1、1,第1讲 文科计算机基础序,主讲教师：唐大仕 http:/,2,与唐大仕老师联系,E-mail 教学网站 http:/162.105.24.19/tds http:/ UC: QQ: 351116463Tel: xxxxxxxxxxxxHomePage: http:/,3,有关课程,两学期计算机应用基础第一学期：公共部分第二学期：较深入的/可选择的以后结合专业的,4,本学期的内容,硬件、软件、操作系统、网络基础一般性操作办公软件的使用文字处理、演示文稿、电子表格、网页制作一些工具软件的介绍计算机文化,5,主要参考书,计算机应用教程（Windows2000环境）卢湘鸿 主编，清华大学出版社或计
2、算机基础教程裘宗燕主编，北京大学出版社New Perspectives on Computer ConceptsJune J. Parsons, Dan Oja(计算机文化, 4th Edition,机械工业出版社),6,有关上机,上机课从第三周开始上机时间：周三 9-10节上机地点：1、2、7号机房（到时再通知）自由上机通过网络进行学习成绩=平时成绩(40%)+期末成绩(60%),7,进度安排,参见教学网站,8,重要的网络资源, 北京大学 校内通知 教务、选课、成绩 图书馆查书、预约 电子期刊 信息、讨论 问题、互助即时通信工具（如 QQ, MSN, UC）,9,课前思考,你身边有哪些计算机
3、？,10,本讲内容,(一)计算机的发展与特点(二)计算机系统的组成与原理(三)计算机的基本操作,11,(一)计算机的发展与特点,内容计算机的发展过程、分类、应用范围及特点，信息的基本概念。要求(1)了解计算机的发展与分类；(2)了解计算机的主要用途；(3)理解计算机的主要特点；(4)了解信息的基本概念。,12,1. 计算机的发展史,萌芽发展 猛进,13,计算机以前的计算工具,14,第一台电子计算机的诞生,1946年，在美国陆军部的主持下，美国宾悉法尼亚大学的艾克特(Eckert)和莫奇来(Mauchly)成功地设计了世界上第一台电子计算机，简称为“埃尼阿克” ENIAC(Electronic
4、Numerical Integrator And Calculator),第一台电子计算机（ENIAC）,5000次加法/秒体重28吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KW,16,按所采用的电子器件划分,第一代 (1946-50s) 电子管第二代 (1950s-60s) 晶体管第三代 (1960s-70s) 集成电路第四代 (1970s-) 超大规模集成电路,17,第一代电子管计算机（19461958年）基本元件：电子管内存: 水银延迟线外存: 磁鼓、纸带、卡片、磁 带速度: 每秒几千到几万次基本 运算软件: 二进制的机器语言/汇编语言特点: 体积大/耗电多/速度低/造
5、价高/使用不便代表机型: ENIAC/EDVAC 等 ( Electronic Discrete Variable Automatic Computer)电子离散变量自动计算机,电子恐龙的缩骨法晶体管,ENIAC,划时代的实验装置,晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。,电子管的缺点：体积大；耗能高、散热量大。,晶体管的优点：体积小；耗能低；性能稳定。,19,第二代晶体管计算机（19591964年）基本元件：晶体管内存: 磁芯存储器(几十万字)外存: 磁盘、磁带等速度: 每秒几十万次基本运算软件: ALGOL60/FORTRAN/COBOL等特点(与第一代相比）: 体积小/耗电少/成本低/
6、功能强 /使用方便代表机型: UNIVACII/贝尔TRADIC/IBM7090/ 7094/7044等,将电脑浓缩在一颗芯片上,0.18微米芯片,10微米芯片,21,第三代集成电路计算机（19651970年）基本元件：中小规模集成电路内存: 磁芯/半导体存储器外存: 磁盘、磁带等速度: 每秒几十万次到几百万次基本运算软件: 出现了高级语言BASIC等特点: 体积缩小/价格降低/功能增强/应用广泛代表机型:IBM360系列HONEYWELL6000系列/富士通F230系列,22,第四代大规模集成电路计算机（1971至今）基本元件：大规模、超大规模集成电路内存: 半导体存储器外存: 磁盘、磁带等
7、速度: 每秒几百万次甚至上亿次的基本运算软件: 操作系统不断完善，应用软件已成一个 产业 特点: 体积小/耗电少/成本低/功能强/使用方便代表机型: IBM4300系列/3080系列/3090系列/ 最新的IBM9000系列/INTEL微处理器系列,第一代（19461956）电子管5千4万（次/秒）,第二代（19571964）晶体管几十万百万（次/秒）,第三代（19651970）集成电路百万几百万（次/秒）,第四代（197190年代）集成电路几百万几亿（次/秒）,1964年911机,1966年112机,计算机发展的几个阶段,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,香侬是
8、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思想,Claude Shannon,图灵与图灵机,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”,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
9、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。,John von Neumann冯诺依曼,1949 EDSAC,冯诺依曼计算机,存储程序工作原理计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。,28,我国计算机的发展,1953年：开始注意电子计算机的研制工作。1956年：正式将计算机的发展规划列入“十二年科学技术发展规划”，建立第一批计算技术研究单位。1958年：研制成功第一台电子管计算机103机。1965年：研制
10、成功第一台晶体管计算机320机。1971年：制成第一台集成电路计算机TQ-16。1977年：研制成功第一批微型机系列。1983年：研制成功“银河”巨型机。1992年：研制成功“银河”巨型机。,29,第五代新型计算机（1982年开始） 从1982年开始，英、美、日等国家正投入大 量人力和物力进行研制新一代计算机。特点：把信息采集、存储、处理、通信和人工 智能结合在一起的智能计算机。功能：智能接口；知识库管理；解题和推理,计算机的商用化,计算机的第一个商业顾客烤面包卖茶点的利昂（lyons）,ENIAC,EDSAC,进入社会，开启办公自动化理念,LEO (Lyons Electronic Offi
11、ce),Why is he always smiling?,Altair 8800,计算机发展微型化,计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。,计算机发展趋势,CRAY-,计算机发展巨型化,运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I”超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。,中国超级计算机：国防科技大学研制的“银河1号”、 “银河2号”和“银河3号”国家职能计算机中心推出的“曙光1000” 、“曙光200I”和“曙光3000”,银河,计算机发展网络化,计算机网络：计算机
12、技术与通信技术结合的产物。计算机网络的发展动力：使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。,计算机发展智能化,“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的没有灵魂的机械来”。 笛卡尔（1637）,人类第一个“工业机器人”：一头在纺织机上挑纱的“驴”（1742年）第一代机器人机械手（1962年出现）第二代机器人具有“感觉”的机器人第三代机器人装有启发式计算机的“智能机器人”,计算机世界中的中国,1952年在清华大学成立中国第一个计算机三人研究小组组长 闵大可电机系教授1954年小组经扩充和调整，并入中科院近代物理研究所负责人 钱三强1958年完成第一台电子计算机1031959年完
13、成大型电子计算机1041959年中国自行研究的107计算机问世1965年中国开始研制第三代计算机（集成电路）1977年研制成功中国第一台微机DJS050,计算机世界中的日本,辉煌：打败Intel的芯片巨人，迫使Intel 于1985年另辟战场（微处理器）笔记本电脑的领军人物失误：第五代计算机（智能计算机）的开发者高清晰度模拟电视,计算机世界中的印度,世界软件产业王国1985年，印度软件业产值为1000万美元1994年，印度软件业产值为10亿美元2000年，印度软件业产值为50亿美元在软件出口规模和质量与总产值的比例上，印度居世界第一。,40,计算机的分类,数字电子计算机(一般) 与 模拟电子计
14、算机(很少)按设计目的通用计算机专用计算机按用途科学计算 工程计算工业控制数据计算大小巨型小型微型计算机（我们用得最多的）,41,2. 计算机的主要特点,具有自动控制能力具有高速动算能力具有记忆能力具有很高的计算精度具有逻辑判断能力通用性强,42,3 .1415926535 8979323846 2643383279 5028841971 6939937510 : 505820974944 5923078164 0628620899 8628034825 3421170679 : 1008214808651 3282306647 0938446095 5058223172 5359408128
15、 : 1504811174502 8410270193 8521105559 6446229489 5493038196 : 200,43,3. 计算机的主要用途,多多：科学计算自动控制数据处理人工智能计算机辅助系统,44,4. 信息的基本概念,数据（Data）是事实、概念或指令的特殊表达形式。信息（Information）是对人类有一定意义的一系列符号的集合，它可以具体表现为各种数据。,45,(二)计算机系统的组成与原理,内容计算机系统的基本组成及各部件的主要功能，数据存储设备的使用。要求(1)理解计算机系统的基本组成；(2)了解硬件系统的组成及各个部件的主要功能；(3)理解计算机数据存储的
16、基本概念；(4)了解指令、程序、软件的概念以及软件的分类。,46,1. 计算机系统的基本组成,计算机系统的基本构成,硬件系统,软件系统,主机,外设,系统软件,应用软件,中央处理器,内存储器,外存储器,输入设备,输出设备,47,2. 硬件及计算机工作原理,48,von Neumann(冯诺伊曼),49,冯诺伊曼原理,：采用二进制 表示指令和数据1）只有两个数字0和1, 可表示具有两个不同 的稳定的物理状态2）运算规则简单3）数字0和1正好与逻辑变量取值一致,故可 用二进制进行逻辑运算采用存储程序方式 把程序和所需数据事先以一定顺序存储在计 算机的存储器中,运行时从存储器中逐一取出 程序中一条条指
17、令,并实现其 基本操作计算机由运算器、存储器、控制器、 输入设备和输出设备五大部分组成。,50,信息的表达：二进制,什么是二进制只使用0和1，逢二进一0， 1， 10， 11, 100, 如：110101001001010为什么使用二进制简单可靠,51,信息的处理,基本的计算算术运算、逻辑运算工作原理程序存储计算机工作的基本循环 取指令 执行指令,冯诺伊曼结构计算机,（外）存储器,（内）存储器,中央处理器（CPU）,控制器,输入设备,输出设备,运算器,53,硬件：实际的物理设备，看的见摸的着的东西（ 如：键盘、显示器、鼠标、硬盘、内存等）运算器 ：完成对数据的算术、逻辑运算和逻辑判断，是由 算
18、术逻辑部件（ALU）及寄存器构成。控制器：类似人脑的中枢神经，是计算机的指挥系统，向各 部件发出指令，控制计算机有条不紊地协调工作。 注：CPU（中央处理器）：运算器和控制器存储器：用来存储程序和数据的记忆装置，是计算机中各种 信息的存储和交流的中心。输入设备： 输入设备将各种信息转换成计算机可以接收的信号（键盘、 鼠标、扫描仪、话筒等）输出设备： 输出设备将运行结果或过程转换成人们所要求的形式（显示 器、打印机、音箱）,54,存储器,内存（主存）：存放正在运行的程序、数据,硬件系统的组成(以微机为例),55,3. 指令、程序及软件,指令和程序,指令是对计算机进行程序控制的最小单位。所有的指令
19、的集合称为计算机的指令系统。,程序是为完成一项特定任务而用某种语言编写的一组指令序列。,机器执行什么操作,执行对象（具体数、存放位置）,57,计算机软件的分类,系统软件操作系统监控管理程序高级语言编译程序和解释程序数据库管理程序系统服务程序应用软件工程计算辅助设计文字处理图形软件游戏,58,（三）计算机的基本操作,内容计算机的基本操作要求开机与关机对象与操作操作的基本方式,微机的几个部分(从外形上看),主机外设显示器键盘、鼠标耳机、音箱、麦克风打印机网卡、网线注：图片computer_input_output.bmp,61,开机与关机,开机POST (Power On Self Test 加电
20、自检)BIOS (Basic Input/Output System 基本输入输出系统)Boot (引导区)OS ( Operating System操作系统如Windows)注 buzzwords关机一般不直接关闭电源通过“开始/关机”,62,基本操作,对象与操作,63,对象,选定： 单击， Ctrl, Shift, Ctrl_Shift, 拖动(画一个矩形)对象菜单又称“上下文菜单”，“弹出式菜单”,64,操作的4种基本方式,菜单工具栏快捷键对象菜单,65,另：双击，拖放 拖放：复制与移动 Ctrl,Shift,Alt; 文档拖放到程序、设备对象菜单的重要性： 新建， 。， Shift+右击,66,本讲小结,(一)计算机的发展与特点(二)计算机系统的组成与原理(三)计算机的基本操作,
