1、第一章计算机基础知识优选第一章计算机基础知识2022-5-203人类追求的计算工具人类追求的计算工具基于齿轮技术构造基于齿轮技术构造的的机械式计算机机械式计算机可执行加、可执行加、 减、乘、除、指数、减、乘、除、指数、三角函数等运算的计算尺三角函数等运算的计算尺2022-5-204查尔斯查尔斯.巴贝奇巴贝奇 1834年设计的年设计的 分析机分析机1812年差分机年差分机2022-5-205第一台电子计算机第一台电子计算机 2022-5-206电子计算机电子计算机（Computer）2022-5-207时代时代 年年 份份 器器 件件 软软 件件 应应 用用 一一 19461958 电子管电子管
2、 机器语言机器语言 汇编语言汇编语言 科学计算科学计算 二二 19581964 晶体管晶体管 高级语言高级语言 数据处理数据处理 工业控制工业控制 三三 19641970 集成电路集成电路 操作系统操作系统 文字处理文字处理 图形处理图形处理 四四 1971 年迄今年迄今 大规模大规模、超超大大规规模模集成电路集成电路 数据库、网络等数据库、网络等 社会的各个领域社会的各个领域 1.1 计算机概述计算机概述一、计算机（一、计算机（Computer）的发展的发展第一台计算机：第一台计算机：1946年年2 月发布的月发布的ENIAC （电子数字（电子数字积分计算机积分计算机）；）； 运算速度：每秒
3、运算速度：每秒5000次。次。2022-5-208 1946年，宾夕法尼亚大学的约翰年，宾夕法尼亚大学的约翰莫克莱博士和他莫克莱博士和他的研究生普雷斯帕的研究生普雷斯帕埃克特一起研制了称为埃克特一起研制了称为ENIAC（电电子数字积分计算机），它被公认为是世界上第一台电子子数字积分计算机），它被公认为是世界上第一台电子计算机。计算机。 ENIAC的运算速度达到每秒钟的运算速度达到每秒钟5000次，这是划时次，这是划时代的代的“高速度高速度”。特别是采取了普林斯顿大学数学教授。特别是采取了普林斯顿大学数学教授冯冯诺依曼诺依曼“存储程序存储程序”的建议，即把计算机程序与数据的建议，即把计算机程序与
4、数据一起存储在计算机中，从而可以方便地返回到前面的指一起存储在计算机中，从而可以方便地返回到前面的指令或反复执行，解决了令或反复执行，解决了ENIAC在操作上地不便。在操作上地不便。ENIAC的诞生，开创了第一代电子计算机地新纪元。的诞生，开创了第一代电子计算机地新纪元。ENIAC ( 1946,ENIAC ( 1946,专用计算机专用计算机 ) )1800018000个电子管个电子管占地占地170170平方米平方米重达重达3030吨吨耗电耗电150150千瓦千瓦保存保存8080个字节个字节每秒每秒5 5千次加、千次加、减法运算减法运算价值价值4040万美元万美元主要用于主要用于计算弹道计算弹
5、道和和氢弹的研制氢弹的研制2022-5-20102022-5-20112022-5-2012 第一台通用电子计算机第一台通用电子计算机 EDVAC-Electric Discrete Variable Automatic Computer ( 电子离散变量自电子离散变量自动计算机动计算机 ) 采用二进制并能存储程序和数据采用二进制并能存储程序和数据 为现代计算机在体系结构和工作原为现代计算机在体系结构和工作原理上奠定了基础理上奠定了基础 亦称之为冯亦称之为冯.诺依曼计算机，其运算诺依曼计算机，其运算速度是速度是ENIAC的的240倍。倍。2022-5-2013 电子计算机时代的杰出科学家电子计
6、算机时代的杰出科学家 艾伦艾伦 .图林（图林（1912 -19541912 -1954） 建立图灵机模型建立图灵机模型 奠定了可计算理论的基础奠定了可计算理论的基础 提出了图灵测试的论断提出了图灵测试的论断 奠定了人工智能的理论基础奠定了人工智能的理论基础2022-5-2014明确规划出计算机的五大部件：明确规划出计算机的五大部件： 运算器运算器CA 逻辑控制器逻辑控制器LC 存储器存储器M 输入装置输入装置I 输出装置输出装置O并描述了五大部件的并描述了五大部件的功能和相互关系功能和相互关系冯冯. .诺依曼诺依曼（1903-1957）2022-5-2015第二代计算机的主要特点是：第二代计算
7、机的主要特点是： 用晶体管代替了电子管；内存储器采用了磁心体；用晶体管代替了电子管；内存储器采用了磁心体；引入了变址寄存器和浮点运算硬件；利用了引入了变址寄存器和浮点运算硬件；利用了I/O处理机提处理机提高了输出能力；在软件方面配置了子程序库和批处理管高了输出能力；在软件方面配置了子程序库和批处理管理程序，并且推出了理程序，并且推出了FORTRAN、COBOL、ALGOL等等高级程序设计语言及相应的编译程序。高级程序设计语言及相应的编译程序。2022-5-2016由于二进制电路简单、可靠且具有很强的逻辑功能，因此数据在计算机中均以二进制表示，并用它们的组合表示不同类型的信息。硬 盘每个八进制数
8、对应二进制的三位。机内码是计算机内部存储和处理信息的二进制代码通常也把计算机称作“电脑 Electronic Brain ”就是这个原因。每个十六进制数对应二进制的四位。CPU中每个字所包含的二进制代码的位数，称为字长。 提出了图灵测试的论断机内码:为区别ASCII码而将字节的最高位置11011 在机器中的表示如下： 符号位 数值部分 二进制负数 0.Function keys功能随软件而异Garry Kasparov各个数码由于所在数位不同而乘以10的若干次幂称为相应数位的“权”。而小数点右边第一位小数位的6表示的值为60.10M (transistors)表1-2 微型计算机发展的六个阶段
9、例如：十进制数 666.计算机在工作时，RAM能够准确地保存数据，但这种保存功能需要电源的支持，一旦切断电源，其中的所有数据立即完全消失。计算机依靠执行程序来完成指定的任务程序用二进制代码表示；（2）模拟计算机 该类计算机输入、处理、输出和存储的数据是模拟量（如电压、电流、温度等），这些数据在时间上是连续的。英国剑桥大学1949年研制的电子数据存储计算机“埃迪萨克”（EDSAC） IBMIBM公司于公司于19591959年生产的年生产的IBM 7090IBM 7090型型 采用晶体管的第二代电子计算机采用晶体管的第二代电子计算机 2022-5-20172022-5-20182022-5-201
10、9第三代计算机的共同特点是：用中第三代计算机的共同特点是：用中、小规模的小规模的集成电路代替晶体管等分立元件；用半导体存集成电路代替晶体管等分立元件；用半导体存储器代替磁心存储器；使用微程序设计技术简储器代替磁心存储器；使用微程序设计技术简化处理机的结构；在软件方面则引入功能完备化处理机的结构；在软件方面则引入功能完备的操作系统，同时还提供了大量的面向用户的的操作系统，同时还提供了大量的面向用户的应用程序。应用程序。2022-5-20202022-5-20212022-5-2022“天河一号天河一号”峰值性能峰值性能4700万亿次万亿次2022-5-2023“曙光曙光”5000A，160万亿次
11、万亿次/秒秒2022-5-2024第四代计算机最为显著的特征第四代计算机最为显著的特征： 使用了大规模集成电路和超大规模集成电路。使用了大规模集成电路和超大规模集成电路。每个芯片上可以集成每个芯片上可以集成百万百万个以上的元器件。此外，个以上的元器件。此外，使用了大容量的半导体存储器作为内存储器；在使用了大容量的半导体存储器作为内存储器；在体系结构方面进一步发展了并行处理、多机系统、体系结构方面进一步发展了并行处理、多机系统、分布式计算机系统和计算机网络系统；在软件方分布式计算机系统和计算机网络系统；在软件方面则推出了数据库系统、分布式操作系统以及软面则推出了数据库系统、分布式操作系统以及软件
12、工程标准等。件工程标准等。2022-5-2025英国航空管理局的英国航空管理局的IBMIBM计算机计算机2022-5-2026 计算机发展几个阶段的主要元器件计算机发展几个阶段的主要元器件第一代第一代（19461957）5千千4万（次万（次/秒）秒）第二代第二代（19581964）几十万几十万百万（次百万（次/秒秒）第三代第三代（19651970）百万百万几百万（次几百万（次/秒秒）第四代第四代（1971年至今）年至今）几百万几百万几百几百万亿万亿（次（次/秒）秒）2022-5-2027计算机的发展趋势计算机的发展趋势 功能巨型化功能巨型化 天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探、卫天气预报、
13、地震机理研究、石油和地质勘探、卫星图像处理等等星图像处理等等 处理等大量科学计算的高科技领域。处理等大量科学计算的高科技领域。 体积微型化体积微型化2022-5-2028PDP-11CRAY-Altair 8800 多多 极极 化化2022-5-2029在体系结构方面进一步发展了并行处理、多机系统、分布式计算机系统和计算机网络系统；十六进制记数法也有两个特点：0100反码亦可根据其定义求得（反码定义）运算器又称算术逻辑单元，简称ALU。（1）十进制（ Decimal ）计算机集成制造系统 CIMS数据处理即使计算机对数据进行输入、分类、加工、整理、合并、统计、制表、检索以及存储等，是计算机又一
14、重要的应用领域。（1）十进制（ Decimal ）（ 信息必须数字化编码，才能传送、存储和处理）二进制的基数是2，数位的“权”是以2 为底数的幂。机内码：每个字节最高位为1例如：二进制正数 0.控制器 + 运算器 = 处理器（机）在计算机上可以观看影视节目，播放歌曲和音乐等。巨型计算机（supercompter）2003年11月16日小数点前面自右向左，分别为个位、十位、百位、千位等，相应地，小数点后面自左向右，分别为十分位、百分位、千分位等。高速缓存（Cache）此外，在计算机应用于实时控制中还具有故障检测、报警和诊断等功能。ROM RAM 输入设备 输出设备上面将符号数码化的数称为机器数。
15、网络化网络化InternetWWWGOPHERE-MailFTPTelnet利用现代通信和计算机技术，把分布在利用现代通信和计算机技术，把分布在不同地点的计算机互联起来，按网络协不同地点的计算机互联起来，按网络协 议互相通信，以共享软、硬件和数据资源议互相通信，以共享软、硬件和数据资源2022-5-2030资源网络化资源网络化 使用远程资源，共享程序、使用远程资源，共享程序、 数据和信息资源，网络用户数据和信息资源，网络用户 的通讯和合作。的通讯和合作。处理智能化处理智能化 “总有一天，人类会造出一些举止跟人总有一天，人类会造出一些举止跟人 一样的一样的没有灵魂的机械没有灵魂的机械来来”。 笛
16、卡尔（笛卡尔（16371637）2022-5-20311997年年5月月11日日 “深蓝深蓝”胜卡斯帕罗胜卡斯帕罗夫夫20032003年年1111月月1616日日卡斯帕罗夫与电脑卡斯帕罗夫与电脑“X3D-FRITZ”X3D-FRITZ”进行进行了三回合的较量了三回合的较量2022-5-2032智智 能能 化化主要研究领域：主要研究领域： 1 1、模式识别、模式识别 2 2、机器人、机器人 3 3、专家系统、专家系统 4 4、自然语言的、自然语言的 生成与理解生成与理解 2022-5-2033多多 媒媒 体体 图、文、声、象等图、文、声、象等多种媒体有机结合的多种媒体有机结合的人机交互系统。人机
17、交互系统。2022-5-2034计算机的作用（计算机的作用（WSG） 1、Works2022-5-20352、Studies2022-5-20363、Games2022-5-2037神经电子计算机（神经芯片）?未来计算机的发展趋势未来计算机的发展趋势2022-5-2038神经集成电路神经集成电路2022-5-2039生物计算机生物计算机2022-5-2040该类计算机也具有较高的运算速度，每秒钟可以执行几千万条指令，并具有较大的存储容量以及较好的通用性，但价格较贵，通常被用来作为银行、铁路、石油等大型应用系统中的计算机网络的主机来使用。216 21016 151第二位小数位的6表示的值为60.
18、Altair 8800保存CPU给外设或接口电路的命令例如：二进制正数 0.1011 (X)原=1.目前计算机已发展到了第四代，基本上仍然遵循着冯诺依曼原理和结构。存储器分为两大类：内存储器和外存储器。每18个月芯片能力增长一倍计算机的作用（WSG）分时、实时数据处理、计算机网络每一位数只能用这十个记数符号之一来表示，称这些记数符号为数码。AZ 41H5AH 65D90D1运算速度快、精度高P DB（Data Bus 数据总线）数码在不同的数位所代表的值也是不相同的，各数位的“权”是以2为底的幂。2003年11月16日超导计算机超导计算机2022-5-2041量子计算机量子计算机2022-5-
19、2042激光计算机激光计算机2022-5-2043光子子计算机光子子计算机2022-5-2044智能计算机智能计算机2022-5-2045装配智能计算机的玩具2022-5-20462022-5-2047表表1-1 1-1 计算机发展的四个阶段计算机发展的四个阶段代次代次起止年份起止年份所用电子所用电子元器件元器件数据处理数据处理方式方式运算运算速度速度应用领域应用领域第一代第一代1946 1957电子管电子管汇编语言、汇编语言、代码程序代码程序5千千3万万 次次/秒秒国防及高科国防及高科技技第二代第二代1958 1964晶体管晶体管高级程序设高级程序设计语言计语言数十万数十万几百万次几百万次/
20、秒秒工程设计、工程设计、数据处理数据处理第三代第三代1965 1970中、小规模集成电路结构化、模块结构化、模块化程序设计、化程序设计、实时处理实时处理数百万数百万几千万次几千万次/秒秒工业控制、工业控制、数据处理数据处理第四代第四代1970至今至今大规模、超大规模集成电路分时、实时分时、实时数据处理、数据处理、计算机网络计算机网络数亿条指数亿条指令令/秒秒工业、科技工业、科技以及社会和以及社会和生活各方面生活各方面2022-5-2048代次代次起止年份起止年份CPU数据数据 位数位数主频主频 (MHZ）第一代第一代19711972Intel4004、80084位、位、8位位1第二代第二代19
21、731977Intel80808位位2第三代第三代19781980Intel808616位位5第四代第四代19811992Intel80386、8048632位位25第五代第五代19931998Pentium Pentium Pro64位位60400第六代第六代1999今今Pentium III Pentium IV Pentium IV （双核）（双核）64位位4503600表表1-2 1-2 微型计算机发展的六个阶段微型计算机发展的六个阶段2022-5-2049摩尔定理摩尔定理晶晶体体管管数数500 (mlps)197510M (transistors)197519801985199019
22、951M100K10K250.11.0400480386802868080808680486Pentlum ProoossorMicro 2000每每18个月芯片能力增长一倍个月芯片能力增长一倍单单位位时时间间执执行行的的指指令令数数百万条百万条 / 每秒每秒2022-5-2050 微处理器的发展微处理器的发展0.18微米芯片微米芯片10微米芯片微米芯片晶晶体体管管数数目目4004奔腾奔腾4420,000,0002,300微处理器集成度发展微处理器集成度发展2022-5-2051微机外观微机外观2022-5-2052计算机的特点计算机的特点1 1运算速度快、精度高运算速度快、精度高 计算机的运
23、算速度，慢则每秒数万次，快则每计算机的运算速度，慢则每秒数万次，快则每秒上亿次。现在世界上最快的计算机每秒可以运秒上亿次。现在世界上最快的计算机每秒可以运算万亿次以上。如果与每秒一百万次的计算机相算万亿次以上。如果与每秒一百万次的计算机相比，它连续工作一小时所完成的工作量，一个人比，它连续工作一小时所完成的工作量，一个人一生也做不完。一生也做不完。 计算机的字长越长，其精度越高。目前的个人计算机的字长越长，其精度越高。目前的个人计算机（计算机（PC）的精度已经达到了的精度已经达到了64位字长。位字长。 对于气象预报等复杂、时间性强的工作，没有对于气象预报等复杂、时间性强的工作，没有计算机进行数
24、据处理，单靠手工已无法实现。计算机进行数据处理，单靠手工已无法实现。2022-5-20532 2具有逻辑判断和记忆能力具有逻辑判断和记忆能力 计算机有准确的逻辑判断能力和高超的记忆能计算机有准确的逻辑判断能力和高超的记忆能力。可以把庞大的国民经济信息或一个大图书馆力。可以把庞大的国民经济信息或一个大图书馆的全部文献资料目录和索引存储在计算机系统中的全部文献资料目录和索引存储在计算机系统中，随时提供情报检索服务。，随时提供情报检索服务。 计算机的计算机的计算能力计算能力、逻辑判断能力逻辑判断能力和和记忆记忆能力能力三者的结合，使之可以模仿人的某些智能活三者的结合，使之可以模仿人的某些智能活动。因
25、此，计算机已经远远不只是计算的工具，动。因此，计算机已经远远不只是计算的工具，而是人类脑力延伸的重要助手。通常也把计算机而是人类脑力延伸的重要助手。通常也把计算机称作称作“电脑电脑 Electronic Brain ”就是这个原因就是这个原因。2022-5-20543 3高度的自动化和灵活性高度的自动化和灵活性 计算机采取存储程序方式工作，即把编好的程计算机采取存储程序方式工作，即把编好的程序输入计算机，机器便可依次逐条执行。这就使序输入计算机，机器便可依次逐条执行。这就使计算机实现了高度的自动化和灵活性。计算机实现了高度的自动化和灵活性。 每台计算机提供的基本功能是有限的，这是在每台计算机提
26、供的基本功能是有限的，这是在设计和制造时就决定了的。然而，计算机区别于设计和制造时就决定了的。然而，计算机区别于其他机器之处，就在于这些有限的功能，可以在其他机器之处，就在于这些有限的功能，可以在人的精心编排设计下，快速自动地完成多种多样人的精心编排设计下，快速自动地完成多种多样基本功能序列。从而实现计算机的通用性，达到基本功能序列。从而实现计算机的通用性，达到计算机应用的各种目的。计算机应用的各种目的。 2022-5-2055三、计算机的应用领域：三、计算机的应用领域：、 科学计算科学计算、 数据处理数据处理、 过程控制过程控制、 计算机辅助系统（计算机辅助系统（CAD、CAI、CAM等）等
27、）、 人工智能、机器人等人工智能、机器人等、 信息高速公路信息高速公路、 电子商务、电子政务等电子商务、电子政务等、 办公自动化办公自动化、 计算机模拟仿真计算机模拟仿真2022-5-2056四、计算机的分类（四、计算机的分类（依据依据 IEEE-IEEE-美国电气和电子美国电气和电子工程师协会工程师协会 标准）标准）：、按计算机原理分类、按计算机原理分类 数字计算机（数字计算机（digital computer） 模拟计算机（模拟计算机（analog computer） 数字模拟混合计算机（数字模拟混合计算机（hybrid computer） （1）数字计算机）数字计算机 该类计算机输入该类
28、计算机输入、处理处理、输出和存输出和存储的数据都是数字量，这些数据在时间上是离散的储的数据都是数字量，这些数据在时间上是离散的.非非数字量的数据（如字符数字量的数据（如字符、声音声音、图图形图形图像等）只要经像等）只要经过编码后也可以处理。过编码后也可以处理。 （2）模拟计算机）模拟计算机 该类计算机输入该类计算机输入、处理处理、输出和存输出和存储的数据是模拟量（如电压储的数据是模拟量（如电压、电流电流、温度等），这些温度等），这些数据在时间上是连续的。数据在时间上是连续的。 （3）数字模拟混合计算机）数字模拟混合计算机 该类计算机将数字技术和该类计算机将数字技术和模拟技术相结合，兼有数字计算
29、机和模拟计算机的功模拟技术相结合，兼有数字计算机和模拟计算机的功能。能。2022-5-2057 按照计算机的用途及其使用的范围可分为按照计算机的用途及其使用的范围可分为两类两类: : (1)(1)通用计算机通用计算机 （general purpose computer） (2)(2)专用计算机专用计算机 （special purpose computer） 通用计算机：通用计算机：该类计算机具有广泛的用途，可该类计算机具有广泛的用途，可应用于科学计算应用于科学计算、数据处理和过程控制等。数据处理和过程控制等。 专用计算机：专用计算机：该类计算机适用于某一特该类计算机适用于某一特定定的应的应用领
30、域，如智能仪表用领域，如智能仪表、生产过程控制生产过程控制、军事装备军事装备的的模拟模拟等。等。2022-5-2058 巨型计算机巨型计算机（supercompter） 大中型计算机大中型计算机（large mediumscale computer） 小型计算机小型计算机（minicomputer） 微型计算机微型计算机（microcomputer） 工作站工作站（workstation） 服务器服务器（server） 网络计算机网络计算机（net computer）2022-5-2059按综合按综合性能指性能指标分类标分类巨型机：巨型机：速度最快、处理能力最强速度最快、处理能力最强 大型、通
31、用、较快、较强大型、通用、较快、较强大型机：大型机： 作作“客户机客户机/ /服务器服务器”的服务的服务器器 作作“终端终端/ /主机主机”的主机的主机 小型机：小型机：规模小，结构简单，设计试制周规模小，结构简单，设计试制周期短，工艺先进、使用维护简单期短，工艺先进、使用维护简单 工作站工作站：介于介于PCPC与小型机之间，高分辨率、与小型机之间，高分辨率、 大容量内外存，图形功能较强大容量内外存，图形功能较强微型计算机微型计算机：小、巧、轻、使用方便、价小、巧、轻、使用方便、价格便宜格便宜网络计算机网络计算机：基于基于JavaJava技术的瘦客户机系技术的瘦客户机系统统 2022-5-20
32、601 1）巨型计算机）巨型计算机 指其运算速度每秒超过指其运算速度每秒超过1 1亿次的超大亿次的超大型的计算机，该类计算机主要应用于复型的计算机，该类计算机主要应用于复杂的科学计算及军事等专门的领域。例杂的科学计算及军事等专门的领域。例如，由我国研制的如，由我国研制的“银河银河”,“”,“曙光曙光”和和“神州神州”系列计算机就属于这种类型。系列计算机就属于这种类型。2022-5-2061（2 2）大中型计算机）大中型计算机 该类计算机也具有较高的运算速度，每该类计算机也具有较高的运算速度，每秒钟可以执行几千万条指令，并具有较大的秒钟可以执行几千万条指令，并具有较大的存储容量以及较好的通用性，
33、但价格较贵，存储容量以及较好的通用性，但价格较贵，通常被用来作为银行、铁路通常被用来作为银行、铁路、石油、石油等大型应等大型应用系统中的计算机网络的主机来使用。用系统中的计算机网络的主机来使用。2022-5-2062（3 3）小型计算机）小型计算机 该类计算机的运算速度和存储容量略该类计算机的运算速度和存储容量略低于大中型计算机，但与终端和各种外部低于大中型计算机，但与终端和各种外部设备连接比较容易，适合于作为联机系统设备连接比较容易，适合于作为联机系统的主机，或者工业生产过程的自动控制。的主机，或者工业生产过程的自动控制。2022-5-2063（4 4）微型计算机）微型计算机 微型计算机使用
34、大规模集成电路芯片制作微处微型计算机使用大规模集成电路芯片制作微处理器、存储器和接口，并配置相应的软件，从而构理器、存储器和接口，并配置相应的软件，从而构成完整的微型计算机系统。它的问世在计算机的普成完整的微型计算机系统。它的问世在计算机的普及与应用中发挥了重大的推动作用。及与应用中发挥了重大的推动作用。 如果把这种微型计算机制作在一块印刷线路如果把这种微型计算机制作在一块印刷线路板上，则称其为单板机。如果在一块芯片中包含板上，则称其为单板机。如果在一块芯片中包含有有微处理器、存储器和接口等微型计算机的最基本的微处理器、存储器和接口等微型计算机的最基本的配置，则这种芯片称为单片机配置，则这种芯
35、片称为单片机。2022-5-2064（5 5）工作站）工作站 由高性能的微型计算机系统、输入输出设备由高性能的微型计算机系统、输入输出设备以及专以及专门门软软件件组成组成, ,适合于适合于某某些些特殊用途。特殊用途。 例如，图形工作站包括高性能的主机、扫描例如，图形工作站包括高性能的主机、扫描仪、绘图仪、数字化仪、高精度的屏幕显示器、仪、绘图仪、数字化仪、高精度的屏幕显示器、其他通用的输入输出设备以及图形处理软其他通用的输入输出设备以及图形处理软件件，它，它具有很强的具有很强的对对图形进行输入、处理、输出和存储图形进行输入、处理、输出和存储的能力，在工程设计和多媒体信息处理中的能力，在工程设计
36、和多媒体信息处理中有有广泛广泛的应用。的应用。2022-5-2065（6 6）服务器）服务器 一种在网络环境下为多个用户一种在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备。可分为文件服务器、通信提供服务的共享设备。可分为文件服务器、通信服务器、打印服务器等。服务器、打印服务器等。（7 7）网络计算机）网络计算机 它是一种在网络环境下使它是一种在网络环境下使用的终端设备，其特点是内容量大、显示器的性用的终端设备，其特点是内容量大、显示器的性能高、通信功能强，但本机中不一定配置外存，能高、通信功能强，但本机中不一定配置外存，所需要的程序和数据存储在网络的服务器中。所需要的程序和数据存储在网络的服务器中。
37、2022-5-2066计算机的特点计算机的特点1 1、处理速度快（几千次、处理速度快（几千次/ /s s至数百万亿次）至数百万亿次）2 2、运算精度高、运算精度高3 3、具有记忆能力（存储容量大）、具有记忆能力（存储容量大）4 4、具有逻辑判断能力、具有逻辑判断能力5 5、存储程序、存储程序2022-5-2067（1 1）运算速度快）运算速度快 目前的巨型机运算速度已经达到每秒钟数百万亿次运算，即使是微型计算机，其运算速度也已经大大超过了早期大型计算机的运算速度。因此，计计算机可以快速的进行计算和信息处理算机可以快速的进行计算和信息处理。2022-5-2068（2 2）运算精度高）运算精度高
38、由于计算机内部采用浮点数表示方法，由于计算机内部采用浮点数表示方法，而且而且微型微型计算机的字长计算机的字长已已从从8位、位、16位增加位增加到到32位、位、64位甚至更长，从而使处理的结果位甚至更长，从而使处理的结果具有很高的精确度。具有很高的精确度。2022-5-2069（3 3）具有记忆能力）具有记忆能力 计算机具有内存储器和外存储器，计算机具有内存储器和外存储器，可以可以记忆大量的信息和程序。记忆大量的信息和程序。2022-5-2070（4 4）具有逻辑判断能力）具有逻辑判断能力 能够进行各种逻辑能够进行各种逻辑判断，并根据判断的结果自动决定下一步应判断，并根据判断的结果自动决定下一步
39、应该执行的指令。该执行的指令。（5 5）存储）存储程序程序 由于计算机内可以存储程序，由于计算机内可以存储程序，从而使得计算机可以在程序的控制下自动地从而使得计算机可以在程序的控制下自动地完成各种操作，而无需人工干预。完成各种操作，而无需人工干预。2022-5-2071 科学计算科学计算 2. 数据处理数据处理3. 实时控制 4. 人工智能5. 计算机辅助工程和辅助教育6. 娱乐与游戏2022-5-2072科学计算是指使用计算机来完成科学研究和工程技术中所遇到的数学问题的计算，又称为数值计算。2022-5-2073数据处理即使计算机对数据进行输入、分数据处理即使计算机对数据进行输入、分类、加工
40、、整理、合并、统计、制表、检类、加工、整理、合并、统计、制表、检索以及存储等，是计算机又一重要的应用索以及存储等，是计算机又一重要的应用领域。在当今信息化的社会中，每时每刻领域。在当今信息化的社会中，每时每刻都在生成大量的信息，只有利用计算机才都在生成大量的信息，只有利用计算机才能管理和充分利用浩如烟海的信息。能管理和充分利用浩如烟海的信息。2022-5-2074实时控制是指及时地采集检测数据、使用实时控制是指及时地采集检测数据、使用计算机快速地进行处理并自动地控制被控计算机快速地进行处理并自动地控制被控对象的动作，实现生产过程的自动化。此对象的动作，实现生产过程的自动化。此外，在计算机应用于
41、实时控制中还具有故外，在计算机应用于实时控制中还具有故障检测、报警和诊断等功能。障检测、报警和诊断等功能。2022-5-2075人工智能是由计算机来模拟或部分模拟人类的智人工智能是由计算机来模拟或部分模拟人类的智能。传统的计算机程序虽然具有逻辑判断的能力，能。传统的计算机程序虽然具有逻辑判断的能力，但它只能执行人预先设计好的动作，而不能像人但它只能执行人预先设计好的动作，而不能像人类那样进行思维。例如专家系统属于人工智能的类那样进行思维。例如专家系统属于人工智能的应用范畴，但现在的专家系统还远不能具备像人应用范畴，但现在的专家系统还远不能具备像人类那样的分析问题、解决问题的能力类那样的分析问题
42、、解决问题的能力。2022-5-2076计算机辅助工程包括计算机辅助工程包括: : 计算机辅助设计计算机辅助设计 CAD （ computercomputeraided designaided design ） 计算机辅助制造计算机辅助制造 CAM （ computercomputeraided manufacturingaided manufacturing ） 计算机集成制造系统计算机集成制造系统 CIMS（ computercomputerintegrated manufacturing systemintegrated manufacturing system ）2022-5-2077
43、 计算机辅助设计（计算机辅助设计（ CAD CAD ） 利用计算机的计算、逻辑判断、数据处利用计算机的计算、逻辑判断、数据处理以及绘图等功能与人的经验和判断能力相理以及绘图等功能与人的经验和判断能力相结合，共同完成各种产品或者工程项目的设结合，共同完成各种产品或者工程项目的设计工作，实现设计过程的自动化或半自动化。计工作，实现设计过程的自动化或半自动化。2022-5-2078 计算机辅助制造（计算机辅助制造（ CAM ） 使用计算机辅助人们完成工业产品使用计算机辅助人们完成工业产品的制造任务。从对设计文档、工艺流程、的制造任务。从对设计文档、工艺流程、生产设备等的管理，到对加工与生产装置生产设
44、备等的管理，到对加工与生产装置的控制和操作，都可以在计算机的辅助下的控制和操作，都可以在计算机的辅助下完成。完成。2022-5-2079 计算机集成制造系统（计算机集成制造系统（ CIMS ） 将计算机技术集成到制造工厂的整个制造将计算机技术集成到制造工厂的整个制造全过程中，使企业内的信息流、物流、资金流全过程中，使企业内的信息流、物流、资金流和人员活动形成了一个统一协调的整体。和人员活动形成了一个统一协调的整体。 CIMS的对象是制造业。的对象是制造业。2022-5-2080计算机辅助教育计算机辅助教育 CAI （ C ComputeromputerA Aided ided I Instru
45、ctionnstruction ） 涉及的层面很广，从校园到涉及的层面很广，从校园到InternetInternet，从，从CAICAI课件的制作到远程教学、从辅助儿童的智力开发到课件的制作到远程教学、从辅助儿童的智力开发到中小学和大学的教学，从辅助学生自学到辅助教师中小学和大学的教学，从辅助学生自学到辅助教师授课，从计算机辅助实验到学校的教学管理等，都授课，从计算机辅助实验到学校的教学管理等，都可以在计算机的辅助下进行，从而提高教学质量和可以在计算机的辅助下进行，从而提高教学质量和学校管理水平与工作效率。学校管理水平与工作效率。2022-5-2081 随着计算机技术、多媒体技术、动画技随着计
46、算机技术、多媒体技术、动画技术以及网络技术的不断发展，使得计算机能术以及网络技术的不断发展，使得计算机能够以图像与声音的集成形式向人们提供最新够以图像与声音的集成形式向人们提供最新的娱乐和游戏的方式。在计算机上可以观看的娱乐和游戏的方式。在计算机上可以观看影视节目，播放歌曲和音乐影视节目，播放歌曲和音乐等等。许多影视节。许多影视节目、歌曲、和音乐也可以从计算机网络上下目、歌曲、和音乐也可以从计算机网络上下载，供人们欣赏。载，供人们欣赏。2022-5-20822022-5-20832022-5-20842计算机中常用的名词计算机中常用的名词（1 1）位位 BitBit 计算机中所有的数据都是以二
47、进制来表示的，计算机中所有的数据都是以二进制来表示的，一个二进制代码称为一位，记为一个二进制代码称为一位，记为bitbit。位是计算位是计算机中最小的信息单位。机中最小的信息单位。（2 2）字节字节 ByteByte 在对二进制数据进行存储时，以八位二进制代码为在对二进制数据进行存储时，以八位二进制代码为一个单元存放在一起，称为一个字节，记为一个单元存放在一起，称为一个字节，记为ByteByte。 字节是计算机中次小的存储单位。字节是计算机中次小的存储单位。2022-5-2085（3 3）字字 WordWord 一条指令或一个数据信息，称为一个字一条指令或一个数据信息，称为一个字( (Word
48、)Word)。字是计算机进行信息交换、处理、字是计算机进行信息交换、处理、存储的基本单元。存储的基本单元。（4）字长字长 Word Length CPU中每个字所包含的二进制代码的位中每个字所包含的二进制代码的位数，称为字长。数，称为字长。 字长是衡量计算机性能的一个重要指标。字长是衡量计算机性能的一个重要指标。 2022-5-2086（5）指令指令 Instruction 指挥计算机执行某种基本操作的命令称为指挥计算机执行某种基本操作的命令称为指令。一条指令规定一种操作，由一系列有序指令。一条指令规定一种操作，由一系列有序指令组成的集合称为程序。指令组成的集合称为程序。（6）容量容量 cap
49、acity 容量是衡量计算机存储能力常用的一个名容量是衡量计算机存储能力常用的一个名词，主要指存储器所能存储信息的字节数。常词，主要指存储器所能存储信息的字节数。常用的容量单位有用的容量单位有B、KB、MB、GB、TB，它它们之间的关系是：们之间的关系是：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB, 1TB=1024GB，2022-5-20873. 进位计数制进位计数制 根据不同的进位原则，可以得到不同的进位制。根据不同的进位原则，可以得到不同的进位制。 在日常生活中，人们广泛使用的是十进制数，有时也在日常生活中，人们广泛使用的是十进制数，有时也会遇到其他进制的数，例如，钟
50、表上，六十秒钟为一分会遇到其他进制的数，例如，钟表上，六十秒钟为一分钟，六十分钟为一小时，即为六十进制。钟，六十分钟为一小时，即为六十进制。 在计算机中，最常使用的是：在计算机中，最常使用的是： 十进制十进制 （ Decimal Decimal ） 二进制二进制 （ Binary Binary ） 八进制八进制 （ Octal Octal ） 十六进制十六进制 （ Hexadecimal Hexadecimal ） 2022-5-20881.2 数字化信息编码与数据表示数字化信息编码与数据表示一、数字化信息编码一、数字化信息编码 信息：信息： 数值、文字、语音、图形和图象。（数值、文字、语音、
