1、第一章第一章 计算机计算机概述概述1本章节目录本章节目录1.1计算机发展与应用计算机发展与应用1.2计算机热点技术计算机热点技术1.3计算机文化计算机文化1.4信息在计算机内部的表示与存储信息在计算机内部的表示与存储21.11.1计算机发展与应用计算机发展与应用1.1.1计算机产生计算机产生 1642年法国数学家布莱斯年法国数学家布莱斯 帕斯卡发明帕斯卡发明了机械了机械计算器计算器。3 19世纪初，英国人查尔斯设计了差分机世纪初，英国人查尔斯设计了差分机和分析和分析机机。4（a）差分机（b）分析机 1946年，世界上第一台通用电子数字计年，世界上第一台通用电子数字计算机算机ENIAC（Elec
2、tronic Numerical Integrator And Computer）在美国宾夕法）在美国宾夕法尼亚大学研制尼亚大学研制成功成功。51.1.2 1.1.2 计算机发展计算机发展计算机计算机的发展历程的发展历程 根据根据组成计算机的电子逻辑器件，将计组成计算机的电子逻辑器件，将计算机的发展分成以下算机的发展分成以下4个阶段个阶段。（1）电子管计算机（）电子管计算机（1946年年1957年）年）（2）晶体管计算机（）晶体管计算机（1958年年1964年）年）（3）集成电路计算机（）集成电路计算机（1965年年1971年）年）（4）大规模、超大规模集成电路计算机）大规模、超大规模集成电路
3、计算机（1972年至今）年至今）6我国计算机的发展我国计算机的发展历程历程 从从1958年年8月，我国成功地研制出月，我国成功地研制出103小小型电子计算机到型电子计算机到2009年年9月首款四核月首款四核CPU处处理器理器“龙芯龙芯3号号”研制成功，研制成功，2012年年9月我国月我国首台全部采用国产中央处理器和系统软件构首台全部采用国产中央处理器和系统软件构建的千万亿次计算机建的千万亿次计算机“神威蓝光神威蓝光”高效能计高效能计算机研制成功，以及中国最新的最高峰值计算机研制成功，以及中国最新的最高峰值计算速度每秒算速度每秒3.39亿亿次的巨型机亿亿次的巨型机“天河天河二号二号”的研制成功，
4、充分体现了我国计算机的研制成功，充分体现了我国计算机技术的研发实力。技术的研发实力。7计算机发展趋势计算机发展趋势（1）巨型化）巨型化（2）微型化）微型化（3）网络化）网络化（4）智能化）智能化8计算机分类计算机分类 1按照处理数据信息形式分类按照处理数据信息形式分类（1）数字计算机数字计算机（2）模拟计算机）模拟计算机（3）数字模拟混合计算机）数字模拟混合计算机 2按照规模分类按照规模分类（1）巨型）巨型机机 （2）大型机）大型机（3）小型机小型机 （4）微型机）微型机910按照功能按照功能分类分类 按照按照计算机功能，一般可分为专用计算计算机功能，一般可分为专用计算机和通用计算机。机和通用
5、计算机。1.1.4 1.1.4 计算机特点计算机特点1运算速度快运算速度快2计算精度高计算精度高3逻辑判断能力逻辑判断能力4海量存储能力海量存储能力5高度自动控制功能高度自动控制功能111.1.5 1.1.5 计算机应用计算机应用1科学计算科学计算2信息处理信息处理3过程控制过程控制4计算机辅助系统计算机辅助系统5网络通信网络通信6人工智能人工智能7多媒体应用多媒体应用121.2 1.2 计算机热点技术计算机热点技术1.2.1 中间件技术中间件技术 中间中间件（件（Middleware）位于操作系统和）位于操作系统和应用程序之间，向各种应用软件提供服务，应用程序之间，向各种应用软件提供服务，使
6、不同的应用进程能在不同平台下通过网络使不同的应用进程能在不同平台下通过网络相互通信。相互通信。131.2.2 1.2.2 普适计算普适计算 普普适计算（适计算（Ubiquitous computing）是无所不在的，随时随地）是无所不在的，随时随地可以进行计算的一种方式，其目的是建可以进行计算的一种方式，其目的是建立一个充满计算和通信能力的环境。在立一个充满计算和通信能力的环境。在普适计算环境下，整个世界是一个网络普适计算环境下，整个世界是一个网络的世界，为不同目的服务的计算和通信的世界，为不同目的服务的计算和通信设备都连接在网络中，人们可以便捷的设备都连接在网络中，人们可以便捷的获得需要的信
7、息和服务。获得需要的信息和服务。141.2.3 1.2.3 网格计算网格计算 网格网格计算（计算（Grid computing）是利）是利用互联网把分散在不同地理位置的计算机用互联网把分散在不同地理位置的计算机组织成一个组织成一个“虚拟的超级计算机虚拟的超级计算机”，其中，其中每一台参与计算的计算机就是一个每一台参与计算的计算机就是一个“节点节点”，而整个计算是由成千上万个，而整个计算是由成千上万个“节点节点”组成的组成的“一张网格一张网格”。网格计算的优势是。网格计算的优势是具有超强的数据处理能力和充分利用网上具有超强的数据处理能力和充分利用网上闲置的处理能力。闲置的处理能力。151.2.4
8、 1.2.4 云计算云计算 云云计算（计算（Cloud computing）是）是分布式计算、网格计算、并行计算、分布式计算、网格计算、并行计算、网络存储及虚拟化计算机和网络技术网络存储及虚拟化计算机和网络技术发展融合的产物，或者说是它们的商发展融合的产物，或者说是它们的商业实现业实现。161.2.5 1.2.5 物联网物联网 物物联网（联网（The Internet of Things）顾名思义，顾名思义，“物联网就是物物相连的互物联网就是物物相连的互联网联网”。这里有两层含义：第一，物联。这里有两层含义：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是互联网的核心和基础仍然是互联网，是互联网的延伸
9、和扩展；第二，其用户端延伸网的延伸和扩展；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换信息交换和和通信通信。171.2.6 1.2.6 大数据大数据 大大数据（数据（Big data）指的是所涉及的）指的是所涉及的信息量规模巨大到无法通过传统软件工具，信息量规模巨大到无法通过传统软件工具，在合理时间内达到撷取、管理和处理的数在合理时间内达到撷取、管理和处理的数据集。据集。181.3 1.3 计算机文化计算机文化1.3.1 计算机文化计算机文化现象现象1.计算机文化计算机文化 所谓所谓计算机文化，就是人类社会的计算机文化，就是人类社会的生存方式因
10、使用计算机而发生根本性变生存方式因使用计算机而发生根本性变化而产生的一种崭新文化化而产生的一种崭新文化形态形态。2.计算机计算机文化文化特征特征 计算机计算机文化具有广泛的使用性、广文化具有广泛的使用性、广泛的延展性、广泛的资源共享等特征。泛的延展性、广泛的资源共享等特征。191.3.2 计算机文化计算机文化素养素养 根据根据目前国内外大多数计算机目前国内外大多数计算机教育专家的意见，最能体现教育专家的意见，最能体现“计算计算机文化机文化”知识结构和能力素养的，知识结构和能力素养的，应当是思维方式以及与信息获取、应当是思维方式以及与信息获取、信息分析和信息加工有关的基础知信息分析和信息加工有关
11、的基础知识和利用计算机解决实际问题的能识和利用计算机解决实际问题的能力力。201.3.3 计算思维计算思维1.计算思维计算思维概念概念 计算计算思维是人们运用计算机科学的基思维是人们运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统以及理解人础概念去求解问题、设计系统以及理解人类行为。它包括了涵盖计算机科学之广度类行为。它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动的一系列思维活动。2.计算计算思维对计算机文化教育的影响思维对计算机文化教育的影响211.4 1.4 信息在计算机内部的表示与存储信息在计算机内部的表示与存储1.4.1 数制的概念数制的概念1进位计数进位计数制制2计算机内部采用二进制的原因
12、计算机内部采用二进制的原因3计算机中常用数制计算机中常用数制1.4.2 数制转换数制转换1.4.3 计算机中的编码计算机中的编码22本章本章小结小结 本章本章主要阐述计算机产生、发展、分类、主要阐述计算机产生、发展、分类、特点、应用及计算机热点技术；计算机文化特点、应用及计算机热点技术；计算机文化现象、计算机文化素养及计算思维；信息在现象、计算机文化素养及计算思维；信息在计算机内部的表示与存储方法。通过对本章计算机内部的表示与存储方法。通过对本章的学习，读者可了解与掌握计算思维及计算的学习，读者可了解与掌握计算思维及计算机的相关知识。机的相关知识。23本章习题本章习题 本章习题参见新编大学计算机基础实践教本章习题参见新编大学计算机基础实践教程中的测试练习。程中的测试练习。24
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