计 算 机 导 论 基础知识.docx

计 算 机 导 论_基础知识计 算 机 导 论
计算机基础知识
教学目标
了解信息技术的相关概念
了解计算机的发展历程、特点、应用和分类
掌握计算机系统的组成（重点）
掌握信息在计算机中的表示形式（重点、难点）
第一节 计算机概述
一、什么是计算机？
计算机是一种能够接收和存储信息，并把存储在内部的程序对输入信息进行加工、处理，得到人们所期望的结果，然后把处理结果输出的高度自动化设备。
巴比奇在马洪发明的逻辑演示器的影响下，于1822年开始设计差分机（difference engine），其目标是能计算具有20位有效数字的6次多项式的值。这是第一台可自动进行数学变换的机器，因此他被称为“计算之父”。
计算理论的奠基人（图灵）
Alan Turing（1912~1954）1936年上研究生时发表的一篇论文中提出了图灵机（Turing Machine），奠定了计算机的理论基础。
第二次世界大战中，Turing 领导的小组制造出了破译德军 Enigma 密码的计算机，并成功地完成了任务。
Turing 与 Church 合作给出了数学证明，断言未来计算机能够象人那样具有思维能力（因而汉语中有了“电脑”）。
计算机学科的最高荣誉是 ACM（美国计算机学会）图灵奖。
图灵测验：
一个人在不接触对象的情况下，进行一系列的提问，如果他根据这些回答无法判断对象是人还是机器，则这种计算机具有与人相当的智力。
世界上第一台电子数字计算机
1946年，在宾夕法尼亚大学 Moore 学院，J. Eckert 和 J. Mauchly 为实现弹道计算研制成功了 ENIAC（“电子数字积分计算机”， Electronic Numerical Integrator and Computer），它用了 19000 个电子管，重 30 吨，耗电 200 千瓦。
现在所谓的计算机就是电子数字计算机。
计算机体系结构的创始人（冯·诺依曼）
1946年，John von Neumann（1903~1957）发表了第一篇关于电子计算机程序存储的论文，描述了如何用（可被存储、读出和执行的）数字来表示逻辑操作（程序）。至今，大多数计算机采用的都是 von Neumann 体系结构（von Neumann architecture） 。
时至今日，所有的计算机都没有突破冯·诺依曼机的基本结构。
特征
冯诺依曼机的组成：存储器+运算器+控制器
其主要特征为：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。
功能
把需要的程序和数据送至计算机中。
必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。
能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。
能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。
能够按照要求将处理结果输出给用户。
基本组成部件
1，输入数据和程序的输入设备
2，记忆程序和数据的存储器
3，完成数据加工处理的运算器
4，控制程序执行的控制器
5，输出处理结果的输出设备
二、计算机的发展
计算机的特点
运算速度快
精确度高
存储容量大
自动化程度高
通用性强
计算机的类别
微型计算机（微机，Microcomputer）
台式计算机（Desktop）
膝上型电脑（Laptop）/ 笔记本计算机（Notebook）
工作站（Workstation）
掌上型电脑（Palmtop）、个人数字助理（PDA, Personal Digital Assistant）
小型计算机（小型机，Minicomputer）
大型计算机（大型机，Mainframe computer）
超级（巨型）计算机（Supercomputer）
专用计算机（Special-purpose computer）/ 嵌入式计算机（Embedded computer）
计算机的应用
计算机发展趋势
第二节 计算机中信息的编码
进制（数制）
即进位计数值。就是用进位的方法进行计数。
三要素：
数码:一组用来表示某种数制的符号。
基数：数制所使用的数码个数称为“基数”或“基”，常用“R”表示，称R进制。
位权:指数码在不同位置上的权值。在进位计数制中，处于不同数位的数码代表的数值不同。
不同进制数的表示方法
数制之间的转换
1. 常用的进位计数制
1）十进制（Decimal System）
由0、1、2、…、8、9十个数码组成，即基数为10。
2 ）二进制（Binary System）
由0、1两个数码组成，即基数为2。
3）八进制（Octal S