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第一章第一章 计算机概述计算机概述 在人类发展史上，蒸气机的发明催生了在人类发展史上，蒸气机的发明催生了第一次工业革命而第一次工业革命而20世纪最伟大、最神世纪最伟大、最神奇的产物－－电子计算机的出现，则把人类奇的产物－－电子计算机的出现，则把人类带入了一个更高层次、史无前例的崭新领域带入了一个更高层次、史无前例的崭新领域2010年9月2日1本章要点oo通过学习，要求掌握通过学习，要求掌握通过学习，要求掌握通过学习，要求掌握1 1、计算机的发展过程、计算机的发展过程、计算机的发展过程、计算机的发展过程2 2、计算机的特点、计算机的特点、计算机的特点、计算机的特点3 3、计算机数制与编码、计算机数制与编码、计算机数制与编码、计算机数制与编码4 4、计算机的分类和应用领域、计算机的分类和应用领域、计算机的分类和应用领域、计算机的分类和应用领域oo难点难点难点难点是计算机数制间的转换是计算机数制间的转换是计算机数制间的转换是计算机数制间的转换2010年9月2日21.1 1.1 计算机的诞生计算机的诞生oo人类人类“计算计算”史史远古时代远古时代远古时代远古时代古代古代古代古代算盘算盘算盘算盘1717世纪帕斯卡机世纪帕斯卡机世纪帕斯卡机世纪帕斯卡机加法器加法器加法器加法器1717世纪莱布尼兹世纪莱布尼兹世纪莱布尼兹世纪莱布尼兹乘法器乘法器乘法器乘法器1919世纪巴贝齐世纪巴贝齐世纪巴贝齐世纪巴贝齐差分机差分机差分机差分机19461946年的年的年的年的ENIACENIAC2010年9月2日3世界上第一台计算机ENIAC(1946) 1946 1946年年2 2月月1515日在日在 美国美国 宾夕法尼亚大学宾夕法尼亚大学 , ,世界上第一台现代电子计算机世界上第一台现代电子计算机““埃尼阿克埃尼阿克””（（ENIACENIAC）诞生）诞生 ——电子数字积分计算机电子数字积分计算机的简称。

的简称 2010年9月2日4ENIAC的特点5000次加法次加法/秒秒体重体重30吨吨占地占地170m218800只电子管只电子管1500个继电器个继电器功率功率140KW2010年9月2日51.1 1.1 计算机的诞生计算机的诞生oo什么是计算机什么是计算机? ?计算机就是一种信息处理机，即对信息进行编码、计算机就是一种信息处理机，即对信息进行编码、计算机就是一种信息处理机，即对信息进行编码、计算机就是一种信息处理机，即对信息进行编码、存储、转换、传输、检测等操作的机器存储、转换、传输、检测等操作的机器存储、转换、传输、检测等操作的机器存储、转换、传输、检测等操作的机器oo计算机能处理什么样的信息？计算机能处理什么样的信息？数字化信息数字化信息数字化信息数字化信息————————仅由仅由仅由仅由0 0 0 0和和和和1 1 1 1组成的代码串组成的代码串组成的代码串组成的代码串任何信息交由计算机处理必须经过任何信息交由计算机处理必须经过任何信息交由计算机处理必须经过任何信息交由计算机处理必须经过数字化数字化数字化数字化输入计算机的信息分为两大类：输入计算机的信息分为两大类：输入计算机的信息分为两大类：输入计算机的信息分为两大类： 数据（数据（数据（数据（DataDataDataData））））程序（程序（程序（程序（ProgramProgramProgramProgram））））2010年9月2日6oo计算机处理信息的过程？计算机处理信息的过程？信息加工即对信息进行编码、存储、转换、传输、信息加工即对信息进行编码、存储、转换、传输、信息加工即对信息进行编码、存储、转换、传输、信息加工即对信息进行编码、存储、转换、传输、检测等操作。

检测等操作检测等操作检测等操作计算机计算机计算机计算机数字化数字化数字化数字化文字数值文字数值文字数值文字数值图形图像图形图像图形图像图形图像声音视频声音视频声音视频声音视频外设外设外设外设01010101代码串代码串代码串代码串加工处理加工处理加工处理加工处理结果数据结果数据结果数据结果数据信息处理过程信息处理过程信息处理过程信息处理过程1.1 1.1 计算机的诞生计算机的诞生2010年9月2日7第二代第二代第二代第二代（（（（1958195819581958－－－－1964196419641964））））晶体管时代晶体管时代晶体管时代晶体管时代代表代表代表代表:IBM1403:IBM1403:IBM1403:IBM1403机机机机几十万－百万（次几十万－百万（次几十万－百万（次几十万－百万（次/ / / /秒）秒）秒）秒）第三代第三代第三代第三代（（（（1965196519651965－－－－1971197119711971））））集成电路时代集成电路时代集成电路时代集成电路时代代表：代表：代表：代表：IBM360IBM360IBM360IBM360机机机机百万－几百万（次百万－几百万（次百万－几百万（次百万－几百万（次/ / / /秒）秒）秒）秒）第四代第四代第四代第四代（（（（1972197219721972－至今）－至今）－至今）－至今）大或超大规模集成电路大或超大规模集成电路大或超大规模集成电路大或超大规模集成电路代表：代表：代表：代表：IBM370IBM370IBM370IBM370系列系列系列系列几百万－几亿（次几百万－几亿（次几百万－几亿（次几百万－几亿（次/ / / /秒秒秒秒））））1.2 1.2 计算机的分代计算机的分代第一代第一代第一代第一代（（（（1946194619461946－－－－1957195719571957））））电子管时代电子管时代电子管时代电子管时代代表：代表：代表：代表：ENIACENIACENIACENIAC5 5 5 5千－千－千－千－4 4 4 4万（次万（次万（次万（次/ / / /秒）秒）秒）秒）2010年9月2日8计算机发展趋势之一：计算机发展趋势之一：微型化微型化 计算机不再是单一的计算机器，而是一种计算机不再是单一的计算机器，而是一种个人的信个人的信息机器息机器。

体积小，重量轻，可靠性高，使用方便灵巧体积小，重量轻，可靠性高，使用方便灵巧2010年9月2日9计算机发展趋势之二：计算机发展趋势之二：巨型化巨型化运算速度快、存储量大、功能强、可靠性好主要用于运算速度快、存储量大、功能强、可靠性好主要用于: :航空航天、天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，航空航天、天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域等大量科学计算的高科技领域CRAY-ⅡCRAY-Ⅱ19751975年世界上第一台超年世界上第一台超级计算机级计算机Cray-ICray-I，运算，运算速度为：速度为：1 1亿万次亿万次美洲豹美洲豹 目前世界上最快的超目前世界上最快的超级计算机，运算速度级计算机，运算速度为为: :17501750万亿次万亿次2010年9月2日10计算机发展趋势之二：计算机发展趋势之二：巨型化巨型化中国超级计算机：中国超级计算机：银河银河银河银河ⅡⅡⅡⅡ国防科技大学研制的国防科技大学研制的““银河银河1 1号号””、、 “ “银河银河2 2号号””和和““银河银河3 3号号””19831983年，最初速度：年，最初速度：1 1亿次亿次/ /秒秒国家职能计算机中心推出的国家职能计算机中心推出的““曙光曙光1000”1000”、、““曙光曙光200I”200I”和和““曙光曙光3000”3000”19951995年，最初速度：年，最初速度：1010亿次亿次/ /秒秒曙光曙光曙光曙光10001000目前中国最快的超级计目前中国最快的超级计算机，运算速度：算机，运算速度： 12701270万亿次万亿次/ /秒，仅次于秒，仅次于““美美洲豹洲豹””计算机计算机 2010年9月2日11计算机发展趋势之三：计算机发展趋势之三：网络化网络化 网络化是指利用通信技术和网络化是指利用通信技术和计算机技术，把分布在不同地点计算机技术，把分布在不同地点的计算机互联起来，按照网络协的计算机互联起来，按照网络协议相互通信，以达到所有用户都议相互通信，以达到所有用户都可共享软件、硬件和数据资源的可共享软件、硬件和数据资源的目的。

现在，计算机网络在交通、目的现在，计算机网络在交通、金融、企业管理、教育、邮电、金融、企业管理、教育、邮电、商业等各行各业中得到广泛的应商业等各行各业中得到广泛的应用2010年9月2日121.3 1.3 电子计算机的特点电子计算机的特点oo运算速度快运算速度快运算速度快运算速度快 每秒几百亿次几千亿次每秒几百亿次几千亿次每秒几百亿次几千亿次每秒几百亿次几千亿次oo计算精度高计算精度高计算精度高计算精度高 可使用足够多的二进制位数来获得所要求的数据精度可使用足够多的二进制位数来获得所要求的数据精度可使用足够多的二进制位数来获得所要求的数据精度可使用足够多的二进制位数来获得所要求的数据精度oo具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力具有逻辑判断能力 这是区别于其它任何机器的一个特点这是区别于其它任何机器的一个特点这是区别于其它任何机器的一个特点这是区别于其它任何机器的一个特点oo存储容量大，具有存储容量大，具有存储容量大，具有存储容量大，具有““““记忆记忆记忆记忆””””功能功能功能功能 提供大容量的存储器来存储程序和数据提供大容量的存储器来存储程序和数据提供大容量的存储器来存储程序和数据提供大容量的存储器来存储程序和数据oo自动化程度高自动化程度高自动化程度高自动化程度高 可按照人们事先编制好的程序自动连续地进行各种操作可按照人们事先编制好的程序自动连续地进行各种操作可按照人们事先编制好的程序自动连续地进行各种操作可按照人们事先编制好的程序自动连续地进行各种操作2010年9月2日131.4 1.4 计算机的数制与编码计算机的数制与编码oo计算机为什么要采用二进制计算机为什么要采用二进制n n二进制运算规则简单二进制运算规则简单二进制运算规则简单二进制运算规则简单————简易性简易性简易性简易性0+0=00+0=0，，，，0+1=1+0=10+1=1+0=1，，，，1+1=101+1=10；；；；1x1=11x1=1，，，， 0x0=0 0x0=0，，，，1x0=0x1=01x0=0x1=0n n容易表示容易表示容易表示容易表示n n便于逻辑判断便于逻辑判断便于逻辑判断便于逻辑判断————逻辑性逻辑性逻辑性逻辑性n n可靠性可靠性可靠性可靠性2010年9月2日141.4 1.4 计算机的数制与编码计算机的数制与编码oo重新认识十进制重新认识十进制n n使用使用使用使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,90,1,2,3,4,5,6,7,8,9十个数码表示数十个数码表示数十个数码表示数十个数码表示数n n进位规则：逢十进一进位规则：逢十进一进位规则：逢十进一进位规则：逢十进一n n基数：基数：基数：基数：1010n n示例示例示例示例(85.12)(85.12)1010 = 8×= 8×10101 1 + 5×+ 5×10100 0 + 1×+ 1×1010－－－－1 1 + 2×+ 2×1010－－－－2 2 其中，其中，其中，其中，10101 1 , ,10100 0 , , 1010－－－－1 1 , , 1010－－－－2 2分别称为分别称为分别称为分别称为权值权值权值权值，它是，它是，它是，它是以基数为底、位号为幂所构成的指数。

以基数为底、位号为幂所构成的指数以基数为底、位号为幂所构成的指数以基数为底、位号为幂所构成的指数2010年9月2日151.4 1.4 计算机的数制与编码计算机的数制与编码oo二进位计数制二进位计数制n n使用使用使用使用0,10,1两个数码表示数两个数码表示数两个数码表示数两个数码表示数n n进位规则：逢二进一进位规则：逢二进一进位规则：逢二进一进位规则：逢二进一n n基数：基数：基数：基数：2 2n n示例示例示例示例(101.01)(101.01)2 2 = 1×= 1×2 22 2 + 0×+ 0×2 21 1 + 1×+ 1×2 20 0 + + 0×0×2 2-1 -1 +1×+1×2 2-2 -2 = (5.25)= (5.25)1010oo二进制与十进制的转换二进制与十进制的转换n n二进制转化为十进制：二进制转化为十进制：二进制转化为十进制：二进制转化为十进制：按权值相加按权值相加按权值相加按权值相加n n十进制转化为二进制：十进制转化为二进制：十进制转化为二进制：十进制转化为二进制：整数部分除整数部分除整数部分除整数部分除2 2取余逆排列，取余逆排列，取余逆排列，取余逆排列，小数部分乘小数部分乘小数部分乘小数部分乘2 2取整取整取整取整。

2010年9月2日161.4 1.4 计算机的数制与编码计算机的数制与编码oo试一试试一试n n（）（）2 2 =( )=( )1010n n（（1110110111101101））2 2 =( )=( )10102372372010年9月2日171.4 1.4 计算机的数制与编码计算机的数制与编码oo十进制转化为二进制十进制转化为二进制例如例如例如例如，，，，(205.345)(205.345)1010=( ) =( ) 2 22 205 余数余数 2 102 ……1 2 51 ……0 2 25 ……1 2 12 ……1 2 6 ……0 2 3 ……0 2 1 ……1 0 ……1逆 排 列整数部分：11001101 0.345 × 2 整数 0.690……0 × 2 1.380……1× 2 0.760……0× 2 1.520……1× 2 1.040……1顺 排 列小数部分：010112010年9月2日181.4 1.4 计算机的数制与编码计算机的数制与编码oo试一试试一试n n（（ ））2 2 =( 215 )=( 215 )1010n n（（ ））2 2 =( 0.6875 )=( 0.6875 )10101101011111010111101110112010年9月2日191.4 1.4 计算机的数制与编码计算机的数制与编码2 215 余数余数 2 107 ……1 2 53 ……1 2 26 ……1 2 13 ……0 2 6 ……1 2 3 ……0 2 1 ……1 0 ……1逆 排 列答案是:11010111 0.6875 × 2 整数 1.3750 ……1 × 2 0.7500 ……0× 2 1.5000 ……1× 2 1.0000 ……1顺 排 列答案是八进制与十八进制与十六进制呢？六进制呢？2010年9月2日201.4 1.4 计算机的数制与编码计算机的数制与编码oo整数、实数的表示方法整数、实数的表示方法n n数据的单位数据的单位数据的单位数据的单位 在计算机中，数的长度按在计算机中，数的长度按在计算机中，数的长度按在计算机中，数的长度按比特比特比特比特(bit,(bit,二进制位二进制位二进制位二进制位) )来来来来计算，计算，计算，计算，比特比特比特比特是计算机中最小的单位是计算机中最小的单位是计算机中最小的单位是计算机中最小的单位。

但因存储容量但因存储容量但因存储容量但因存储容量常以常以常以常以“ “字节字节字节字节” ”为计算单位，所以数据长度也常以字为计算单位，所以数据长度也常以字为计算单位，所以数据长度也常以字为计算单位，所以数据长度也常以字节为单位计算，节为单位计算，节为单位计算，节为单位计算，字节字节字节字节是计算机中数据存储和处理的是计算机中数据存储和处理的是计算机中数据存储和处理的是计算机中数据存储和处理的基本单位基本单位基本单位基本单位1 1字节字节字节字节(Byte)=8(Byte)=8比特比特比特比特(bit)(bit)2010年9月2日211.4 1.4 计算机的数制与编码计算机的数制与编码oo常用单位换算常用单位换算n n1KB=21KB=21010Byte=1024Byte=1024字节字节字节字节n n1MB=21MB=21010KB=1024x1024KB=1024x1024字节字节字节字节n n1GB=21GB=21010MBMBn n1TB=21TB=21010GBGB2010年9月2日22计算机的数制与编码计算机的数制与编码oo两位的二进制数有四两位的二进制数有四两位的二进制数有四两位的二进制数有四（（（（2 2 2 22 2 2 2=4=4=4=4））））种不同的状态，种不同的状态，种不同的状态，种不同的状态，7 7位二进位二进位二进位二进制数有制数有制数有制数有（（（（2 2 2 27 7 7 7=128=128=128=128））））种不同状态种不同状态种不同状态种不同状态ooASCIIASCII码码码码：美国标准信息交换码，用：美国标准信息交换码，用：美国标准信息交换码，用：美国标准信息交换码，用7 7位代码串来编码位代码串来编码位代码串来编码位代码串来编码（占用一个字节存储空间，字节最高位为（占用一个字节存储空间，字节最高位为（占用一个字节存储空间，字节最高位为（占用一个字节存储空间，字节最高位为0 0），主要用），主要用），主要用），主要用于处理英文字符。

标准于处理英文字符标准于处理英文字符标准于处理英文字符标准ASCIIASCII码能表示码能表示码能表示码能表示128128个字符 字符的字符的字符的字符的ASCIIASCII值值值值=(=(0 0列行列行列行列行) )2 2 例如：字符例如：字符例如：字符例如：字符A A的的的的ASCIIASCII值值值值=(0=(010000011000001) )2 2ooASCIIASCII码表包含：英文大小写字母、数字字符、标点符码表包含：英文大小写字母、数字字符、标点符码表包含：英文大小写字母、数字字符、标点符码表包含：英文大小写字母、数字字符、标点符号、特殊符号和控制符，是计算机中最基本的编码表号、特殊符号和控制符，是计算机中最基本的编码表号、特殊符号和控制符，是计算机中最基本的编码表号、特殊符号和控制符，是计算机中最基本的编码表2010年9月2日231.4.5 1.4.5 符号符号编码编码oo汉字国标码汉字国标码：：1981年年 我国颁布了我国颁布了《信息交换《信息交换用汉字编码字符集用汉字编码字符集—基本集》（简称：基本集》（简称：GB2312-80），其中收录了），其中收录了6763个汉字和个汉字和682个非汉字字符。

个非汉字字符n n一级常用汉字一级常用汉字3755个，按汉语拼音排列个，按汉语拼音排列n n二级常用汉字二级常用汉字3008个，按偏旁部首排列个，按偏旁部首排列oo在汉字编码表里，把在汉字编码表里，把7447个汉字放置在一个个汉字放置在一个94＊＊94的阵列里，每一行称为汉字的的阵列里，每一行称为汉字的“区区”，每一列称为汉字的，每一列称为汉字的“位位”，组成，组成区位码区位码每个汉字占两个字节每个汉字占两个字节2010年9月2日241.5 1.5 计算机的应用计算机的应用oo现代管理计算机化现代管理计算机化现代管理计算机化现代管理计算机化oo计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD) (CAD) (CAD) (CAD) 、辅助制造、辅助制造、辅助制造、辅助制造(CAM)(CAM)(CAM)(CAM)、、、、 辅助测试（辅助测试（辅助测试（辅助测试（CATCATCATCAT）与辅助教学）与辅助教学）与辅助教学）与辅助教学(CAI) (CAI) (CAI) (CAI) 等等等等oo网络服务网络服务网络服务网络服务oo警用计算机系统警用计算机系统警用计算机系统警用计算机系统oo出版业数字化出版业数字化出版业数字化出版业数字化oo军用计算机系统军用计算机系统军用计算机系统军用计算机系统oo智能机器人智能机器人智能机器人智能机器人2010年9月2日251.6 1.6 新一代计算机技术新一代计算机技术oo光计算机光计算机光计算机光计算机 高速、节能与环保计算机－无噪声无辐射高速、节能与环保计算机－无噪声无辐射高速、节能与环保计算机－无噪声无辐射高速、节能与环保计算机－无噪声无辐射oo生物计算机生物计算机生物计算机生物计算机 可以自我修复的计算机可以自我修复的计算机可以自我修复的计算机可以自我修复的计算机oo智能计算机智能计算机智能计算机智能计算机 能学习和思维的计算机能学习和思维的计算机能学习和思维的计算机能学习和思维的计算机oo并行计算机并行计算机并行计算机并行计算机思考：将来的地球由谁统治？机器人？自然人？思考：将来的地球由谁统治？机器人？自然人？思考：将来的地球由谁统治？机器人？自然人？思考：将来的地球由谁统治？机器人？自然人？2010年9月2日26课后作业：作业作业作业作业1 1：：：：1 1、、、、2 2、、、、3 3、、、、4 4、、、、5 5、、、、1616作业作业作业作业2 2：：：：请上网查找与计算机的发展和构成有请上网查找与计算机的发展和构成有请上网查找与计算机的发展和构成有请上网查找与计算机的发展和构成有 关的一些资料。

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