wxh第一章 计算机及信息技术概述

教学进度计算机科学与工程系华南农业大学信息学院主讲教师吴小红[e-mail]片头动画教学进度计算机科学与工程系课程的考核•评分标准：•笔试70%+平时（实验）30%=100%•注：部分笔试内容采用填涂标准答题卡方式。试卷样式可参考实验指导书。•考试试题主要参考实验指导书“习题篇”部分。教学进度计算机科学与工程系实验课教学安排•实验课安排在理论课教学开始后的第4周进行。•实验教学以实验指导书提供的实验为主。•实验1至实验9为必选实验内容，要求在实验指导书上填写实验报告；•实验10为选做内容；•学期结束前将实验指导书“实验篇”中的“实验报告”上交。教学进度计算机科学与工程系理论教学(32)上机实验(24)课程综述2011年2月21日教学进度计算机科学与工程系理论教学主要内容：第一章计算机及信息技术概述第二章计算机信息基础第三章计算机硬件体系结构第四章计算机操作系统第五章计算机软件技术基础第六章数据库技术第七章多媒体技术第八章网络技术基础第九章信息安全与社会责任第十章常用应用软件介绍教学进度计算机科学与工程系课程教学内容和学时分配第1章计算机及信息技术概述（2学时）第2章计算机信息基础（4学时）第3章计算机硬件体系结构（6学时）第4章计算机操作系统（2学时）第5章计算机软件技术基础（2学时）第6章数据库技术（2学时）第7章多媒体技术（4学时）第8章计算机网络技术（6学时）第9章信息安全与社会责任（2学时）第10章常用应用软件介绍（自学，不做考试要求）课程总结（课堂教学2学时）教学进度计算机科学与工程系上机实验的内容：Office综合应用常用软件Flash、PhotoshopDreamweaver的操作实例与练习教学进度计算机科学与工程系使用教材及参考书目•大学计算机基础：徐东风主编，林丕源副主编，中国农业出版社出版。•大学计算机基础教程：王移芝罗四维主编，高等教育出版社出版。•大学计算机基础：杨振山龚沛主编，高等教育出版社出版。•大学计算机基础教程：张莉等编，清华大学出版社出版。教学进度计算机科学与工程系•办公地点：校本部信息学院大楼509房（艺术学院后面）•联系方式：85280320-509(o)[e-mail]13640280668教学进度计算机科学与工程系教学内容：计算机与信息技术授课时数：2学时第一章计算机与信息技术概述教学进度计算机科学与工程系1.1计算机基础知识1.2计算机系统构成1.3信息技术基础知识本章没有难点，重点是计算机系统构成这部分内容第一章计算机及信息技术概述教学进度计算机科学与工程系第一章要点•计算机发展历史上的重要人物和思想•计算机的产生及发展、分类、特点及应用领域教学进度计算机科学与工程系第一章计算机及信息技术概述本章首先从计算工具的发展开始，介绍计算机的历史和类型，计算机在现代社会中的一些典型应用，以及计算机的未来发展趋势；计算机系统的硬件和软件系统构成；最后介绍信息技术的基础知识。教学进度计算机科学与工程系1.1计算机基础知识1.1.1计算机发展历史上的重要人物和思想人们发明电子数字计算机的初衷是用来进行科学计算，但现代计算机的功能早已不再只是“计算”，而扩大到可以处理加工数字、文字、图形、图像、声音等各种形式的数据。教学进度计算机科学与工程系1.1计算机基础知识1.1.1计算机发展历史上的重要人物和思想人类从远古时代就产生了计算的需要。各种计算工具出现、发展。如：中国的算盘、算筹、欧洲的计算尺等。随着天文航海等科学发展，需要进行大量的繁复计算，迫切需要能自动计算的机器。得益于钟表业，特别是齿轮传动装置技术的发展，诞生了最早的机械式计算机。教学进度计算机科学与工程系•下面介绍几位在电子计算机诞生之前对计算机发展有过突出贡献的几位早期历史人物。•教学进度计算机科学与工程系法国物理学家帕斯卡(1623-1662)在1642年发明了第一台机械式加法机。该机由齿轮组成，靠发条驱动，用专用的铁笔来拨动转轮以输入数字。当时，19岁的帕斯卡为了帮助父亲计算税款，开始研究机械计算装置，最后制成了手摇驱动的齿轮进位式计算器，可完成六位数字的加减法。1.1计算机基础知识教学进度计算机科学与工程系德国数学家莱布尼茨Leibnitz,1673年发明了机械式乘除法器。基本原理继承了帕斯卡的加法机，也是由一系列齿轮组成，但多了一个叫“步进轮”的装置，它能够连续重复地做加减法，从而实现了乘除运算。1.1计算机基础知识教学进度计算机科学与工程系•莱布尼兹：天才数学家•研究数理逻辑、无穷小算法•与牛顿并缔双辉共同奠定“微积分学”教学进度计算机科学与工程系1.1计算机基础知识英国数学家巴贝奇：1822年，在历经10年努力终于发明了“差分机”。它有3个齿轮式寄存器，可以保存3个5位数字，计算精度可以达到6位小数。巴贝奇试图发明功能更好的通用计算机——分析机，但最终失败。英国女数学家爱达(1815-1852)：巴贝奇的合作伙伴。她用穿孔卡片设计了世界上“第一件计算机程序”。她还建议分析机用二进制存储。预言分析机能唱歌、绘画。英国诗人拜伦的女儿教学进度计算机科学与工程系•阿达：数学家，拜论的女儿•死于36岁，生命短暂，对计算机的预见超过一个世纪以上•有个计算机语言被命名为ADA（阿达）语言，纪念她是“世界上第一位软件工程师”教学进度计算机科学与工程系1812年差分机查尔斯.巴贝奇1834年设计的分析机1.1计算机的发展1.1.1近代计算机由许多轮子组成的保存数据的存储库；运算装置；能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。教学进度计算机科学与工程系•1.1.1计算机发展历史上的重要人物和思想1801年,法国纺织机械师杰卡德,发明”自动提花编织机”,启示了计算机的程序设计思想.1847英国数学家布尔提出了布尔代数的思想,成为现代计算机的数学和逻辑基础1888年,美国人赫尔曼.霍列瑞斯发明了制表机,采用穿孔卡上是否有洞表示数据的是与非,演变为后来的IBM公司1938年,美国数学家香农首次将布尔代数和继电器联系在一起,给出了加减乘除运算的电子电路设计,成为现代信息论的创始人.1944年,美国物理学家艾肯,研制了马克1号计算机,是全机电式的计算机,1949年,首次使用磁鼓作为数据和指令的存储器1.1计算机基础知识教学进度计算机科学与工程系1.1计算机基础知识图灵机：把人在计算时所做的工作分解成简单的机械化动作交给机器去执行，经过足够的时间和有限次机械步骤求得解答。理论上可以计算任何可计算函数。英国科学家阿兰图灵控制器（含运算功能）可在纸带上左右移动的读写头，用于读写数据(输入输出设备)可无限延伸的纸带。用于存储程序和数据（存储器）1.1.1计算机发展历史上的重要人物和思想教学进度计算机科学与工程系图灵机的直观描述•3个部件：有穷控制器、无穷带和读写头•3个动作：改写当前格、左移或右移一格读写头有穷控制器存储带…………图灵机模型姚期智：2000年首位获奖图灵奖的华裔学者教学进度计算机科学与工程系阿兰图灵的贡献–图灵机模型–从理论上证明了通用计算机存在的可能性1.1计算机基础知识•1.1.1计算机发展历史上的重要人物和思想教学进度计算机科学与工程系有限状态控制器q1q2q3q4q5…qn…DTABDC…磁带读写磁头1.1计算机基础知识•1.1.1计算机发展历史上的重要人物和思想教学进度计算机科学与工程系浏览计算机世界计算机理论的奠基人：阿伦·图灵（AlanMathisonTuring），1912年6月23日出生于英国伦敦，是20世纪最著名的数学家之一。1931年图灵进入剑桥大学国王学院（King’sCollege），毕业后到美国普林斯顿大学攻读博士学位，二战爆发后回到剑桥。图灵于1954年6月7日去世，当时年仅41岁。计算机发展历史人物教学进度计算机科学与工程系七十多年来，现代计算机基本结构仍然是“冯·诺依曼计算机”。美籍匈牙利数学家冯诺依曼(计算机鼻祖)•计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成；•应采用二进制简化机器的电路设计；•采用“存储程序”技术,以便计算机能保存和自动依次执行指令。冯·诺依曼：“如果不考虑巴贝奇、爱达和其他人早先提出的有关思想，计算机基本概念只能属于阿兰·图灵”1.1计算机基础知识教学进度计算机科学与工程系浏览计算机世界计算机奠基人：冯·诺依曼（JohnVonNeumann），1903年12月28日生于匈牙利布达佩斯的一个犹太人家庭，是著名美籍匈牙利数学家。1954年夏冯·诺依曼被发现患有癌症，于1957年2月8日在华盛顿去世，终年54岁。冯·诺伊曼从小就显示出数学天才，关于他的童年有不少传说。1911年至1921年，冯·诺依曼在布达佩斯的卢瑟伦中学读书期间，就崭露头角而深受老师的器重。1921年至1923年在苏黎世大学学习。很快又在1926年以优异的成绩获得了布达佩斯大学数学博士学位，此时冯·诺依曼年仅22岁。1927年至1929年冯·诺依曼相继在柏林大学和汉堡大学担任数学讲师。1930年接受了普林斯顿大学客座教授的职位，西渡美国。1931年成为该校终身教授。1933年转到该校的高级研究所，成为最初6位教授之一，并在那里工作了一生。冯·诺依曼是普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学、哈佛大学、伊斯坦堡大学、马里兰大学、哥伦比亚大学和慕尼黑高等技术学院等校的荣誉博士。他是美国国家科学院、秘鲁国立自然科学院和意大利国立林且学院等院的院土。1951年至1953年任美国数学会主席，1954年任美国原子能委员会委员。计算机发展历史人物教学进度计算机科学与工程系•约翰·冯·诺依曼（JohnVonNouma，1903－1957），父亲是一个银行家，家境富裕，十分注意对孩子的教育。冯·诺依曼从小聪颖过人，兴趣广泛，读书过目不忘。据说他6岁时就能用古希腊语同父亲闲谈，一生掌握了七种语言。最擅德语，可在他用德语思考种种设想时，又能以阅读的速度译成英语。他对读过的书籍和论文。能很快一句不差地将内容复述出来，而且若干年之后，仍可如此。1911年—1921年，冯·诺依曼在布达佩斯的卢瑟伦中学读书期间，在费克特老师的个别指导下并合作发表了第一篇数学论文，此时冯·诺依曼还不到18岁。教学进度计算机科学与工程系主要人物有：•1、帕斯卡•2、莱布尼茨•3、巴贝奇和阿达•4、香农信息论的创始人；•5、布尔•6、图灵•7、冯诺依曼教学进度计算机科学与工程系1.1计算机基础知识1946年2月由宾夕法尼亚大学研制成功的ENIAC是第一台电子数字计算机。ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator电子数字积分计算机重30吨，占地167m2，耗电150千瓦18800个电子管，1500个继电器保存80个字节每秒钟可做5000次加减法或400次乘法运算。“诞生了一个电子的大脑”致命缺陷：没有存储程序。1.1.2电子计算机时代教学进度计算机科学与工程系人类追求的计算工具1642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分机1833分析机MARKIENIAC电子计算机时代教学进度计算机科学与工程系1.1计算机基础知识电子技术的发展促进了电子计算机的更新换代。第一代计算机1946－1958年以电子管为主要元件代表机型：ENIAC，EDVAC1.1.2电子计算机时代教学进度计算机科学与工程系第一代计算机（1946~1958）电子管教学进度计算机科学与工程系Aopen发布了首款集成音频真空管的主板名为AX4B-533Tube。1.1计算机基础知识第二代计算机1958－1964年以晶体管为主要元件采用晶体管的第二代电子计算机IBM7090型教学进度计算机科学与工程系第二代计算机（1958~1964）晶体管比电子管平均寿命提高1