1、计算机导论高华玲,基本信息,任课教师：高华玲联系方式：18689790911（微信）E - mail：办公地点：4西413所属院系：信息与智能工程学院教学网站：http:/,课程基本信息,课程名称：计算机导论开课学院：信息与智能工程学院课程类型：学科专业基础课授课对象：计算机及相关专业学时分配：45学时（理论30+上机实验15）+课外实验（若干）学 分：2.5,期末成绩=平时成绩（50%）+期末考试（50%）平时成绩=课堂考勤（10%）+上机实验（20%）+平时作业（20%）期末考试：笔试闭卷（题型：单项选择题、运算题、填空题、名词解释、简答题）,考核方式和成绩构成,课程性质和地位,计算机导论
2、是计算机科学与技术专业、软件工程专业第一门重要专业基础课。后续课程：高级语言程序设计、计算机组成原理、数据库系统原理、计算机网络等。系统、全面地介绍计算机科学技术的基础知识、引导新生进入计算机科学技术大门的重任。,本课程学习的主要内容,理论：计算机基础知识、计算机硬件系统、计算机软件系统、计算机网络基础、数据库系统基础、信息系统与安全、职业规划与道德；实验：指法训练、操作系统使用（含DOS命令入门、win10使用）、系统重装、Internet使用技巧、虚拟机安装与使用、网站环境安装（含CMS系统建站）、PHP网站入门、MySQL数据库安装与使用、C语言环境安装、Python语言环境安装、Jav
3、a语言环境安装、Office2010办公软件（Word、Excel、Powerpoint）使用等。,教材与参考书,教材黄国兴主编，计算机导论(第3版) ，清华大学出版社 ，2013.5参考书必读（全部阅读）：1.计算机科学导论（原书第3版），（美）贝赫鲁兹佛罗赞 (Behrouz Forouzan) 著，刘艺，刘哲雨译，机械工业出版社，2015年，54.5元，ISBN：97871115116322. 计算机导论，杨月江主编，清华大学出版社，2014年，39.5元，ISBN: 9787302361831,课程资源推荐,课程相关的优秀学习资源：W3Cschool：http:/ 菜鸟教程：http:
4、/ 百度传课：http:/ 网易云课堂：http:/ 你以前用过计算机吗？2 你上网吗？你常用哪些网站？3 你用过搜索引擎查资料吗？4 你用过office软件吗？用过哪些？Word, excel, powerpoint,5 你还用过哪些软件？QQ, msn，播放软件，下载软件，杀毒软件，等等6 你玩电脑游戏吗？玩什么游戏？7 你会编程吗？会用什么语言编程？8 你会做网页吗？9 你希望老师在课堂上教会你什么？,第1讲 计算机基础知识概述,明确本门课程的要求；理解计算机的基本概念；了解计算机的发展历史；掌握计算机应用领域与发展现状。,本章教学目标,什么是计算机?,计算机（Computer）：是一种
5、能够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。计算机包括软件和硬件两大部分。,计算机可按用途、规模或处理对象等多方面进行划分。1按用途划分 （1）通用机：适用解决多种一般问题,该类计算机使用领域广泛、通用性较强,在科学计算、数据处理和过程控制等多种用途中都能适应。 （2）专用机：用于解决某个特定方面的问题，配有为解决某问题的软件和硬件,如在生产过程自动化控制、工业智能仪表等专门应用。,计算机的分类,（1）巨型计算机：应用于国防尖端技术和现代科学计算中。巨型机的运算速度可达每秒千万亿次，研制巨型机是衡量一个国家经济实力和科学水平的重要标志。（2）大/中型计算机：具有
6、较高的运算速度，每秒可以执行几千万条指令，而且有较大的存储空间。往往用于科学计算、数据处理或作为网络服务器使用。（3）小型计算机：规模较小、结构简单、运行环境要求较低，一般应用于工业自动控制、测量仪器、医疗设备中的数据采集等方面。小型机在用作巨型计算机系统的辅助机方面也起了重要作用。,2按规模划分,（4）微型计算机：中央处理器（CPU）采用微处理器芯片，体积小巧轻便，广泛用于商业、服务业、工厂的自动控制、办公自动化以及大众化的信息处理。 （5）工作站：工作站是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究
7、、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。 （6）服务器：在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备，一般分为文件服务器、打印服务器、计算服务器和通信服务器等。,计算机的分类,（1）数字计算机：计算机处理时输入和输出的数值都是数字量。 （2）模拟计算机：处理的数据对象直接为连续的电压、温度、速度等模拟数据。 （3）数字模拟混合计算机：输入输出既可是数字也可是模拟数据。,3按处理对象划分,计算机的特点,1运算速度快2. 运算精确度高3具有记忆能力4具有逻辑判断功能5具有存储的能力,超级计算机美洲虎,超级计算机天河一号,计算机的特点,思考：目前世界上速度最快的计算机
8、？,计算机起源,古人曰：“运筹于帷幄之中，决胜于千里之外。”筹策又叫算筹。,中国古代发明的珠算盘，直到今天。,计算机起源,16201630年间，英国人发明了计算尺;,计算尺,计算机起源,第一台机械计算机由法国的帕斯卡（B.Pascal）发明出来。帕斯卡设计的计算机是由一系列齿轮组成而用发条做为动力的装置，只能够做6位加法和减法。,为了纪念他，计算机的高级语言命名为“PASCAL”。,计算机起源,巴贝奇的第一个目标是制作一台“差分机”。快速编制不同函数的数学用表。 他整整用了10年的时间，于1822 年完成了第一台差分机，同时产生第一个程序员爱达奥古斯塔（Ada Augusta）,世界上第一台计
9、算机ENIAC ( Electonic Numerical Integrator And Computer) ,于1946年诞生于美国宾西法尼亚大学，占地170m2,重达30吨，耗电150千瓦，耗资40万美元，可谓“庞然大物”。人民公认，它的问世标志着计算机时代的到来，它的出现具有划时代的伟大意义。,计算机的发展,使用了18 000个电子管，1500个继电器以及其他器件,只能存放20个10位的十进制数。运算速度为5000次/s加法。,计算机的诞生,第一代（19461957）电子管5千4万（次/秒）,第二代（19581964）晶体管几十万百万（次/秒）,第三代（19651971）集成电路百万几百
10、万（次/秒）,第四代（1972今）大规模集成电路几百万几亿（次/秒）,1964年911机,计算机发展的几个阶段,基本特征：采用电子管作为计算机的逻辑元器件，每秒运算速度仅为几千次，内存容量仅数KB。其数据表示主要是定点数，使用机器语言或汇编语言编写程序。第一代电子计算机体积庞大，造价昂贵，用于军事和科学研究工作。其代表机型有IBM 650（小型机）、IBM 709（大型机）。,电子管,第一代：电子管,基本特征：是采用晶体管作为计算机的逻辑元器件，由于电子技术的发展，运算速度达每秒几十万次，内存容量增至几十KB。与此同时，计算机软件技术也有了较大发展，出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL
11、等高级语言。与第一代计算机相比，晶体管电子计算机体积小、成本低、功能强、可靠性大大提高。除了科学计算外，还用于数据处理和事务处理。其代表机型有IBM 7094、CDC 7600。,晶体管,第二代：晶体管,基本特征：采用小规模集成电路作为计算机的逻辑元器件，随着固体物理技术的发展，集成电路工艺己可以在几平方毫米的单晶硅集成电路片上集成由十几个甚至上百个电子元器件组成的逻辑电路。它的运算速度每秒可达几十万次到几百万次，体积越来越小，价格越来越低，软件越来越完善，在监控程序的基础上发展形成了操作系统。其代表机型有IBM360。,集成电路,第三代：集成电路,基本特征：采用大规模集成电路和超大规模集成电
12、路作为计算机的逻辑元器件，20世纪70年代以来，集成电路制作工艺取得了迅猛的发展，在硅半导体上可集成更多的电子元器件，半导体存储器代替了磁芯存储器，目前，计算机的速度最高可以达到每秒几百万亿次浮点运算。操作系统不断完善，高级程序设计语言功能更加完善，人们的生活与计算机应用息息相关。,超大规模集成电路,第四代：大规模/超大规模集成电路,生物计算机（用蛋白质分子替代晶体管，速度是当今的10万倍，耗能是普通计算机的十亿分子一）量子计算机（理查德费曼提出，半导体靠控制集成电路来记录和运算信息，量子计算机则希望控制原子或小分子的状态，记录和运算信息。 ）智能计算机,理查德费曼Richard Feynma
13、n（1918年5月11日1988年2月15日）美国著名的物理学家。1965年诺贝尔物理奖得主。提出了费曼图、费曼规则和重正化的计算方法，是研究量子电动力学和粒子物理学不可缺少的工具。,第五代计算机,中国计算机的发展,自从1946年世界上第一台数字电子计算机在美国诞生以来，与计算机最邻近领域的数学和物理界的泰斗，世界数学大师华罗庚教授和中国原子能事业的奠基人钱三强教授，就十分关注这一新技术如何在国内发展。从1951年起，积极推动将发展计算机列入国家的12年发展规划。1956 年8月25日我国第一个计算技术研究机构中国科学院计算技术研究所筹备委员会成立，华罗庚任主任。这就是我国计算技术研究机构的摇
14、篮。,中国计算机的发展,1958年，中国科学院也制成了中国第一台采用电子管的计算机103机。,中国计算机的发展,1958年由七机部研制的中国第一台数字电子计算机103机交付使用.1959年中国第一台大型数字电子计算机104机交付使用，在104机上中国第一个自行设计的编译系统在1961年试验成功。 1994年，中国正式被国际上承认是接入Internet的国家。1997年，国防科大研制成功“银河-III”百亿次并行巨型计算机系统。1989年7月，金山公司的WPS软件问世。,中国计算机的发展,2002年8月“龙芯1号”的问世，第一个中国的CPU。2004年推出的“龙芯2号”，曙光公司推出的龙腾服务器
15、采用了“龙芯-1”CPU。2005年5月，联想完成收购IBM全球PC业务。2005年8月5日国内最大搜索引擎百度公司股票在美国挂牌交易。2005年8月11日，阿里巴巴收购雅虎中国。这是中国互联网史上最大的一起并购案。,香侬是现代信息论的著名创始人。1938年，香侬在发表的论文中，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可以通过继电器电路来实现。阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则：1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算 以保证精度；2）利用电子技术来实现控制、逻辑运算 和算术运算, 以保证计算速度；3）采用把计算功能和二进制数更新存储功能相分离的结构。,奠定现代计算机发展的重要人物和
16、思想,Claude Shannon,世界因你而不同,图灵与图灵机,计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。,图灵机是一种思想模型，它由三部分组成：一个控制器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读写头。,为纪念图灵对计算机的贡献，美国计算机博物馆于1966年设立了“图灵奖”,（1912.6-1954.6）被称为计算机科学之父、人工智能之父，是计算机逻辑的奠基者，提出了“图灵机”和“图灵测试”等重要概念。,世界因你而不同,奠定现代计算机发展的重要人物和思想,冯诺依曼计算机,约翰冯诺依曼（ John von Neumann，19031957），“现代电子计算机之父”，美籍匈牙利人，
17、物理学家、数学家、发明家。,奠定现代计算机发展的重要人物和思想,世界因你而不同,高登摩尔,高登摩尔：英特尔公司的创立人之一和摩尔定律的提出者（1965年4月19日刊登于电子学杂志中）。 高登摩尔对集成电路上晶体管数量的增长做了预测，这就是著名的摩尔定律。18个月，集成电路由于内部晶体管容量的几何级数的增长 。,奠定现代计算机发展的重要人物和思想,世界因你而不同,比尔盖茨,比尔盖茨，美国微软公司的董事长。他与保罗艾伦一起创建了微软公司，曾任微软CEO和首席软件设计师，并持有公司超过8%的普通股，也是公司最大的个人股东。1995年到2007年的福布斯全球亿万富翁排行榜中，比尔盖茨连续13年蝉联世界
18、首富。2008年6月27日正式退出微软公司，并把580亿美元个人财产尽数捐到比尔与美琳达盖茨基金会 。2012年3月，福布斯全球富豪榜发布，比尔盖茨以610亿美元位列第二。第一是墨西哥，卡洛斯590亿电信。,奠定现代计算机发展的重要人物和思想,计算机发展方向,巨型机微型机智能计算机光子计算机等,计算机发展方向,2016年6月，中国“神威太湖之光”以超第二名天河二号近三倍的运算速度夺得第一。,中国国防科技大学2011年研制“天河一号”。 2013年又研制了“天河二号”。2015年11月“天河二号”连续第6次排名第一，夺得世界超算“六连冠”。,计算机发展方向,INTEL8086、186、286、3
19、86、486、586、PII、PIII、P4、COREi3、 COREi5、 COREi7等MICROSOFT DOS、WIN3.X、WIN95、WIN98、WIN2000、WIN-ME、WIN-XP等INTEL、 MICROSOFT ，对微型计算机产业的发展起着举足轻重的作用。,微型化微机和个人电脑在70年代后获得大发展，从此计算机开始迅速进入家庭 。,计算机已经成了社会的必需品,计算机的用途,计算机是一种相对其能力而言比较便宜的工具，同一台机器能够做许多种不同的事：算题（科学计算）制作图案处理文字记录事实控制其他机器游戏发送消息识别语音,画图帮助人进行决策模拟世界上的事物制作影视特技帮助人
20、进行设计帮助人制定计划 ,问题：大多数机器只能做一类事，为什么计算机能够做许多种不同的事？是不是计算机什么事都能做？,计算机的用途,计算机的用途,1科学计算2. 数据处理3实时控制4人工智能5计算机辅助工程和辅助教育CAD、CAM、CIMS、CAI6娱乐与游戏,计算机技术的变化,影响计算机学科变化的大部分因素来自于技术的进步。Inter公司创造人戈登摩尔在1965年预测：微处理器芯片的密度将每十八个月翻一番，称之为“摩尔定律”。该定律目前继续成立。,晶体管数,每18个月芯片能力增长一倍。,计算机第一定律摩尔定律,将电脑浓缩在一颗芯片上,0.18微米芯片,沙子VS铁矿石,互联网之父 伯纳斯-李,
21、World Wide Web 万维网,Internet的发展,Internet的起源可以追溯到其前身ARPA网。以ARPA网为主干网、以TCP/IP协议为核心，将众多计算机网络互联起来，从而形成了Internet的雏形，并于20世纪80年代初成为了一个实用性的网络。NSF网是美国国家科学基金会资助建立的一个广域网，最初连接了美国的五个超级计算机中心，并与Internet互联。20世纪80年代后期，由于NSF网的能力不断强化，已经逐步取代了ARPA网演变成为Internet的主干网。,Internet的特点,（1）系统的广域性和开放性 （2）信息的共享性和时效性 （3）入网方式的灵活性和多样性
22、（4）强大的服务功能（5）网络安全的脆弱性和复杂性,我国的互联网络,（1）中国教育科研网（2）中国公用信息网（3）中国科学技术网（4）中国金桥信息网（5）金关工程（6）金卡工程（7）其他“金字”工程,藏经阁,百度，Google：网络是最好的辅导老师，搜索引擎是你最好的助手CSDN等专业技术网站: TopCoder 编程达人的世界： SourceForge网站（是全球最大的开放源代码软件开发平台和仓库 ）： 这是一座永远都挖不完的金矿！你只要从其中学到了几样真功夫，保证你就业无忧！Linux Kernel：是少林72绝技还是降龙十八掌？,理论作业:一、简答题 二、选择题（P23）上机作业：三、上网练习P24 四、申请电子邮箱，收发电子邮件,作 业,谢 谢 !,
