(jī)通信技術(shù)和多媒體等方面內(nèi)容的教育，提高了全民族的文化素質(zhì)與信息化意識。,計算機(jī)的應(yīng)用,（9）計算機(jī)模擬（Computer Simulation） 是用計算機(jī)程序代替實物模型來做模擬實驗。既廣泛應(yīng)用于工業(yè)部門，也適用于社會科學(xué)領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的“虛擬現(xiàn)實（VR）”新技術(shù)將成為21世紀(jì)初期最有前景的新技術(shù)之一。,計算機(jī)的應(yīng)用,（10）計算機(jī)輔助系統(tǒng) 包

28、括計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助制造和計算機(jī)輔助教育等。 計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）：是指用計算機(jī)幫助各類設(shè)計人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品設(shè)計。例如，飛機(jī)、船舶、建筑、機(jī)械和大規(guī)模集成電路設(shè)計等。,計算機(jī)輔助系統(tǒng),計算機(jī)輔助制造（CAM）：是指用計算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制和操作的技術(shù)。 計算機(jī)輔助教育（CBE）：包括計算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）、計算機(jī)輔助測試（CAT）和計算機(jī)管理教學(xué)（CMI）。主要應(yīng)用有網(wǎng)上教學(xué)和遠(yuǎn)程教學(xué)。,計算機(jī)的應(yīng)用,（1

29、1）信息高速公路 實際上是一個交互式多媒體網(wǎng)絡(luò)，它將通常所使用的通信工具等信息通過通信設(shè)施傳遞到網(wǎng)絡(luò)所連接的用戶終端，從而使人們獲得信息的方式發(fā)生根本變化。 1993年美國提出建立“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施”計劃。 Internet，是以計算機(jī)為核心的跨地區(qū)、多用戶、大容量、高速度的交互式綜合網(wǎng)絡(luò)體系。,計算機(jī)的應(yīng)用,（12）娛樂 隨著PC的發(fā)展，計算機(jī)娛樂也更加豐富。 播放影碟，聽音樂。 在

30、網(wǎng)上，可以聊天、游戲和在線影視。 在影視界，可用計算機(jī)產(chǎn)生電影特效，使得電影效果更好。如《侏羅紀(jì)公園》和《玩具總動員》中的角色和動畫也都是由計算機(jī)制作的。,1.2 計算機(jī)在信息社會中的應(yīng)用,1.2.2 計算機(jī)應(yīng)用與信息社會,1．計算機(jī)的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來,計算機(jī)技術(shù)作為信息社會的關(guān)鍵技術(shù)，給社會帶來了深遠(yuǎn)的影響，在發(fā)展過程中廣泛滲透到人類社會的各個領(lǐng)域。 計算機(jī)作為一種知識、技術(shù)、能力、修養(yǎng)，已成為人類必須具備的一種文化。

31、如果沒有基本的計算機(jī)知識和應(yīng)用能力，就會成為信息社會的文盲。,計算機(jī)的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來,在信息社會的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計算機(jī)已不僅僅是一種工具，而是完全融入人類的生活，成為計算機(jī)文化。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給學(xué)習(xí)者帶來了跨校、跨行業(yè)、跨國界的知識資源，使傳統(tǒng)的教育模式受到?jīng)_擊。人們可以利用計算機(jī)獲取大量的知識，從而促進(jìn)文化的傳播。,計算機(jī)的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致信息時代的到來,媒體對人們的影響力非常大，而現(xiàn)代媒體技術(shù)離開了計算機(jī)就不再成為媒

32、體。正是由于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及計算機(jī)的愈來愈智能化、人性化，才使得今天的媒體更加多樣化和個性化。 計算機(jī)理論及其技術(shù)對自然科學(xué)、社會科學(xué)的廣泛滲透表現(xiàn)出其豐富的文化內(nèi)涵，例如，生物信息技術(shù)和信息安全學(xué)科的產(chǎn)生等。,1.2.2 計算機(jī)應(yīng)用與信息社會,2．信息社會的主要特點(diǎn),信息化社會里，尤其是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及和“信息高速公路”的建設(shè)，徹底改變了人們的生活、學(xué)習(xí)和工作方式。信息社會主要有以下特點(diǎn)。 人類腦力勞動的相當(dāng)部分將由計算機(jī)信

33、息處理系統(tǒng)來代替。 社會信息交換將很大程度上圍繞信息網(wǎng)絡(luò)及其信息服務(wù)中心展開。,信息社會的主要特點(diǎn),信息高速公路的建立，使大量的信息快速傳輸成為現(xiàn)實，使人類的活動縮短了時空的距離，并在社會的各個方面對人類的日常生活產(chǎn)生極大的影響。 信息產(chǎn)業(yè)將成為信息化社會主要支柱產(chǎn)業(yè)之一 信息社會開始形成虛擬社會，如虛擬商店、虛擬市場、虛擬銀行、虛擬公司、虛擬的研究中心、虛擬的社會組織等。,信息社會的主要特點(diǎn),知識由工業(yè)社會中的非獨(dú)立性生產(chǎn)要素變

34、成獨(dú)立性生產(chǎn)要素。 專業(yè)技術(shù)階層成為社會的主導(dǎo)階層和中堅力量。 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨于軟化，即在社會生產(chǎn)和再生產(chǎn)過程中，體力勞動和資源的投入相對減少，腦力勞動和科學(xué)技術(shù)投入相對增加。 信息社會是智力密集的社會。,1.2.2 計算機(jī)應(yīng)用與信息社會,3．計算機(jī)技術(shù)在信息社會中的地位,計算機(jī)技術(shù)被認(rèn)為是信息技術(shù)的核心?，F(xiàn)代社會幾乎所有的信息工作都與計算機(jī)應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)息息相關(guān)。 　　計算機(jī)可以進(jìn)行科學(xué)計算，處理文字、圖像和聲音等各種信息。計算機(jī)

35、的應(yīng)用已深入到社會的各個領(lǐng)域，成為人們工作、學(xué)習(xí)和生活中不可缺少的工具。,1.3 計算機(jī)系統(tǒng)的組成與工作原理,1.3.1 計算機(jī)系統(tǒng)的組成,1．計算機(jī)系統(tǒng)的基本組成,一套完整的計算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成，兩者不可分割。如圖1-4所示。 硬件：是指計算機(jī)的各種看得見、摸得著的實實在在的裝置，是計算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 軟件：是指所有應(yīng)用計算機(jī)的技術(shù)，是看不見、摸不著的程序和數(shù)據(jù)，但用戶能感到它的存在。,計算機(jī)系統(tǒng)的基本

36、組成,計算機(jī)系統(tǒng),圖1-4 計算機(jī)系統(tǒng)的組成,辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、實時控制系統(tǒng),1.3.1 計算機(jī)系統(tǒng)的組成,2．計算機(jī)硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系,硬件系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)，沒有硬件，軟件就無從談起。兩者層次關(guān)系如圖1-5。,圖1-5 計算機(jī)系統(tǒng)的層次關(guān)系,計算機(jī)硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系,（1）計算機(jī)硬件　　位于最底層，沒有軟件的計算機(jī)習(xí)慣稱為“裸機(jī)” ，裸機(jī)是無法工作的。（2）操作系統(tǒng)　　距離硬件最近的軟

37、件，它向下控制硬件，向上支持其他軟件。其他軟件必須在操作系統(tǒng)的支持下才能運(yùn)行。,計算機(jī)硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系,（3）實用程序　　包括各種實用軟件，如語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及各種實用工具程序。 （4）應(yīng)用軟件及應(yīng)用軟件的用戶　　通?？梢园延嬎銠C(jī)系統(tǒng)看作是一組應(yīng)用程序，而不去關(guān)心計算機(jī)的硬件細(xì)節(jié)。,計算機(jī)硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的層次關(guān)系,軟件系統(tǒng)是在硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了更有效地使用計算機(jī)而配置的。軟件與硬件的關(guān)系并不是絕對

38、的，計算機(jī)中的任何一個操作，既可以由軟件來實現(xiàn)，也可以由硬件來實現(xiàn)，任何一條指令的執(zhí)行也是如此。計算機(jī)系統(tǒng)的軟件與硬件可以互相轉(zhuǎn)化，互為補(bǔ)充。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，軟件和硬件之間的界限將變得越來越模糊。,1.3 計算機(jī)系統(tǒng)的組成與工作原理,1.3.2 計算機(jī)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成,1．計算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成,計算機(jī)的硬件系統(tǒng)基本上沿襲馮·諾依曼提出的傳統(tǒng)框架，由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件構(gòu)成，如圖1-6所

39、示?！　∮嬎銠C(jī)的基本功能是接受計算機(jī)程序的控制來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入、計算、輸出等一系列操作。,計算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成,圖1-6 計算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作過程,計算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成,（1）控制器 能夠控制中央處理器乃至整個計算機(jī)硬件系統(tǒng)的工作，是計算機(jī)的指揮中心。 構(gòu)成部分：主要包括指令寄存器、指令譯碼器、時序信號發(fā)生器、程序控制器等。 功能：可以識別、分析并執(zhí)行各種指令。,計算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成,（2）運(yùn)算器 主要

40、用來對信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理，如各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算等，是計算機(jī)的核心部件。 構(gòu)成部件：由加法器和補(bǔ)碼器構(gòu)成。,指令的解釋和執(zhí)行部件，是計算機(jī)的心臟。,計算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成,（3）存儲器 主要的功能是用來“記憶”，也就是用于存儲各種信息和數(shù)據(jù)，它可以分為內(nèi)存儲器和外存儲器。 ① 內(nèi)存儲器：又稱主存儲器、內(nèi)存，它與CPU一起構(gòu)成主機(jī)。包括三種內(nèi)存儲器。 只讀存儲器ROM：用戶只能讀取信息，不能更改

41、 隨機(jī)存儲器RAM：可不斷進(jìn)行各種讀寫操作 高速緩沖存儲器Cache,,存儲器,② 外存儲器：也稱輔助存儲器、外存，是內(nèi)存的延伸和拓展。它存儲容量大，通常容量為幾十GB，可用來存儲CPU暫時不會用到的信息和數(shù)據(jù)。 外存只與內(nèi)存交換信息，而CPU則只和內(nèi)存交換信息。 外存主要有磁盤存儲器、光盤存儲器、軟盤存儲器等。,計算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成,（4）輸入設(shè)備 輸入設(shè)備可以將各種外部信息和數(shù)

42、據(jù)轉(zhuǎn)換成計算機(jī)可以識別的電信號，從而使計算機(jī)能夠接收。常見的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)等。（5）輸出設(shè)備 輸出設(shè)備可以將計算機(jī)內(nèi)部處理后得出的電信號形式的信息傳遞出來，讓人們能夠接收，如顯示器、打印機(jī)等。,1.3 計算機(jī)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成,2．計算機(jī)主要性能指標(biāo),字長：是CPU一次能直接處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。字長越長，運(yùn)算精度越高，處理速度越快，價格也會越高。 運(yùn)算速度：以每秒能執(zhí)行多少指令為標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在一般采用兩種計算方法：一

43、種以每秒能執(zhí)行指令的條數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)；另一種則是具體指明執(zhí)行整數(shù)四則運(yùn)算指令和浮點(diǎn)四則運(yùn)算指令所需要的時間。,計算機(jī)主要性能指標(biāo),內(nèi)存容量：指計算機(jī)系統(tǒng)所配置的內(nèi)存共可存放多少字節(jié)，它反映了計算機(jī)的記憶能力和處理信息的能力。一般計算機(jī)內(nèi)存容量是指RAM，不包括ROM。 CPU主頻：也叫工作頻率，是CPU內(nèi)核電路的實際運(yùn)行頻率。主頻的高低在很大程度上決定了CPU的運(yùn)算速度。主頻越高，則一個時鐘周期里完成的指令數(shù)越多，CPU的運(yùn)算速度也就越快。

44、,計算機(jī)主要性能指標(biāo),CPU外頻：即CPU總線頻率，是由主板為CPU提供的基準(zhǔn)時鐘頻率，即系統(tǒng)總線、CPU與周邊設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的頻率。 指令系統(tǒng)功能：它的強(qiáng)弱在很大程度上決定了CPU處理數(shù)據(jù)的能力。 外部設(shè)備的配置：是衡量一臺計算機(jī)綜合性能的重要技術(shù)指標(biāo)。 軟件的配置：很多任務(wù)是通過軟件應(yīng)用來完成的,小 結(jié),自1946年第一臺計算機(jī)ENIAC誕生以來，隨著計算機(jī)所采用的電子元器件的演變，電子計算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)歷了4個階段：電子管計算

45、機(jī)，晶體管計算機(jī)，集成電路計算機(jī)，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計算機(jī)。美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）于1989年11月把計算機(jī)分為巨型機(jī)、小巨型機(jī)、大型主機(jī)、小型機(jī)、工作站和個人計算機(jī)等6類。由于計算機(jī)具有運(yùn)算速度快、精度高、具有邏輯判斷能力、超強(qiáng)的記憶能力、自動控制,小 結(jié),能力和網(wǎng)絡(luò)功能，所以它在科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、過程控制、企業(yè)管理、電子商務(wù)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、人工智能、文化教育、計算機(jī)模擬、計算機(jī)輔助系統(tǒng)、信息高速公路和娛樂等領(lǐng)域