1、第一章计算机与信息表示基础计算机概述计算机概述计算机中的数制计算机中的数制计算机的信息表示计算机的信息表示计算机中带符号数的表示方法计算机中带符号数的表示方法多媒体信息表示多媒体信息表示什么是电子计算机？什么是电子计算机？电子计算机是一种能电子计算机是一种能 能按照事先 存储 的程序 高速、高效、准确、自动地完成信息的高速、高效、准确、自动地完成信息的存储和处理的电子设备存储和处理的电子设备计算机与其它计算工具的区别计算机与其它计算工具的区别具有存储信息的能力具有存储信息的能力自动完成数据的处理自动完成数据的处理1.1 计算机概述计算机概述计算工具的起源计算工具的起源中国最早的计算工具中国最早
2、的计算工具 算筹算筹 。公元公元 600年左右，我国出现新的计算工具年左右，我国出现新的计算工具 算盘算盘 。17世纪欧洲出现世纪欧洲出现 计算尺计算尺 和和 机械式计算机机械式计算机 。19世纪英国数学家世纪英国数学家 巴贝奇巴贝奇 (1792-1871)提出提出 通用计算机通用计算机的基本设计思想的基本设计思想 。20世纪中叶，英国数学家世纪中叶，英国数学家 图灵图灵 提出了图灵机理论提出了图灵机理论1946年年 2月世界上月世界上 第一台电子计算机第一台电子计算机 ENIAC在美国的在美国的宾夕法尼亚大学诞生。宾夕法尼亚大学诞生。第一台计算机第一台计算机 : ENIACElectroni
3、c Numerical Integrator And Calculator电子数字积分计算机重达 30吨占地 250m2耗电量 140 度 /小时18000个电子管继电器 1500 个保存 80个字节运算速度： 5000次 /秒价值 40万美元计算机的诞生和发展计算机的诞生和发展计算机发展历史人物理论计算机的奠基人：阿兰 图灵 （ 1912 -1954） ： 出生于英国伦敦，是 20世纪最著名的数学家之一 。1931年图灵进入 剑桥大学国王学院（Kings College） ，毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位 。图灵是计算机逻辑的奠者， 他在 24岁时 提出了图灵机理论， 31岁参与了 C
4、olossus(二战时 ，英国破解德国通讯密码的计算机 )的研制， 33岁时构思了仿真系统， 35岁提出自动程序设计概念， 38岁设计了 “图灵测试 ”，在后来还创造了一门新学科 非线性力学。英国科学家阿兰 .图灵图灵机简述图灵机简述一个读写头，一根纸带，读写头不断读取纸一个读写头，一根纸带，读写头不断读取纸带上的符号，并根据内在的状态转换规则转带上的符号，并根据内在的状态转换规则转换当前状态，同时进行一些动作，如：插换当前状态，同时进行一些动作，如：插 除或改写当前字符，向前除或改写当前字符，向前 /向后移动读写头向后移动读写头或保持不动等。或保持不动等。 计算机发展历史人物 计算机奠基人：
5、冯计算机奠基人：冯 诺依曼（诺依曼（ John Von Neumann），）， 1903年年 12月月 28日生于匈牙利布达佩斯的一个犹太日生于匈牙利布达佩斯的一个犹太人家庭，是著名美籍匈牙利数学家人家庭，是著名美籍匈牙利数学家。冯。冯 诺依曼于诺依曼于 1957年年 2月月 8日在华日在华盛顿去世，终年盛顿去世，终年 54岁。岁。冯冯 诺依曼原理诺依曼原理 (在在 101页报告中提出页报告中提出 )：计算机的五大组成部件：计算机的五大组成部件： 运算器、运算器、 逻辑控制器、逻辑控制器、 存储器、输入和输存储器、输入和输出装置；出装置；运用二进制取代十进制；运用二进制取代十进制；存储程序和程
6、序控制存储程序和程序控制美籍匈牙利数学家冯 .诺依曼计算机的发展经历了计算机的发展经历了 几几 个时代：个时代：时代年份 器件 软 件 应 用一 46-58 电 子管 机器 语 言 汇编语言 科学 计 算二 58-64 晶体管 高 级语 言 数据 处 理工 业 控制 三 64-71 集成 电 路 操作系 统 文字 处 理 图 形 处 理四 71年迄今 大 规 模集成 电 路 数据 库 、网 络 等 社会的各个 领 域电子管 晶体管摩尔定律：每 18个月到 24个月，集成电路的性能将提高一倍，而其价格将降低一半。硅在未来将达到物理极限 由蛋白质构成的集成电路，其大小由蛋白质构成的集成电路，其大小
7、只相当于硅片集成电路的十万分之只相当于硅片集成电路的十万分之一，运转速度更快，只有一，运转速度更快，只有 10-11秒，秒，大大超过人脑的思维速度大大超过人脑的思维速度 生物芯片传递信息时阻抗小，耗能生物芯片传递信息时阻抗小，耗能低，且具有生物的特点，具有自我低，且具有生物的特点，具有自我组织自我修复的功能组织自我修复的功能研究中的第五代计算机：研究中的第五代计算机：1994年 ,美国南加州大学教授 阿德勒曼博士 ,在 科学 杂志上发表题为 组合问题的生物电脑解决方案 的论文 ,首次提出分子计算机 ,即用 DNA分子构建电脑的设想。 DNA电脑与生物电脑之父雷纳德 阿德勒曼 (L.Adleman)
