学习情境一计算基础知识
49页1、1.1 计算机概论,基本概念很重要,如下: 数字 数据,1.1.1 计算机的产生与发展,计算机的产生 算盘时代 机械时代 机电时代 计算机的发展,计算机的发展史,3,美籍匈牙利数学家冯诺依曼,英国科学家查尔斯巴贝奇 剑桥“路卡辛讲座”的数学教授, 天文学会金质奖章获得者。 (1) 1822年设计了差分机。 (2) 1834年设计了分析机。,英国科学家艾兰图灵 (1)建立图灵机(Turing machine)模型,奠定了可计算理论的基础。 (2)提出图灵测试,阐述了机器智能的概念 。,计算机的发展史,1.第一台电子计算机 1946年2月由美国宾州大学研制成功的ENIAC。,Electronic Numerical Integrator And Calculator,电子数字积分计算机,重达30 t 占地250 m2 功耗150 000 W 18 000个电子管 保存80个字节,主要缺点: 耗时长:人工连接线路,计算机的发展史,美籍匈牙利数学家 John von Neumann 冯诺依曼,冯诺依曼计算机 (1)硬件思想:由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5个部分组成。 (2)软件
2、思想:计算机中程序和数据以二进制数的形式存放在同一个存储器中。,当今计算机的基本体系结构和作用机制仍然沿袭着这种构思和设计。,计算机的发展史,2.计算机的发展,计算机的发展史,电子管的缺点: 体积大 耗能高 散热量大,晶体管的优点: 体积小 耗能低 性能稳定,ENIAC是电子管的代表,计算机的发展史,将计算机浓缩在一颗芯片上,4004芯片,Pentium 4,420 000 000,我国研制计算机的情况,我国计算机事业始于1953年,经过几十年的发展,取得了令人瞩目的成就 1958年,第一台计算机研制成功 1964年,研制出晶体管计算机 1970年,研制出集成电路计算机 1983年,研制出“银河-I”号巨型计算机(每秒钟1亿次) 1992年,“银河-II”巨型计算机研制成功(每秒10亿次) 1997年,“银河-III”每秒百亿次巨型计算机研制成功 1999年,银河四代巨型机研制成功 2000年,我国研制成功“神威I”(每秒3480亿次),我国研制计算机的情况,2010年11月,在国际超级计算机TOP 500组织正式发布第36届世界超级计算机500强排名中,中国在前十中占有席,“天河一号
3、”排名第一,“曙光星云”排名第三。,天河一号,Cray代号为“Jaguar”(美洲虎)XT5 “曙光星云”,1.1.2 计算机的特点,快速的运算能力 足够高的计算精度 超强的“记忆”能力 复杂的逻辑判断能力 按程序自动工作的能力,1.1.3 计算机的分类,按规模、功能划分,巨型机:指运算速度在每秒亿次以上的计算机。例如:曙光4000L 。,大型机:通常作“客户机/服务器”的服务器。,小型机:规模小、结构简单,运算几百万次/秒。,单片计算机:单片计算机则只由一片集成电路制成,其体积小,重量轻,结构简单 。,微型计算机:也称为个人计算机(PC)。特点是小、巧、轻、使用方便、价格便宜。,按信息的表示方式分类:数字计算机和模拟计算机。 按功能分类:专用计算机和通用计算机。,按工作模式分类:服务器和工作站两类。,1.1.4 计算机的应用领域,科学计算 数据处理 过程控制 计算机辅助系统 人工智能 家庭生活,计算机辅助教学CAI 远程教学与网络教学,计算机辅助设计CAD 计算机辅助制造CAM,1.2 案例配置一台微机,任务单2,1.2.1 案例情境,1.2.1 案例情境,学完本案例后可以较深入的了
4、解以下知识: 计算机中信息是如何表示的以及各种数制之间如何转换 计算机中数据是如何编码的 计算机系统的组成及其工作原理 微机系统的组成 微型计算机的主要性能指标 如何配置微机系统 计算机中各部件如何连接,1.2.2 相关知识点,1. 计算机中信息的表示及数制转换,(1)进位计数制 (2)计算机中的常用进制 十进制(D):基数为10,各个位置的有效数字为09,位权为10的N次幂。 二进制(B):基数为2,各个位置的有效数字为0和1,位权为2的N次幂。 八进制(O):基数为8,各个位置的有效数字为07,位权为8的N次幂。 十六进制(H):基数为16,各个位置的有效数字为09和AF,位权为16的N次幂。,1.2.2 相关知识点,计算机中信息的表示及数制转换,(3)进制转换 将R进制转换成十进制(R可以是2、8、16) 方法:按权展开,然后相加。 将十进制数转换成R进制数(R可以是2、8、16) 方法:整数与小数两部分分别转换,然后再拼接起来。 整数部分:除R求余,直到商为零,先余为低位,后余为高位。 小数部分:乘R取整,直到小数位为零或达到精度要求,先整为高位,后整为低位。,1.2.2 相关
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