第1章 计算系统概述
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第1章 linux操作系统概述
内核结构模型分为两大类:
微内核模型：内核中大部分模块都是独
立的进程，并在一定的特权状态下运行， 各模块之间通过消息传递进行通信。这 种机制的系统核心称为微内核。
大内核模型：整个核心模块可分为若干个子模
块，但在核心运行时，它是一个独立的二进制 映象，模块间的通信是直接调用其他模块中的 函数实现的。这种机制的系统核心称为大内核。
操作系统的设计目标
面向用户的设计目标：
1. 使用户方便使用计算机系统并容易学习。 2. 计算机系统对用户可靠、安全和高效。
面向系统设计目标：
1. 使操作系统容易设计，实现。
2. 使系统维护方便、灵活并可靠。
操作系统的功能
资源分配器：管理和分配软硬件资源。 控制器：控制用户程序执行，并对I/O设
资源共享。 加速计算—均分负载。 可靠性和通信。
分布式系统(续）
网络操作系统：
提供文件共享。 提供通信协议。 与网络相连接的各个计算机都是独立运行的。
分布式操作系统：
相互连接的各个计算机几乎没有自主权。 提供控制这个网络的单一操作系统映象。
手持系统
个人数据助理。 移动电话。 存在的问题：
实用程序及应 用软件 用户1 用户2 用户3 用户n
编译器
操作系统 汇编器 文本编辑器 ┅ 数据库系统 （内核） 系统和实用程序
操作系统 计算机硬件
机器指令系统 CPU、内存和 I/O接口
对系统层次框图的说明
硬件：CPU、内存、I/O接口。CPU中的指令系统是软 硬件的接口。 操作系统：控制和协调硬件资源执行多个应用程序 的程序。由于操作系统处在软硬件中心位置，故此 也称为核心或内核。 实用程序：由计算机系统提供的用以解决用户计算 问题的一组系统软件和应用软件。例如系统软件有： 编译器、汇编器、文本编辑器等等。应用软件有： 数据库系统，视频游戏以及税收系统等等。 用户：使用计算机的对象，包括人、机器以及与该 计算机相连接的其他计算机。
微内核模型：内核中大部分模块都是独
立的进程，并在一定的特权状态下运行， 各模块之间通过消息传递进行通信。这 种机制的系统核心称为微内核。
大内核模型：整个核心模块可分为若干个子模
块，但在核心运行时，它是一个独立的二进制 映象，模块间的通信是直接调用其他模块中的 函数实现的。这种机制的系统核心称为大内核。
操作系统的设计目标
面向用户的设计目标：
1. 使用户方便使用计算机系统并容易学习。 2. 计算机系统对用户可靠、安全和高效。
面向系统设计目标：
1. 使操作系统容易设计，实现。
2. 使系统维护方便、灵活并可靠。
操作系统的功能
资源分配器：管理和分配软硬件资源。 控制器：控制用户程序执行，并对I/O设
资源共享。 加速计算—均分负载。 可靠性和通信。
分布式系统(续）
网络操作系统：
提供文件共享。 提供通信协议。 与网络相连接的各个计算机都是独立运行的。
分布式操作系统：
相互连接的各个计算机几乎没有自主权。 提供控制这个网络的单一操作系统映象。
手持系统
个人数据助理。 移动电话。 存在的问题：
实用程序及应 用软件 用户1 用户2 用户3 用户n
编译器
操作系统 汇编器 文本编辑器 ┅ 数据库系统 （内核） 系统和实用程序
操作系统 计算机硬件
机器指令系统 CPU、内存和 I/O接口
对系统层次框图的说明
硬件：CPU、内存、I/O接口。CPU中的指令系统是软 硬件的接口。 操作系统：控制和协调硬件资源执行多个应用程序 的程序。由于操作系统处在软硬件中心位置，故此 也称为核心或内核。 实用程序：由计算机系统提供的用以解决用户计算 问题的一组系统软件和应用软件。例如系统软件有： 编译器、汇编器、文本编辑器等等。应用软件有： 数据库系统，视频游戏以及税收系统等等。 用户：使用计算机的对象，包括人、机器以及与该 计算机相连接的其他计算机。
第一章 计算机控制系统概述
第一章计算机控制系统概述§1．1概述随着科学技术的进步，人们越来越多地用计算机来实现控制系统。
近几年来，计算机技术、自动控制技术、检测与传感技术、CRT显示技术、通信与网络技术、微电子技术的高速发展，促进了计算机控制技术水平的提高。
本章主要介绍计算机控制系统及其组成、工业控制机的组成结构及特点、计算机控制系统的发展概况和趋势。
1．1．1计算机控制技术研究的内容及特点1、研究的内容：主要研究控制理论、计算机技术（软、硬件技术）、网络通信技术、测量技术、信号处理技术等在微机控制中的应用、以及微机的控制方法及其应用。
2、主要的特点：1）理论性强：应用各种控制理论、信号处理理论等2）综合性强：应用有控制理论、计算机硬件技术、编程技术、网络技术、测量技术、信号处理技术、电子技术等3）实践性强：所有设计、计算必须要反复进行实验；在实践中积累了大量的经验方法、经验数据等4）理论与实践相结合5）实用性强6）应用广泛等1．1．2计算机控制技术这门课所应用到的技术：计算机技术、自动控制技术、微电子技术、信息处理技术、检测与传感技术、通信与网络技术、CRT显示技术等等1．1．3计算机控制技术的现状与发展趋势计算机控制技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分1．1．4目前，计算机控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
一、以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流二、PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展三、面向测控管一体化设计的DCS系统四、控制系统正在向现场总线（FCS）方向发展五、仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展六、数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展七、工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展八、工业控制软件正向先进控制方向发展► 1.2. 计算机控制系统的组成► 1.3 计算机控制系统分类► 1.4 计算机控制系统中的计算机► 1.5 微型计算机控制系统的发展趋势§1.2 计算机控制系统的组成★自动控制：在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。
微机原理及接口技术第一章概述
三、微型计算机的分类
按处理器同时处理数据的位数或字长分：
8位机
按其结构分：
16位机
32位机
64位机
PC机、
单片微型机、 单板微型机
1.2
微型计算机组成
现代计算机结构仍然是在冯· 诺依曼提出 的计算机逻辑结构和存储程序概念基础上建 立起来的。
一、微型计算机的硬件结构
微型计算机由微处理器、存储器、输入/输 出接口构成，它们之间由系统总线连接。
地址总线 (AB)
只读存储器 ROM 随机存储器 RAM
I/O接口
I/O设备 数据总线 (DB) 控制总线 (CB)
CPU
1. 微处理器
整个微机的核心是微处理器(up, MPU)，也 称CPU。它包含算术逻辑部件ALU、寄存器组 及控制部件。
ALU ： 算术运算、逻辑运算
寄 存 器：存放操作数、中间结果、地址、标 志等信息 控制部件：整个机器控制中心，包括程序计 数器IP、指令寄存器IR、指令译 码器ID、控制信息产生电路。
外部设备
I/O接口电路
存储器 RAM ROM 总线
控制部件
算术逻辑部件
寄存器组
MPU
2. 存储器 微机的存储器分为：主存和辅存 主存(内存)：用于存放当前正在运行的程序和正 待处理数据。(CPU内部cache，主 板上的内存, 造价高，速度快，存 储容量小) 辅存(外存)：存放暂不运行的程序和输入处理的 数据，(主机箱内或主机箱外，造 价低，容量大，可长期保存，但 速度慢)
办公自动化
信息高速公路
仪器仪表
将传感器与计算机集 成于同一芯片上，智能
传感器不仅具有信号检
测、转换功能，同时还 具有记忆、存储、解析、 统计、处理及自诊断、 自校准、自适应等功能。
第一章 微型计算机系统概述(戴梅萼)
32位微处理器（80386，80486） （Pentium，P2,P3,P4 ）
1、3 微处理器、微型计算机微型计算机系统
算术逻辑部件 累加器、寄存器 控制部件 内部总线 存储器（ROM、RAM） 输入输出接口 系统总线 外围设备 系统软件 微 处 理 器
微 型 计 算 机
微 型 计 算 机 系 统
1、4 微型计算机的应用
1、科学计算和科学研究
计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中所提出 的数学问题（数值计算）。 2、信息处理 （数据处理） 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来对数字 信息进行加工。 3、工业过程控制
用微型计算机实现工业生产控制。
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算 机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算 机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系 统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的 思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统。
1、3、3 微型计算机系统的组成 一个微型计算机系统包括硬件系统和软件系统。硬件和 软件的结合，才能使计算机正常工作运行。
计算机硬件系统是一个为执行程序建立物质基础的物理 装置，称为硬件或裸机。
计算机软件系统指为运行、管理、应用、维护计算机所 编制的所有程序及文档的总和。
依据功能的不同，软件分为系统软件和应用软件两大类。
1、3、1 微处理器
微处理器（CPU）由运算器和控制器组成。
• 必须具备功能： *可以进行算术和逻辑运算 *可保存少量的数据 *能对指令进行译码并执行 *能和存储器及外设交换数据 *能提供系统所需的定时和控制 *可以相应其它部件发来的中断请求
1、3 微处理器、微型计算机微型计算机系统
算术逻辑部件 累加器、寄存器 控制部件 内部总线 存储器（ROM、RAM） 输入输出接口 系统总线 外围设备 系统软件 微 处 理 器
微 型 计 算 机
微 型 计 算 机 系 统
1、4 微型计算机的应用
1、科学计算和科学研究
计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中所提出 的数学问题（数值计算）。 2、信息处理 （数据处理） 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来对数字 信息进行加工。 3、工业过程控制
用微型计算机实现工业生产控制。
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算 机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算 机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系 统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的 思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统。
1、3、3 微型计算机系统的组成 一个微型计算机系统包括硬件系统和软件系统。硬件和 软件的结合，才能使计算机正常工作运行。
计算机硬件系统是一个为执行程序建立物质基础的物理 装置，称为硬件或裸机。
计算机软件系统指为运行、管理、应用、维护计算机所 编制的所有程序及文档的总和。
依据功能的不同，软件分为系统软件和应用软件两大类。
1、3、1 微处理器
微处理器（CPU）由运算器和控制器组成。
• 必须具备功能： *可以进行算术和逻辑运算 *可保存少量的数据 *能对指令进行译码并执行 *能和存储器及外设交换数据 *能提供系统所需的定时和控制 *可以相应其它部件发来的中断请求
计算机及信息技术概述
学计算，但现代计算机的功能早已不再只是“计 算”，而扩大到可以处理加工数字、文字、图形、 图像、声音等各种形式的数据。
人类从远古时代就产生了计算的需要。钟表业， 特别是齿轮传动装置技术的发展，诞生了最早的机 械式计算机。
1.1 计算机基础知识
法 国 物 理 学 家 帕 斯 卡 (1623-1662) 在 1642年发明了第一台机械式加法机。该机 由齿轮组成，靠发条驱动，用专用的铁笔 来拨动转轮以输入数字。
可在纸带上左右移动的读写头， 可无限延伸的纸带。用于
用于读写数据(输入输出设备)
存储程序和数据（存储器）
1.1 计算机基础知识
• 计算机应由运算器、控制器、存储器、 输入设备和输出设备五大部件组成；
• 应采用二进制简化机器的电路设计；
美籍匈牙利数学家 冯诺依曼
(计算机鼻祖)
• 采用“存储程序”技术,以便计算机能保 存和自动依次执行指令。
计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。 计算思维强调的抽象和构造、可解，强调用自动方式逐步求解。
计算思维强调以下三点
① 求解问题中的计算思维
② 设计系统中的计算思维
③ 理解人类行为中的计算思维
计算思维更详细的描述：
计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个困难的问题阐释为如何 求解它的思维方法；
1.1 计算机基础知识
1822年，英国数学家巴贝奇Babbage历 经10年努力终于发明了“差分机”。它有3 个齿轮式寄存器，可以保存3个5位数字，计 算精度可以达到6位小数。
巴贝奇试图发明功能更好的通用计算机 ——分析机，但最终失败。
英国女数学家阿达 (1815-1852)是巴贝奇 的合作伙伴。她用穿孔卡片设计了世界上 “第一件计算机程序”。她还建议分析机用 二进制存储。预言分析机能唱歌、绘画。
人类从远古时代就产生了计算的需要。钟表业， 特别是齿轮传动装置技术的发展，诞生了最早的机 械式计算机。
1.1 计算机基础知识
法 国 物 理 学 家 帕 斯 卡 (1623-1662) 在 1642年发明了第一台机械式加法机。该机 由齿轮组成，靠发条驱动，用专用的铁笔 来拨动转轮以输入数字。
可在纸带上左右移动的读写头， 可无限延伸的纸带。用于
用于读写数据(输入输出设备)
存储程序和数据（存储器）
1.1 计算机基础知识
• 计算机应由运算器、控制器、存储器、 输入设备和输出设备五大部件组成；
• 应采用二进制简化机器的电路设计；
美籍匈牙利数学家 冯诺依曼
(计算机鼻祖)
• 采用“存储程序”技术,以便计算机能保 存和自动依次执行指令。
计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。 计算思维强调的抽象和构造、可解，强调用自动方式逐步求解。
计算思维强调以下三点
① 求解问题中的计算思维
② 设计系统中的计算思维
③ 理解人类行为中的计算思维
计算思维更详细的描述：
计算思维是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个困难的问题阐释为如何 求解它的思维方法；
1.1 计算机基础知识
1822年，英国数学家巴贝奇Babbage历 经10年努力终于发明了“差分机”。它有3 个齿轮式寄存器，可以保存3个5位数字，计 算精度可以达到6位小数。
巴贝奇试图发明功能更好的通用计算机 ——分析机，但最终失败。
英国女数学家阿达 (1815-1852)是巴贝奇 的合作伙伴。她用穿孔卡片设计了世界上 “第一件计算机程序”。她还建议分析机用 二进制存储。预言分析机能唱歌、绘画。
第1章计算机与信息技术概述
第1章计算机与信息技术概述1.1计算机概述计算是人类表达思维活动的一种方式，而计算工具则是人类思维活动的结晶。
从远古到现代，人类使用的计算工具先后经历了手工、机械和机电3个发展阶段，目前的电子计算机是人类计算工具的最新发展。
那什么是计算机呢？简单地说，计算机是一种能快速且高效地自动完成信息处理的电子设备。
它与以往的计算设备最大的区别在于，计算机实现了存储程序，即程序在计算机内部可以发生变化。
在本章中将首先简单介绍计算机的发展、特点和应用领域以及信息技术及计算机病毒等基本概念，然后重点介绍计算机中信息的表示与存储。
1.1.1计算机发展简史我国早在春秋战国时期就发明了算筹法，这使得后来的数学家祖冲之计算出了当时最精确的圆周率。
唐朝末期，标志着古老东方文明的算盘又在我国诞生。
1642年，法国数学家Pascal发明了能完成加、减运算的手摇式机械计算机。
1694年，德国数学家Leibnitz设计出了能完成加、减、乘、除和开方运算的手摇式机械计算机。
1820年，英国数学家Babbage提出了用卡片存储数据和让计算机根据条件决定下一步计算的设想。
1910年，美国IBM公司生产出了一种用卡片存储数据、用继电器完成计算的计算机。
1941年，美籍匈牙利数学家V on Neumann提出了3个非常重要的概念。
（1）存储程序：存储不仅要存储数据，而且要存储程序。
（2）采用二进制：计算机内部使用二进制。
（3）顺序控制：从存储器中取指令或数据，由控制器解释，由运算器完成计算。
这3个基本概念的提出为电子计算机的出现奠定了坚实的理论基础，而以它们为理论制造出来的计算机至今仍然是计算机体系结构的主流，V on Neumann也因此被誉为电子计算机之父。
1946年，世界上第一台电子数字积分式计算机——埃尼亚克（The Electronic Numerical Integrator And Computer，ENIAC）在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。
边缘计算原理与JETSON平台开发 第1章 边缘计算概述
第1章 边缘计算概述
1.1.1 基本结构 边缘计算中的“边缘”是一个相对的概念，通常指从数
据源到云计算中心的数据路径之间的任意计算资源和网络资 源。边缘计算允许终端设备将存储和计算任务迁移到网络边 缘节点，如基站(Base Station，BS)、无线接入点(Wireless Access Point，WAP)、边缘服务器等，在满足终端设备计算 能力扩展需求的同时，又能有效地节约计算任务在云服务器 和终端设备之间的传输链路资源。图1.1所示为基于“云-边端”协同的边缘计算基本架构。
第1章 边缘计算概述
7. 低时延 由于移动边缘技术服务靠近终端设备或者直接在终端设 备上运行，大大降低了时延，使得反馈更加快速，从而改善 了用户体验，减少了网络拥塞。 8. 大带宽 由于边缘计算靠近信息源，可以在本地进行简单的数据 处理，不必将所有数据或信息都上传至云端，从而使网络传 输压力下降，减少网络堵塞，网络速率也因此大大提高。
第1章 边缘计算概述
5. 融合性 运营技术(Operational Technology，OT)与信息技术 (Information Technology，IT)的融合是行业数字化转型的重 要基础。边缘计算作为“OICT”(Operation Information Communication Technology)融合与协同的关键承载，需要在 连接、数据、管理、控制、应用、安全等方面协同。 6. 邻近性 由于边缘计算的部署非常靠近信息源，因此边缘计算特 别适合于捕获和分析大数据中的关键信息。此外，边缘计算 还可以直接访问设备，容易直接衍生特定的商业应用。
第1章 边缘计算概述
缘计算的不同定义表述虽然各有差异，但其内容实质已 达共识：在靠近数据源的网络边缘某处就近提供服务。综合 以上定义，边缘计算是指数据或任务能够在靠近数据源头的 网络边缘侧进行计算和执行计算的一种新型服务模型，这种 服务模型可以在网络边缘存储和处理数据，并与云计算协作， 在数据源端提供智能服务。
计算机算法设计与分析--第1章 算法概述
12
③确认算法。算法确认的目的是使人们确信这一算 法能够正确无误地工作，即该算法具有可计算性。 正确的算法用计算机算法语言描述，构成计算机程 序，计算机程序在计算机上运行，得到算法运算的 结果； ④ 分析算法。算法分析是对一个算法需要多少计算 时间和存储空间作定量的分析。分析算法可以预测 这一算法适合在什么样的环境中有效地运行，对解 决同一问题的不同算法的有效性作出比较； ⑤ 验证算法。用计算机语言描述的算法是否可计算、 有效合理，须对程序进行测试，测试程序的工作由 调试和作时空分布图组成。
16
算法描述
1. 从第一个元素开始，该元素可以认为已 经被排序 2. 取出下一个元素，在已经排序的元 素序列中从后向前扫描 3. 如果该元素（已排序）大于新元素， 将该元素移到下一位置 4. 重复步骤3，直到找到已排序的元素 小于或者等于新元素的位置 5. 将新元素插入到该位置中 6. 重复步骤2
15
1.3 算法示例—插入排序算法
算法的思想：扑克牌游戏
a0,...,n-1 a0,...,n-1 a0,...,n-1 a0,...,n-1 a0,...,n-1 a0,...,n-1 a0,...,n-1
= = = = = = =
5,2,4,6,1,3 5,2,4,6,1,3 2,5,4,6,1,3 2,4,5,6,1,3 2,4,5,6,1,3 1,2,4,5,6,3 1,2,3,4,5,6
8
算法≠程序
算法描述：自然语言，流程图，程序设计
语言，伪代码 用各种算法描述方法所描述的同一算法， 该算法的功用是一样的，允许在算法的描述 和实现方法上有所不同。
本书中采用类C++伪代码语言描述算法
9
人们的生产活动和日常生活离不开算法， 都在自觉不自觉地使用算法，例如人们到 商店购买物品，会首先确定购买哪些物品， 准备好所需的钱，然后确定到哪些商场选 购、怎样去商场、行走的路线，若物品的 质量好如何处理，对物品不满意又怎样处 理，购买物品后做什么等。以上购物的算 法是用自然语言描述的，也可以用其他描 述方法描述该算法。
③确认算法。算法确认的目的是使人们确信这一算 法能够正确无误地工作，即该算法具有可计算性。 正确的算法用计算机算法语言描述，构成计算机程 序，计算机程序在计算机上运行，得到算法运算的 结果； ④ 分析算法。算法分析是对一个算法需要多少计算 时间和存储空间作定量的分析。分析算法可以预测 这一算法适合在什么样的环境中有效地运行，对解 决同一问题的不同算法的有效性作出比较； ⑤ 验证算法。用计算机语言描述的算法是否可计算、 有效合理，须对程序进行测试，测试程序的工作由 调试和作时空分布图组成。
16
算法描述
1. 从第一个元素开始，该元素可以认为已 经被排序 2. 取出下一个元素，在已经排序的元 素序列中从后向前扫描 3. 如果该元素（已排序）大于新元素， 将该元素移到下一位置 4. 重复步骤3，直到找到已排序的元素 小于或者等于新元素的位置 5. 将新元素插入到该位置中 6. 重复步骤2
15
1.3 算法示例—插入排序算法
算法的思想：扑克牌游戏
a0,...,n-1 a0,...,n-1 a0,...,n-1 a0,...,n-1 a0,...,n-1 a0,...,n-1 a0,...,n-1
= = = = = = =
5,2,4,6,1,3 5,2,4,6,1,3 2,5,4,6,1,3 2,4,5,6,1,3 2,4,5,6,1,3 1,2,4,5,6,3 1,2,3,4,5,6
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算法≠程序
算法描述：自然语言，流程图，程序设计
语言，伪代码 用各种算法描述方法所描述的同一算法， 该算法的功用是一样的，允许在算法的描述 和实现方法上有所不同。
本书中采用类C++伪代码语言描述算法
9
人们的生产活动和日常生活离不开算法， 都在自觉不自觉地使用算法，例如人们到 商店购买物品，会首先确定购买哪些物品， 准备好所需的钱，然后确定到哪些商场选 购、怎样去商场、行走的路线，若物品的 质量好如何处理，对物品不满意又怎样处 理，购买物品后做什么等。以上购物的算 法是用自然语言描述的，也可以用其他描 述方法描述该算法。
第一章-计算机的发展
1.2.3 计算机的应用领域
1．科学计算 ． 科学计算是计算机最早的应用方面。科学计算是指计算机用于完成 科学研究和工作技术中所提出的数学问题的计算。这类计算往往公 式复杂、难度很大，用一般计算机工具难于完成。如：天文、地质、
气象、航天等涉及的大量计算
2．实时控制 ．
计算机可以用于科学技术、军事、工业、农业等各个领域的过程控制，用 计算机采集检测数据，按最佳值对控制对象进行自动控制或自动调节。
人类追求的计算工具
春秋战国 算筹
1642加法器 加法器 帕斯卡
1822 差分机 巴比奇
电子计算机时代
1946 ENIAC
20世纪早期
电子二极管和三极管在20世纪头几年相继问世。真空电子二极管 的发明使人类打开了电子文明的大门，而电子三极管的发明及其放大原 理的发现，标志着人类科技史进入了一个新 的时代：电子时代。 1904年，英国人弗莱明发明真空电子二极管。 电子管的诞生，是人类电子文明的起点。1906年， 最早的电子二极管的形象 美国人德弗雷斯特发明电子三极管，并在研究中 发现，三极管可以通过级联使放大倍数大增，这 使得三极管的实用价值大大提高，从而促成了无 线电通信技术的迅速发展。德弗雷斯特因发明三 极管而被称为“无线电之父”。
中央处理器： 中央处理器：一个芯片
工作站：介于PC与小型机之间 工作站 介于PC与小型机之间 介于PC
高分辨率、大容量内外存， 高分辨率、大容量内外存，图形功能较强
单片微型计算机，简称单片机，是微型计算机的一 个分支。
1.2.3 计算机的特点
运算速度快 计算精度高 具有记忆能力 具有逻辑判断能力 高度自动化与灵活性
大型、通用、较快、 大型、通用、较快、较强 大型机： 客户机/服务器” 大型机：作“客户机/服务器”的服务器
道亨自立式铁塔满应力优化计算系统操作说明
自立式铁塔满应力分析系统操作说明目录第一章系统概述 (1)一、系统简介 (1)二、系统需求 (2)三、注意事项 (3)第二章操作流程 (4)第三章操作步骤 (5)一、建立新文件 (5)二、导入建塔文件 (6)三、计算荷载 (8)3.1 添加导地线荷载挂点 (8)3.2 计算荷载 (8)3.3 导入荷载 (9)四、有限元计算 (10)五、成果输出 (12)5.1 读入计算结果 (12)5.2 输出铁塔司令图和材料汇总表 (13)第四章界面和菜单说明 (15)一、界面 (15)1.1 数据表窗口 (15)1.2 荷载窗口 (15)1.3 计算窗口 (16)1.4 交互编辑窗口 (16)1.5 节点平衡法窗口 (17)1.6 设计基础窗口 (17)1.7 连接法兰窗口 (18)1.8 建模窗口 (19)二、菜单 (20)2.1 文件 (20)2.2 操作 (21)2.3 调整 (31)2.4 计算 (34)2.5 计算结果 (40)2.6 接口文件 (42)2.8 编辑 (43)2.9 视图 (44)2.10 设置 (44)2.11 帮助 (49)附录A 导入良乡试验加荷表 (50)附录B 交互编辑界面的使用 (52)附录C 受力材参数说明 (59)附录D 塔身风压分段数据标准段号的填写 (67)附录E 基础作用力数据处理程序 (72)附录F 规程参数配置文件DATA.INI说明 (74)附录G 材质参数配置文件Q460Q235.INI (78)附录H 拆分地线荷载 (81)附录I 拆分V串、悬垂挂架、拆分U串、拆分Ψ串 (85)附录J 补助材计算说明 (92)附录K 原始数据中使杆件排序的操作说明 (97)附录L 使用非线性矩阵分析程序 (106)附录M 混合构件选材 (108)附录N 鸭嘴角钢计算使用说明 (109)附录O 高强钢计算操作流程 (111)附录P 快速输入智能继承功能 (114)附录Q 验算螺栓功能 (115)附录R 杆件调整模式 (116)附录S 预设单线图和司令图格式 (117)附录T ANSYS接口文件格式及使用说明 (120)附录U 使用设计向导 (124)附录Z 其他功能说明 (125)第一章系统概述一、系统简介本系统是适用于各式自立式角钢铁塔和钢管杆铁塔线性空间桁架的受力分析和自动选材设计，也可用于逐工况验算用户指定的杆件。
计算机第一章知识点
好东西大家分享信息技术与计算机文化（一）信息与信息技术1．信息与信息数据①信息论的创始人——美国数学家——香农：信息是能够用来消除不确定性的东西。
②一般认为：信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。
③所谓数据，是指存储在某种媒体上可以加以鉴别的符号（文字、字母、数字、图形、图像、音频、视频）资料。
④数据的形式是符号。
⑤数据与信息：数据是信息的具体表现形式，是信息的载体。
信息是对数据进行加工得到的结果。
2．信息技术——信息技术是指人们获取、存储、传递、处理、开发和利用信息资源的相关技术。
3．信息社会①20世纪90年代，计算机普及，计算机网络高速发展——人类开始进入信息社会。
②在信息社会里，信息作为继物质和能源之后的第三资源，在社会发展中起着主导作用。
③比尔。
盖茨：信息科技革命将恒久的改变我们工作、消费、学习和沟通的方法。
4．“计算机文化”的内涵①文化的基本属性：广泛性、传提性、教育性、深刻性。
②20世纪80年代初，在瑞士洛桑召开第三届世界计算机教育大会——“计算机文化”的说法被各国计算机教育界所接受。
③计算机文化：以计算机为核心，集网络文化、信息文化、多媒体文化于一体，并对社会生活和人类行为产生广泛、深远影响的新型文化。
④人类文化发展的四个里程碑：语言的产生、文字的使用、印刷术的发明。
⑤计算机文化的真正内涵：将一个人经过文化教育后所具有的能力由传统的读、写、算上升到了一个新高度——具有计算机信息处理能力。
（二）计算机技术概述1．计算机的起源与发展①1854年，英国数学家，布尔：提出了符号逻辑思想。
②19世纪中期，英国数学家，“计算机之父”，巴贝奇：最先提出通用数字计算机的基本设计思想。
③ENIAC：1943年开始研制，1946年2月在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行。
用十进制计算。
不能存储。
④计算机的发展：第一代——电子计算机。
主要逻辑原件电子管，程序设计语言采用机器语言和汇编语言，此时计算机主要用于科学计算。
UNIX_BASIC 第1章 UNIX操作系统概述
doswindowsunixlinuxmacosvxworks12unix操作系统的历史fernandojcorbato教授主持世界上第一个分时系统ctsscompatibletimesharingsystem1964年贝尔实验室mit和ge共同参与研发multicsmultiplexedinformationcomputingsystem多路信息与计算系统第二代分时系统设计目标是支持大规模的计算能够连接1000部终端机支持300的用户同时上线fernandojcorbatounix操作系统的历史2从事multics研究的kenthompson在pdp7计算机上用汇编语言实现了unics系统unix的原uniplexedinformationcomputingsystem在移植过程中dennisritchie用c语言改写了unics最终发布了unix的正式版本dennisritchie在thompson的b语言基础上发明了c语言从这以后大部分的操作系统都是用c语言写的kenthompsondennisritchiepdp11kendennisunix两大派系贝尔实验室unixsystemrelease42svr42现今的aixscounix等计算机系统研究小组csrg的bsdunixberkeleysoftwaredistributions现今的freebsdsolaris等工作站上的unix一般属于这一派系linux的历史麻省理工学院richardstallman荷兰andrewtanenbaum芬兰linustorvalds基于intel80386体系结构的操作系统内核加上gnu的bashgcc等其他软件unixhistoryaix的历史1986年ibm发布aix1操作系统安装在ibm6150微计算系统microcomputersystem1989年aixps2intel386pc版本1990aix3ibmrs6000小型机版本2000年aix5l同时支持power和itanium处理器2007年aix6和ibmpower处理器同步推出13unix的概念狭义的概念提供文件系统的管理功能unix的概念2广义的概念unix不仅指系统内核它是一个应用环境和程序设计环境提供了丰富的软件开发工具包括编辑器编译程序调试工具数据库等等功能强大的多任务多用户的操作系统unix的标准化由于世界中存在多种unix操作系统国际标准
计算机科学导论第1章概述
• 英国剑桥大学著名科学家查理 斯•巴贝奇(Charles Babbage： 1792—1871年)在1822年研制出 第一台差分机。
* 阿达•奥古斯塔(Ada Augusta： 1815—1852年)是计算机领域著 名的女程序员。
计20算19/7机/30 科学导论
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6. 模拟计算机
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Z－3
重建Z－1
Z－4
•
老年楚泽（中）
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数字计算机之父
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1.1.2 计算机的产生
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1. 图灵
• 1936年，阿兰•图灵(Alan Turing：1912—1954年)在 他的一篇具有划时代意义 的论文——《论可计算数 及其在判定问题中的应用》 (On Computer Numbers With an Application to the Entscheidungs Problem)中， 论述了一种假想的通用计 算器，也就是理想计算机， 被后人称为“图灵 机”(Turing Machine—— TM)。
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1.2.3 计算机的特点
• 1．运算速度快、精度高 • 2．具有逻辑判断和记忆能力 • 3．高度的自动化和灵活性
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1.2.5 计算机的分类
• 根据计算机工作原理和运算方式的不同，以及计算机 中信息表示形式和处理方式的不同，计算机可分为数 字式电子计算机(Digital Computer)、模拟式电子计算 机(Analog Computer)和数字模拟混合计算机(Hybrid Computer)。
IT企业云计算技术应用与推广计划
IT企业云计算技术应用与推广计划第1章云计算技术概述 (4)1.1 云计算基本概念 (4)1.2 云计算发展历程 (4)1.3 云计算关键技术 (4)第2章企业云计算需求分析 (5)2.1 企业业务需求梳理 (5)2.1.1 业务流程优化需求 (5)2.1.2 数据存储与分析需求 (5)2.1.3 资源弹性扩展需求 (5)2.1.4 系统集成与协作需求 (5)2.2 云计算技术对企业的影响 (6)2.2.1 降低IT成本 (6)2.2.2 提高业务灵活性 (6)2.2.3 保障数据安全 (6)2.2.4 促进创新与转型 (6)2.3 企业云计算需求评估 (6)2.3.1 业务需求评估 (6)2.3.2 技术需求评估 (6)2.3.3 成本效益评估 (6)2.3.4 安全风险评估 (6)2.3.5 人员与组织评估 (7)第3章云计算服务模式 (7)3.1 基础设施即服务（IaaS） (7)3.2 平台即服务（PaaS） (7)3.3 软件即服务（SaaS） (8)第4章云计算部署模式 (8)4.1 公共云 (8)4.1.1 优势 (8)4.1.2 应用场景 (9)4.2 私有云 (9)4.2.1 优势 (9)4.2.2 应用场景 (9)4.3 混合云 (9)4.3.1 优势 (9)4.3.2 应用场景 (10)第五章云计算安全策略 (10)5.1 云计算安全风险分析 (10)5.1.1 数据泄露风险 (10)5.1.2 系统安全风险 (10)5.1.3 服务中断风险 (10)5.1.4 法律合规风险 (10)5.2.1 数据加密 (10)5.2.2 身份认证与权限管理 (10)5.2.3 防火墙与入侵检测 (11)5.2.4 安全审计与监控 (11)5.2.5 数据备份与恢复 (11)5.3 云计算合规性要求 (11)5.3.1 符合国家法律法规 (11)5.3.2 遵循国际标准与规范 (11)5.3.3 保护用户隐私权益 (11)5.3.4 合规性评估与审查 (11)第6章云计算平台选型 (11)6.1 国内外主流云计算平台简介 (11)6.1.1 国内主流云计算平台 (11)6.1.2 国外主流云计算平台 (12)6.2 云计算平台选型标准 (12)6.3 云计算平台对比分析 (12)6.3.1 安全性 (12)6.3.2 可靠性 (12)6.3.3 功能 (13)6.3.4 扩展性 (13)6.3.5 成本效益 (13)6.3.6 技术支持 (13)第7章云计算技术应用实践 (13)7.1 企业邮箱迁移至云 (13)7.1.1 迁移背景 (13)7.1.2 迁移方案 (13)7.1.3 迁移效果 (13)7.2 数据库上云 (14)7.2.1 上云背景 (14)7.2.2 上云方案 (14)7.2.3 上云效果 (14)7.3 企业应用上云 (14)7.3.1 上云背景 (14)7.3.2 上云方案 (14)7.3.3 上云效果 (15)第8章云计算资源管理 (15)8.1 云计算资源调度策略 (15)8.1.1 静态资源调度策略 (15)8.1.2 动态资源调度策略 (15)8.2 云计算资源监控 (15)8.2.1 监控指标 (15)8.2.2 监控工具与技术 (16)8.3 云计算资源优化 (16)8.3.2 负载均衡 (16)8.3.3 自动伸缩 (16)8.3.4 资源预测与预留 (16)8.3.5 能耗优化 (16)第9章云计算服务质量管理 (16)9.1 服务质量指标体系 (17)9.1.1 可用性指标：包括系统正常运行时间（Uptime）、故障恢复时间（Recovery Time）和故障发生率等，用于衡量云计算服务在各种情况下对用户的可用性。
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计算机
全球最强超级计算机“神威-太湖之光”
计算机---大型机
Computer
冯 ▪ 诺依曼：自动计算系统（Auto Computing System） 计算机系统：硬件 + 软件
程序和软件
Software Program System Software Application Software
计算思维的特征
计算思维是什么 计算思维不是什么
是概念化
是根本的 是人的思维 是思想 是数学与工程思维的互补与融合 面向所有的人，所有的地方
不是程序化
不是刻板的技能 不是计算机的思维 不是人造物 不是空穴来风 不局限于计算学科
Review
What’s Computer? What’s Computing System? Computer System Hardware System Software System Computing Model Dada Processor Data Processor with the Program John von Neumann Architecture
文件系统
所有文件的集合，and 操作系统对文件的管理
操作系统对文件“按名存取” Windows文件扩展名
指示文件的类型
Windows 文件扩展名
扩展名 .exe .com .bat 文件类型
可执行（程序）文件 命令（程序）文件 批(处理)文件，可执行
扩展名 .doc .docx .xls, .xlsx
两台计算机的互联
0101010101100011111
资源共享
互联网和Web
Internet(互联网，因特网) 唯一覆盖全球的最大网络 开放性：入网机器都是主机(Host) 丰富的资源 虚拟社会 Web(万维网) WWW，Web 综合信息服务 超文本 浏览器
程序存储原理 程序在运行之前就已经被存放到存储器中 程序长度有限
计 算 机 组 成
处理器系统
CPU（Processor，处理器） VLSI，高集成度；多核---一个硅片上集成多个处理器 主频：Hz 字长：处理器传输和运算的数据长度 CISC and RISC
内、外存结构
主板
软件发展
机器码 01010001
汇编语言
高级语言编程
计算机模型
Model：抽象表达，展示功能
• 黑盒模型
计算机 （处理数据） 输入数据 输 出 数 据 (信 息 )
计算机模型
具有程序能力的数据处理机
程序
输入数据
计算机 （处理数据）
输 出 数 据 (信 息 )
计算机模型
现代计算机模型---冯·诺依曼模型
Input, memory, ALU, Control, output
Network Data and Information
Homework
习题1 第2题 手写，A4，单面单页。 页面右上角写上个人信息 下次课提交 习题1 第11题 第二、三、四题 预习 第2章
除硬件外的所有与计算机相关的文档、程序、语言等 都被归类为软件，因此软件也是一个系统，也是非常 复杂的一个系统
计算机的发展 --- 硬件
第一代计算机 电子管
典型机 ENIAC
计算机的发展 --- 硬件
第二代计算机 晶体管
典型机 IBM7094
火柴棒
计算机的发展 --- 硬件
第三代 集成电路 (SSL)
五个组成部分 ALU，Controller，Memory，Input/Output ALU + Controller CPU(中央处理器) 其他结构 哈佛结构，数据与程序分别存储 并行处理 流水线 …… 二进制
程序和程序运行的数据以同样的格式存储
冯· 诺依曼机器
存储器子系统
字节存储模式：以字节（Byte，8位二进制）为基本
单位组织和处理数据
内存，容量：KB，MB，GB…
十进制地址 0 1 2 二进制单元地址 0000000000 0000000001 0000000010 单元内容
0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0
1021 1022 1023
1111111101 1111111110 1111111111
0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0
存储器子系统 ---外存
使用专门接口电路与主机连接
磁盘，固态硬盘（ SSD ）
磁道：存储数据 扇区：数据存储以
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
文件类型
Word文档文件 MS Office高版本文档文件 Excel工作簿文件
.sys
.c .txt
系统文件
C语言源程序文件 文本文件
.ppt, .pptx PowerPoint演示文稿文件
.java .obj
Java语言源程序文件 目标文件
也可以是文本型的脚本文件， 通常是编程语言或命令集
计算机网络
Overview
1. 计算机
2. 计算机简史
3. 计算机模型 4. 计算机组成
5. 操作系统
6. 网络 7. 数据与信息 8. 计算思维
review
计算系统
Computation System = Computer + Data
计算机设备
台式机，桌面机, PC
计算机设备
移动终端，也是个人机
数据和信息
Data and Information Information System 硬件
软件
数据 用户
过程
通信 ERP
企业资源管理
计算机文化 & 计算思维
更高的层次上理解、认识计算机，认识计算 计算机文化 理解计算机是什么，它如何被作为资源使用，并改 变着人类的生活、学习、交流方式的 计算思维（Computing Thinking） 建立在计算过程的能力和限制之上 本质是抽象（Abstraction）和自动化（Automation）
操作系统---功能
4个模块
操作系统结构
内核：直接操作计算机硬件 外壳：用户界面 GUI（Graphic User Interface）
操作系统---文件系统
用户：操作系统最重要的就是文件系统
数据组织和表示的最主要的方法 是一种抽象的、易于理解的数据组织形式
文件
存储在存储器上的数据的有序集合，并标记文件名
扇区为单位分配
存储器子系统---主辅结构
输入输出子系统
端口(连接) 接口(缓冲)
PC机端口
便携机端口
USB Port
计算机启动
Power On 2. BIOS，基本输入输出系统
1.
3. 操作系统
操作系统
Operating System， OS 软件的核心 常用的OS Windows iOS , Android UNIX/Luinx/BSD 定义 管理计算机的所有资源 帮助用户使用计算机