1、第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识第1讲 信息技术和计算机概述关于计算机学科关于计算机学科 计算机学科是研究计算机的设计，制造和利用进行信息获取，表示，存储，处理控制等的理论，原则，方法和技术的学科。包括科学和技术二方面。计算机科学侧重于研究现象揭示规律。计算机技术则侧重于研制计算机和研究使用计算机进行处理的方法和技术手段(计算机专业学习计算机相关课程的目的!)。大学计算机基础大学计算机基础课程的作用与任务课程的作用与任务 大学计算机基础是大学本科各专业学生必修的公共基础课程，是学习其他计算机相关课程的基础。它为学生提供一个关于计算机科学与技术学科的入门介绍，使他们能对该学科有一个整体的
2、认识。 课程的主要任务课程的主要任务是培养学生的计算机基础理论和基本技能，培养学生信息技术的应用能力。重点掌握计算机软硬件技术与网络技术的基础知识，熟悉软件设计与信息处理的基本过程。同时熟练应用办公软件，掌握数据库相关的基础知识与基本操作，了解数据结构、算法及软件工程的基础知识。本章内容提要本章内容提要第1讲 信息技术和计算机概述1第2讲 计算机数据的表示2第3讲 数制转换3第4讲 二进制运算及数的表示4本讲主要教学内容本讲主要教学内容信息技术和计算机的关系1计算机的发展2计算机的分类3计算机的应用4小结5学习目标学习目标1了解信息技术和计算机技术之间的关系 。2了解计算机技术的发展和计算机的
3、分类 。3了解计算机的主要应用领域 。重点与难点重点与难点 信息技术与计算机技术之间的关系; 计算机的主要应用是本讲的重点。1.信息技术信息技术信息是可以用语言、文字、数据、图表、图形或其它可以让使用者识别的符号表示并可进行传递、处理与应用的对象 。ITInformation Technology技术是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存储、处理、检索、检测、分析和利用等实现方法与手段的总称。1.1信息的特征信息的特征可存储可传递特定范围有效性可识别1.2信息技术的发展信息技术的发展晶体管 二极管 用电信号作为载体（视觉与听觉） 1.3信息技术的组成信息技术的组成 1.3信息技术的组成信息技
4、术的组成传感技术传感技术 ：传感技术的任务是延伸人类的感觉器官：传感技术的任务是延伸人类的感觉器官 收集信息的功能。收集信息的功能。通信技术通信技术 ：是延伸人的神经系统传递信息的功能：是延伸人的神经系统传递信息的功能计算机技术：是延伸人的思维器官处理信息和决策计算机技术：是延伸人的思维器官处理信息和决策 的功能。的功能。缩微技术缩微技术 ： 是延伸人的记忆器官存贮信息的功能。是延伸人的记忆器官存贮信息的功能。 1.3信息技术的组成信息技术的组成 注意：注意：这种划分只是相对的、大致这种划分只是相对的、大致的，没有截然的界限。如传感系统里也的，没有截然的界限。如传感系统里也有信息的处理和收集，
5、而计算机系统里有信息的处理和收集，而计算机系统里既有信息传递，也有信息收集的问题。既有信息传递，也有信息收集的问题。计算机基础科学系思考并回答：思考并回答：1、信息技术和计算机技术是什么样的关系？2、计算机技术的本质是什么？计算机基础科学系2.计算机的发展计算机的发展未来计算机现代计算机 1950年至现在电子计算机 1930至1950年机械计算机 1930年以前计算机基础科学系2.1计算机的发展计算机的发展1642 Blaise Pascal1822 差分机进入现代计算机阶段计算机基础科学系2.1现代计算机的理论奠基人现代计算机的理论奠基人是现代信息论的著名创始人。1938年，香侬在发表的论文
6、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。计算机基础科学系2.1现代计算机的理论奠基人现代计算机的理论奠基人 阿兰麦席森图灵（Alan Mathison Turing，1912.61954.6），英国数学家、逻辑学家，被称为计算机科学之父、人工智能之父。他是计算机逻辑的奠基者，许多人工智能的重要方法也源自于这位伟大的科学家。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”。计算机基础科学系2.1现代计算机的理论奠基人现代计算机的理论奠基人存储程序工作原理 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
7、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。约翰冯诺依曼 （ John Von Neuman，19031957），美藉匈牙利人。电子管计算机晶体管计算机中小规模集成电路大规模与超大规模集成电路按照元器件分类2.2 现代计算机的发展现代计算机的发展1电子管计算机电子管计算机v 5000次加法/秒； 体重28吨 ；占地170m2 ；18800只电子管；1500个继电器； 功率150KW。2晶体管计算机晶体管计算机 贝尔实验室使用800只晶体管组装了世界上第一台晶体管计算机TRADIC。3 中
8、小规模集成电路计算机中小规模集成电路计算机 PDP-8全世界第一台使用集成电路的计算机，60年代初期，美国的基尔比和诺伊斯发明了集成电路，引发了电路设计革命。随后，集成电路的集成度以每3-4年提 集成电路计算机 高一个数量级的速度增长。集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是做在晶片上的一个完整的电子电路，这个晶片比手指甲还小，却包含了几千个晶体管元件。 4 大规模集成电路计算机大规模集成电路计算机国防科技大学研制的国防科技大学研制的“银河银河1号号”、 “银河银河2号号”和和“银河银河3号号”国家职能计算机中心推出的国家职能计算机中心推出的“曙光曙光1000” 、“曙光曙
9、光200I”和和“曙光曙光3000”3.计算机的分类计算机的分类按工作原理可分为电子模拟计算机和电子数字计算机。 模拟信号 数字信号视与3 . 计算机的分类计算机的分类 按应用领域分类 可分为通用计算机和专用计算机，专用计算机一般为嵌入式计算机。 举例：数控车床、航天导航系统3.计算机的分类计算机的分类 按性能规模分类 巨型机 大型机 中型机 小型机 微型机 单片机体积越来越小功能越来越强4. 计算机的应用计算机的应用-分组讨论分组讨论计算机社会用途银行商业建筑业制造业教育业4.计算机的应用计算机的应用得益于嵌入式技术的发展这是计算机最初的应用，也是目前很重要的一个应用。电子数据处理(EDP)
10、管理信息系统(MIS) 决策支持系统(DSS) 科学计算过程控制数据处理4.计算机的应用计算机的应用应用领域：问题求解；逻辑推理与定理证明；自然语言处理；智能信息检索技术与专家系统。辅助设计；（CAD） 辅助制造；（CAM） 辅助教学；（CAI） 辅助测试；（CAT）计算机技术与通信技术的结合。CAX智能模拟网络应用5.计算机的发展趋势计算机的发展趋势晶体管数目4004奔腾4420,000,0002,3000.18微米芯片10微米芯片6.计算机第一定律计算机第一定律摩尔定律摩尔定律晶体管数每18个月芯片能力增长一倍!单位时间执行的指令数百万条/每秒小小 结结v计算机技术是信息技术的一个分支；v现代计算机按照所使用的元件不同，分为电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路四个发展阶段；v现代计算机属于第四代大规模集成电路所制造的电子数字通用计算机；v计算机的应用涉及各个方面，已成为现代人工作生活的重要工具。
