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计算机科学导论 (1)

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计算机科学导论1 Introduction1.1 第一课时

计算机科学导论1 Introduction1.1 第一课时

Hardware
Scanner
1.4 DATA
STORING DATA
The von Neumann model dose not define how data must be stored in a computer . If a computer is an electronic device , the best way to store data is in form of an electronic signal , specifically its presence or absence . This implies that a computer can store data in one of two states .
The von Neumann model changed the meaning of the term “programming” . In this model there are two aspects of programming that must be understood .
PROGRAMS MUST BE STORED
Figure 1-2
PROGRAMMABLE DATA PROCESSOR
A program is a set of instructions that tells the computer what to do with data . In the early days of computers , the instructions were implemented by changing the wiring or turning a set of switches on and off . Today , a program is a set of instructions written in a computer language .

计算机科学导论第一章绪 论ppt课件

计算机科学导论第一章绪 论ppt课件
在宾尼法尼大学诞生，命名EDVAC（埃德瓦克）. 存储原理、快240倍（1952核武器理论运算） 与此同时，同样类型的被称为EDSAC（埃德沙克）的 电子延迟存储自动计算机 由英国剑桥大学的 Maurice
Wilkes 制造产生.
28
国内第一台模拟电子计算机 1956年，东北大学教授李华天带领工作人员开发 研制出国内第一台模拟电子计算机。 全套设备占地面积 40 平方米，拥有 5 个 2.3 米高的
1930 普林斯顿大学客座教授， 1931 年他成
为美国普林斯顿大学的第一批终身教授
1933 年转到该校的高级研究所，成为最初 六位教授之一，并在那里工作了一生．
14
四个子系统 Four subsystems
基于冯诺依曼模型的计算机分为四个子系统: 存储器memory 、算术逻辑单元 arithmetic logic unit, 控制单元control unit、输入输出单元 input/output
17世纪，法国Blaise Pascal发明了 Pascaline. 一个用来进行加减运算的计算 机器。20世纪，尼克劳斯.澳思发明了一种结构化程序设计语言Pascal 17世纪后期，德国数学家Gottfried Leibnitz 发明了既能进行乘除又能加减 的更复杂的机器，该机器称为莱布尼茨之轮 Leibnitz’ wheel.
Figure 1.2 基于图灵模型的计算机：可编程数据处理器
9
Figure 1.3 相同的程序，不同的数据
10
Figure 1.4 相同的数据，不同的程序
11
通用图灵机 The universal Turing machine
通用图灵机是对现代计算机的首次描述， 该机器只要提供了合适的程序就能做任何计算。

计算机科学导论第一学期第1章

计算机科学导论第一学期第1章

课堂思考
• 在你成长的过程中，计算机起到了怎样的作用？ • 谁是第一位程序设计员？从他（她）的故事中你有何收获？
内容提要
• • • • • • • 课程基本情况 学习方法与技巧 计算机发展简史 中国计算机专业教育发展历史回顾 计算机科学与技术专业的知识体系 产业发展情况 计算机的基本概念和系统结构
中国计算机专业教育发展概况
2006 1956年 年 以前 1996
全国共有计算机本科专业 775个，本科以上在校生 个 达到了44万余人 达到了 万余人
没有计算机专业 数学、物理、 数学、物理、电 子等学科承担相 关研究工作
1956
全国共有计算机本科专业 410个，其他相关专业几百个 个
“计算装置与 仪器” 仪器”专业 计算数学” “计算数学” 专业
第一代计算机（1951~1959）
• 使用真空管存储信息
第二代计算机（1959~19管更小、更可靠、更快、更长寿、更便宜
• 新的存储设备
– 磁芯（即时存取存储器） – 磁盘（辅助存储设备）
第三代计算机（1965~1971）
• 摩尔定律 – 一个集成电路板上能够容纳的电路数量每年增长一倍。 • 键盘和屏幕
第六章 操作系统与数据库
• 操作系统 – 了解操作系统的概念和功能 – 初步掌握CPU调度、内存管理和进程管理的机制 – 了解文件和目录的管理机制 • 数据库 – 掌握数据库和数据库管理系统的概念 – 熟悉常用的数据模型 • 人机交互界面 – 了解人机交互的要素、设计方法和评价体系
各章节的层次关系
外围设备 网络
硬件体系
软件工程
人机交互
门和电路
数据结构
数据库
数据表示
算法设计

计算机科学导论(Lec01)

计算机科学导论(Lec01)
一.计算机的历史和发展
现代电子计算机 1/2
2
历史 11/12
1
ENIAC的主要任务是分析炮弹轨迹。 当ENIAC公开展出时，一条炮弹的轨道用20s就能算出来，比炮弹本身的飞行速度还快。
2
计算机的历史和发展
3
历史 12/12
一般认为4个阶段：按电子器件划分
第一代
1946～1957
电子管
第二代
PART.03
1.什么是计算机系统？
二.计算机系统
一种按照事先存储的程序，自动、高速地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。由计算机硬件系统和计算机软件系统组成。
物质基础、电子器件组成
控制指挥硬件工作、指令/代码/程序
2.计算机硬件系统 1/6
冯•诺伊曼结构
基本工作原理：(2点)
冯•诺伊曼思想：(3点)
外延：
理论研究
工程设计
实验方法
计算学科
定义
三.计算学科概述
1
1.计算学科定义和本质 2/2
本质 计算学科概述 2
什么能被有效地自动计算 凡是与能行性有关的讨论都是处理离散对象的 连续问题 离散化
根本问题──能行性（或者可计算性）
01
思维即计算、认知即计算 计算视觉 计算语言学、计算哲学 ……
根本任务：计算
二.计算机系统
6
3.计算机软件系统
软件的定义
各种程序及其相关文档的集合 不仅仅是程序
一般分2类：
软件系统
驱动、控制硬件
解决应用问题
例如：操作系统（WindowsXP、Vista）、程序设计语言处理系统
例如：办公自动化软件（Word、WPS）、教务系统
二.计算机系统

计算机导论-第一章绪论

计算机导论-第一章绪论

算法
方法二、可以将八个球分为三组：A、B、 C。其中A、B中各有三个球，C中有两个。 用天平比较A和B的重量，若不平衡则轻的 小球在重量轻的那个组中。假设在A中，我 们从A中取两个小球进行比较，如果不平衡， 则马上可以知道哪个是轻的了；如果平衡， 则剩下的是较轻的。若第一次A、B平衡了， 则较轻的小球在C中。再秤一次必然也能找 到它。
• 操作系统
• 网络计算
• 软件工程
• 社会和职业问题
• 程序设计语言
• 科学计算
离散结构
• 主要内容：集合论、数理逻辑、近似代数、 图论和组合数学等。
• 以抽象和理论两个学科形态出现在 计算学 科中，为计算学科各分支领域解决其基本 问题提供了强有力的数学工具。
程序设计基础
• 内容包括：程序设计结构、算法、问题求 解和数据结构等。 • 基本问题主要包括：对给定的问题进行程 序设计、编码、测试和调试。
⑴计算设备是以抽象工具的层次构建的;
⑵大型软件系统的开发是以模块化的方式完成的,其 中每个模块被作为较大模块上的一种抽象工具; ⑶在计算机科学本身的发展中,抽象也扮演了很重要 的角色,有了它,研究人员可以把精力集中在一个 复杂领域的特定范围内。
算法
从这个例子当中第二种方法的 效率比 较高。可见算法在程序设计中的作用是很 重要的。算法与特定的计算机语言没有关 系，任何一种计算机语言的实现都离不开 算法的支撑。所以，算法是程序设计的核 心，也是软件技术的核心。
算法
• 算法的定义：是指解题方案的准确而 完整的描述，也可以说它是解决某一 特定问题的一组有穷规则的集合。
•
软件工程
• 主要内容：软件过程、软件需求与规格说明、软 件设计、软件验证、软件演化、软件项目管理、 软件开发工具与环境、基于构件的计算、形式化 方法、软件可靠性、专用系统开发等。

计算机科学导论1 Introduction1.1 第一课时

计算机科学导论1 Introduction1.1 第一课时

Figure 1-2
PROGRAMMABLE DATA PROCESSOR
A program is a set of instructions that tells the computer what to do with data . In the early days of computers , the instructions were implemented by changing the wiring or turning a set of switches on and off . Today , a program is a set of instructions written in a computer language .
集成电路KEY TERMSm Nhomakorabeamory
内存
microcomputer
微型计算机
operating system
操作系统
output data
输出数据
program
程序
programmable data processor
可编程的数据处理器
programming
程序设计
software
软件
software engineering
软件工程
1.1 THE COMPUTER
AS A BLACK BOX
DATA PROCESSOR
We can think of a computer as a data processor . Using this definition , a computer acts as a black box that accepts input data , processes the data , and creates output data .

《计算机科学导论》大纲

《计算机科学导论》大纲第一章介绍
1.1什么是计算机科学？
1.2计算机科学历史回顾
1.3当今的计算机科学
第二章编程规范和语言
2.1编程规范
2.2程序设计语言
2.3编程语言的分类
第三章操作系统
3.1定义操作系统
3.2操作系统的组成部分
3.3操作系统的功能
第四章算法
4.1算法的概念
4.2分析算法
4.3算法设计
第五章数据结构
5.1数据结构的定义
5.2数据结构的种类
5.3数据结构的实现方式第六章网络
6.1网络的概念
6.2网络分类
6.3网络协议
第七章存储器
7.1存储器的概念
7.2存储器的类型
7.3存储器管理
第八章数据库
8.1数据库的概念
8.2数据库的特性
8.3数据库技术
第九章计算机系统安全
9.1计算机系统安全的概念9.2计算机系统安全的分类9.3计算机系统安全的保护第十章编程环境
10.1编程环境的定义
10.2编程环境的类型
10.3编程环境的开发
第十一章调试
11.1调试的概念
11.2调试的类型
11.3调试技术
第十二章系统分析与设计12.1系统分析与设计的概念12.2系统分析与设计的过程12.3系统分析与设计的工具。

大一计算机科学导论知识点

大一计算机科学导论知识点
一、计算机科学导论
计算机科学导论是计算机科学的基础，是研究的入门课程，其目标是向学生介绍计算机系统的基本概念，为学习更加深入的计算机科学课程奠定基础。

这门课程的内容包括计算机系统的架构概念、硬件系统的基本原理和技术、软件系统的基本原理和技术、操作系统和数据库系统、数据结构和算法、网络和信息系统以及可编程计算机和软件开发技术。

1、计算机系统架构
计算机系统架构指的是计算机系统的全局结构，它定义了计算机系统的概念、规格、功能、部件、建模等要素。

它描述了计算机系统如何实现其特定任务。

它既包括硬件的架构，也包括软件系统的架构，它们用于定义计算机系统的功能、结构和接口。

一般来说，以系统架构的概念来定义计算机系统，可以为系统设计和实现提供指导。

2、硬件系统
硬件系统指的是计算机系统所包含的物理部件，包括中央处理器、主存储器、输入设备、输出设备、外设以及连接它们的总线，它们用来完成信息的处理、存储、输入和输出等功能。

计算机科学导论 Chap 01

17
Figure 1.7 The organization of a byte-size memory cell
18
Main Memory Addresses
Address: A “name” that uniquely identifies one cell in the computer’s main memory • The names are actually numbers. • These numbers are assigned consecutively starting at zero. • Numbering the cells in this manner associates an order with the memory cells.
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Measuring Memory Capacity
Kilobyte: 210 bytes = 1024 bytes • Example: 3 KB = 3 times1024 bytes • Sometimes “kibi” rather than “kilo” Megabyte: 220 bytes = 1,048,576 bytes • Example: 3 MB = 3 times 1,048,576 bytes • Sometimes “megi” rather than “mega” Gigabyte: 230 bytes = 1,073,741,824 bytes • Example: 3 GB = 3 times 1,073,741,824 bytes • Sometimes “gigi” rather than “giga”
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Figure 1.2 A pictorial representation of AND, OR, XOR, and NOT gates as well as their input and output values

《计算机科学导论》 (第三版) 第01章


Objectives (continued):
❑ To describe how reals are stored in a computer using floatingpoint format. To describe how text is stored in a computer using one of the various encoding systems. To describe how audio is stored in a computer using sampling, quantization, and encoding.
both refer to the same quantity, (42)10 but their
representations are different. This is the same as using
the words cheval (French) and equus (Latin) to refer to
❑ ❑
To describe how integers are stored in a computer using sign-and-magnitude format. To describe how integers are stored in two’s complement format.
1.38
1.1 TURING MODEL
The idea of a universal computational device was first described by Alan Turing in 1937. He proposed that all computation could be performed by a special kind of a machine, now called a Turing machine. Although Turing presented a mathematical description of such a machine, he was more interested in the philosophical definition of computation than in building the actual machine.
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பைடு நூலகம்


database systems artificial intelligence computer architecture computer networking and communication parallel computation ……
4
1-1 What Is Computer Science?
2
OBJECTIVES
After reading this chapter, you are supposed to be able to :
Understand the definition of computer science.
Master the von Neumann architecture. Understand three important components of a computer: computer hardware, computer software, and data. Understand the history of computers. Understand the development and the frontiers of computer technology. Understand the major fields of computer science.
Computer science is a relatively young discipline that begins in the 1940s. It spans theory and practice. It can be seen as a science of problem solving. It has strong associations with other disciplines. Many problems in engineering, science, medicine, agriculture, business, and other fields can be solved effectively with computers. The cross-disciplinary knowledge is necessary in order to find a solution.
5
1-2 Von Neumann Model
The von Neumann model【冯•诺依曼模型】 is a design architecture for an electronic digital computer. It consists of an arithmetic logic unit【算 术逻辑单元】, a control unit【控制器】, a memory【内存】, an external storage【外部存储器】, and input【输入】 and output【输出】 mechanisms (Figure 1.1).



programming methodology and languages algorithm and data structure computational complexity theory computer graphics operating systems software engineering
Both data and programs in the von Neumann model have the same logical format. They are stored as binary 【二进制】 patterns in memory—a sequence of 0s and 1s. A program in the von Neumann model contains a finite number of instructions 【指令】 that are executed sequentially【按顺 序执行】.
OUTLINE
1-1 What Is Computer Science? 1-2 Von Neumann Model 1-3 Computer Components 1-4 History and Development Trends 1-5 Frontiers of Computer Technology 1-6 Major Fields of Computer Science 1-7 References and Recommended Readings 1-8 Key terms 1-9 Summary 1-10 Practice Set
3
1-1 What Is Computer Science?
Computer science is a discipline that involves the theoretical foundations of computation and their applications in computer systems. It is difficult to list a complete range of computer research areas due to their rapid pace of innovation. This discipline contains many sub-fields, such as:
Computer Central Processing Unit Arithmetic Logic Unit (ALU) Input Control Unit Output
Memory
6
1-2 Von Neumann Model
Computers based on the Turing machine 【图灵机】 store data【数据】 in their memory. Around 1944–1945, John von Neumann proposed that programs 【程序】 should also be stored in the memory.