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计算机导论第1章计算机基础知识教学目标1.了解信息技术的相关概念2.了解计算机的发展历程、特点、应用和分类3.掌握计算机系统的组成（重点）4.掌握信息在计算机中的表示形式（重点、难点）第一节计算机概述一、什么是计算机？计算机是一种能够接收和存储信息，并把存储在内部的程序对输入信息进行加工、处理，得到人们所期望的结果，然后把处理结果输出的高度自动化设备。
巴比奇在马洪发明的逻辑演示器的影响下，于1822年开始设计差分机（difference engine），其目标是能计算具有20位有效数字的6次多项式的值。
这是第一台可自动进行数学变换的机器，因此他被称为“计算之父”。
计算理论的奠基人（图灵）●Alan Turing（1912~1954）1936年上研究生时发表的一篇论文中提出了图灵机（Turing Machine），奠定了计算机的理论基础。
●第二次世界大战中，Turing 领导的小组制造出了破译德军Enigma 密码的计算机，并成功地完成了任务。
●Turing 与Church 合作给出了数学证明，断言未来计算机能够象人那样具有思维能力（因而汉语中有了“电脑”）。
●计算机学科的最高荣誉是ACM（美国计算机学会）图灵奖。
●图灵测验：一个人在不接触对象的情况下，进行一系列的提问，如果他根据这些回答无法判断对象是人还是机器，则这种计算机具有与人相当的智力。
世界上第一台电子数字计算机●1946年，在宾夕法尼亚大学Moore 学院，J. Eckert 和J. Mauchly 为实现弹道计算研制成功了ENIAC（“电子数字积分计算机”，Electronic NumericalIntegrator and Computer），它用了19000 个电子管，重30 吨，耗电200 千瓦。
●现在所谓的计算机就是电子数字计算机。
计算机体系结构的创始人（冯·诺依曼）●1946年，John von Neumann（1903~1957）发表了第一篇关于电子计算机程序存储的论文，描述了如何用（可被存储、读出和执行的）数字来表示逻辑操作（程序）。
第一章计算机基础知识[目的要求]1、掌握计算机的定义、用途、特点、发展历史、分类，熟练掌握计算机系统的基本组成、结构和常用外设的使用。
[课时安排]本章总教学课时为8节，其中理论课时6节，上机课时2节。
[教学手段]使用计算机多媒体设备进行教学，使用计算机设备进行实践训练。
[教学内容]1.1 计算机概述1.1.1 计算机的概念计算机是一种能够高速且自动地执行算术运算和逻辑运算的数字化电子设备，它能够按照人们预先编写的程序高效准确地处理信息。
1.1.2 计算机的发展世界上第一台电子计算机称为ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)，即电子数字积分计算机，它于1946年诞生于美国。
计算机”是一种非冯·诺伊曼型计算机，其目标是使计算机具有人工智能，使其能模拟甚至替代人的智能，具有人—机自然交流的能力。
1.1.3未来计算机的发展趋势1．巨型化2．微型化3．网络化4．智能化1.1.4 计算机的特点1.记忆能力强2.运算速度快且精度高3.具有逻辑判断能力4.在程序控制下自动完成各种操作1.1.5 计算机的分类电子计算机是一种通过电子线路对信息进行加工处理以实现其计算功能的机器，按照不同的原则可以有多种分类方法。
1.按信息在计算机内的表示形式划分2.按计算机的大小、规模、性能划分3.按计算机使用范围来划分4.按计算机的字长位数来划分1.1.6 计算机的应用1. 科学计算2. 数据处理3.辅助技术CAI、CAD、CAM等。
4.自动控制5.人工智能6.网络应用7.多媒体技术1.2 数制与编码1.2.1 计算机中的进位计数制在生产实践和日常生活中人们创造了多种表示数的方法，这些数的表示规则就称为数制。
为区分不同的数制本书约定对于任一R进制的数N记作：（N）R。
如：(1100)2表示二进制数1100，(567)8表示八进制数567，(ABCD)16表示十六进制数ABCD。
第一章计算机基础知识1、人类历史上的第一台电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学莫克利教授和他的学生埃克特设计，并在1946 年 2 月15 日投入运行，他的名称叫ENIAC（埃尼阿克），是一台电子数值积分式计算机。
2、计算机的发展：第一代到第四代计算机使用的基本元件分别是电子管、晶体管、中小规模的集成电路、大规模和超大规模的集成电路。
3、计算机按处理数据的方式分为：数字计算机（一般所用的计算机指的是数字计算机）模拟计算机（不如数字计算机精确，但解题速度快，主要运用于远程控制和模拟仿真）数模混合计算机（既能接收、输出和处理模拟量，又能接收、输出和处理数字量）。
按计算机的使用用途分：专用计算机（模拟计算机通常都是专用计算机）通用计算机（一般我们使用的个人计算机都是通用计算机）按计算机的处理能力分：巨型机、大型机、小型机、工作站。
微型机（个人计算机）。
4、生物计算机又称为仿生计算机，它的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。
5、计算机的发展：我国从1956年开始研制计算机。
1958年研制成功第一台电子管计算机103机。
1959年研制成功运行速度为每秒1万次的104机，是我国研制的第一台大型通用电子数字计算机。
1964年研制成功晶体管计算机，1983年我国第一台被命名为“银河”的亿次巨型电子计算机诞生。
1992年10亿次巨型计算机银河-II研制成功。
1995年5月曙光1000研制成功，这是我国独立研制的第一套大规模并行机系统。
2009年10月29日，我国国防科技大学自主研制的首台千万亿次超级计算机“天河一号”问世，在2010年11月发布的第36届世界超级计算机500强排行榜上，“天河一号”超级计算机系统，以峰值速度每秒4700万亿次，持续速度每秒2566万亿次，首次位居世界第一。
6、计算机的特点：处理速度快、计算精度高、记忆存储能力强、具有自动运行能力、具有逻辑判断能力、支持人机交互。
第1章计算机基础知识1．1 思考题1．计算机的定义与特点是什么？计算机自1946年诞生以来，哪几件事情对它的普及影响最大？为什么？【答】计算机的定义：现代计算机通常指电子计算机，这是一种能够存储程序和数据、自动执行程序，快速而高效地完成对各种数字化信息处理的电子设备。
它能部分地代替人的脑力劳动，因此也俗称为电脑。
计算机的特点：运行速度快，计算精确度高，可靠性好，记忆和逻辑判断能力强，存储容量大而且不易损失，具有多媒体以及网络功能等。
计算机自1946年诞生以来，以下几个方面的发展对它的普及影响最大：（1）组成计算机的主要电子器件，由电子管到中小规模、大规模和超大规模集成电路的变化，使得计算机的成本不断下降，体积不断缩小，功能不断增强，特别是微型计算机的出现，使得计算机广泛普及进而走进寻常百姓家成为可能。
（2）多媒体技术的快速发展，使得多媒体计算机成为学习、办公和家庭电脑的主流。
（3）网络技术特别是1995年以后网络技术的迅速发展，并进入普通家庭，使计算机的发展进入了网络、微机、多媒体时代，或简称为进入了计算机网络时代，更进一步推动了计算机的普及。
2．什么是计算机的主要应用领域？试分别举例说明。
【答】计算机的主要应用领域有科学计算（也称数值运算）、数据处理（也信息处理）、自动控制（也称是实时控制或过程控制）、人工智能、网络应用、计算机模拟、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教育等。
计算机的应用实例随处可见，读者可自行列举生活、工作中的许多例子。
3．计算机的主要类型有哪些？自从1975年到现在的这些年中，PC发生了哪些巨大的变化试用几句话概括这些变化的特点。
【答】计算机的主要类型有巨型机、大型主机（也称大型机）、小巨型机、小型机、工作站和微型机6类。
20世纪70年代中期出现的苹果机和20世纪80年代初期出现的IBM PC，均属卫星计算机（简称微型机或微机）。
IBM PC及其兼容机又简称为PC。
1.第一台电子计算机是1946年在美国诞生的，该机的英文缩写是ENIAC。
2. 第一台电子数字计算机使用的主要元器件是电子管。
3.人们习惯于将计算机的发展划分为四代，划分的主要依据是计算机所使用的主要元器件。
4.第一台电子数字计算机的运算速度为每秒5000次。
5.第一代计算机的主要应用领域是军事和国防。
6.形成冯.诺伊曼计算机基本结构是在第一代计算机时代，编程采用机器语言和汇编语言。
7.第一代计算机体积大、耗电多、性能低，其主要原因是制约于元器件。
8. 第二代电子计算机的主要元件是晶体管。
9.第二代计算机的运算速度大约为每秒几十万次。
10.计算机发展过程中，提出操作系统概念和开始出现鼠标，并作为输入设备是在第二代计算机的时代。
11.开创计算机处理文字和图形的新阶段是在第二代计算机的时代。
12. 第三代计算机采用的主要电子器件为小规模集成电路。
13. 以集成电路为基本元件的第三代计算机出现的时间为1965-1970。
14. 出现分时操作系统和出现结构化程序设计方法是在第三代计算机的时代。
15. 第三代计算机的运算速度大约是每秒100万次。
16.当前的计算机一般被认为是第四代计算机，它所采用的逻辑元件是大规模、超大规模集成电路。
17.以微处理器为核心组成的微型计算机属于计算机的第四代。
18.LSI的含义是大规模集成电路，VLSI的含义是超大规模集成电路。
19.现代计算机之所以能够自动、连续地进行数据处理，主要是因为具有存储程序的功能。
20.第四代计算机问世的标志是1971年，Intel推出微处理器4004。
21.计算机可分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机，这种分类是依据处理数据的方式。
22.以数字量作为运算对象的计算机称为电子数字计算机。
23.用连续变化的模拟量作为运算量的计算机是电子模拟计算机。
24.既可以接收、处理和输出模拟量，也可以接收、处理和输出数字量的计算机是数模混合计算机。
25.将计算机分为通用计算机、专用计算机两类的分类标准是计算机使用范围。
