大学计算机基础第1章..

开始前进结束第1章计算机文化概述开始后退前进结束21世纪高等院校计算机科学规划教材大学计算机基础中国水利水电出版社开始后退前进结束知识点：计算机的概念计算机的发展历程计算机的分类计算机的应用通过对本章的学习掌握计算机的概念和功能；了解计算机发展历程；掌握计算机的几种分类以及当前计算机在哪些方面的应用；在完成本章的学习后能够对计算机的概念及应用有初步的了解。开始后退前进结束1.1计算机的概念电子计算机（ElectronicComputer）：是一种能够自动、高速、精确地进行信息处理的现代化电子设备。电子计算机的分类：根据所处理的信息是数字量还是模拟量，可分为数字计算机、模拟计算机和二者功能皆有的混合计算机。对于计算机的定义，可以从以下三个方面来理解：（1）计算机是完成信息处理的工具。（2）计算机通过预先编好的存储程序来自动完成数据的加工处理。（3）计算机给社会带来了巨大的经济效益和社会效益开始后退前进结束计算机具有如下的特点：1．运算速度快：现在高性能计算机每秒能进行超过10亿次的加减运算。2．计算精度高：在计算机内部采用二进制数字进行运算，表示二进制数值的位数越多，精度就越高。3．记忆能力强：计算机可以存储大量的数据、资料，这是人脑所无法比拟的。4．复杂的逻辑判断能力：计算机具有逻辑判断能力，可以根据判断结果，自动决定以后执行的命令。5．具有执行程序的能力：计算机是一个自动化程度极高的电子装置，在工作过程中不需人工干预，能自动执行存放在存储器中的程序。开始后退前进结束1.2计算机与信息社会人们的生活服务需要计算机，比如金融服务需要计算机完成，飞机由计算机控制，工业生产需要计算机控制，而科研和教学，也需要计算机做仿真和计算，人们的家庭娱乐和信息获取，更需要计算机来完成计算机和网络已经渗透到人类社会的方方面面，计算机无处不在，它构成了信息社会的基石，已经须臾不能离开计算机和网络。办公自动化是信息技术最好的体现方式，它对人力资源、电子计算机（含其他办公设备）及信息处理进行综合而科学地编排，构成一个服务于办公业务的人机信息处理系统。在这个系统中，人可以充分利用现代化办公设备的先进性来提高办公效率和质量，使办公业务从烦琐的事务级水平跨入到计算机辅助决策的管理级水平，从而把办公和管理提高到一个崭新的高度。开始后退前进结束1.3计算机的发展历程第一代计算机：由1951年ENIAC小组推出vonNeumann式真空管计算器UNIVAC-1。特征：以真空管造成，并以磁蕊制造主存储器，体积庞大，容易产生高热。其输出入速度很慢，需用机器语言编写程序，昂贵且不可靠，程序和数据都记录在打孔卡片上，在1957年之后引进磁带作为存储器。第二代计算机：由Bell实验室J.Bardeen、H.W.Brattain和W.Shockley在1959年发明了晶体管，随即以晶体管制造计算机被推出。特征：体积比第一代小﹑较省电﹑速度快而且可靠。程序编写工具由机器语言走向汇编语言，最后发展出高级语言。第三代计算机：由1965年在TaxasInstruments和FairchildSemiconductor两公司相继开发出集成电路（IntegratedCircuit,IC）技术之后诞生。特征：更小﹑更省电﹑更快和更可靠，软件开始出现分时操作系统、交谈式人机界面（终端机取代卡片）等。开始后退前进结束第四代计算机：随着IC技术的发展，新型的计算机在1971年问世。特征：除了更小﹑更省电﹑更快﹑更可靠之外，还有其他更重要的特点：（1）多样化：从超级计算机﹑主架型计算机﹑迷你计算机到微电脑（工作站﹑PC），应有尽有。（2）平民化：大型计算机虽仍然昂贵，但小型计算机（尤其是工作站和PC）则价格低廉，且能在办公室或家庭环境下运作，使计算机得以深入社会各角落。（3）多用途：随着计算机的多样化与平民化，其用途日益广泛。计算机已经从以往的计算工作，推进到文书处理﹑数据库管理﹑甚至家电﹑汽车功能控制等领域。计算机的分类除了可以按照电子技术发展进行分类可以按规模和处理能力分为：巨型计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机和微型计算机。开始后退前进结束1.4计算机的分类图1-1计算机的分类开始后退前进结束1.4.1按信息的表示方式分类：（1）数模混合计算机：数字模拟混合式电子计算机是综合了数字和模拟两种计算机的长处设计出来的。它既能处理数字量，又能处理模拟量。但是这种计算机结构复杂，设计困难。（2）模拟计算机：模拟式电子计算机是用连续变化的模拟量即电压来表示信息，其基本运算部件是由运算放大器构成的微分器、积分器、通用函数运算器等运算电路组成。模拟式电子计算机解题速度极快，但精度不高、信息不易存储、通用性差，它一般用于解微分方程或自动控制系统设计中的参数模拟。（3）数字计算机：数字式电子计算机是用不连续的数字量即“0”和“1”来表示信息，其基本运算部件是数字逻辑电路。数字式电子计算机的精度高、存储量大、通用性强，能胜任科学计算、信息处理、实时控制、智能模拟等方面的工作。开始后退前进结束1.4.2按应用范围分类（1）专用计算机：专用计算机是为解决一个或一类特定问题而设计的计算机。它的硬件和软件的配置依据解决特定问题的需要而定，并不求全。（2）通用计算机：通用计算机是为能解决各种问题，具有较强的通用性而设计的计算机。它具有一定的运算速度，有一定的存储容量，带有通用的外部设备，配备各种系统软件、应用软件。1.4.3按规模和处理能力分类（1）巨型机（supercomputer）：巨型机通常是指最大、最快、最贵的计算机。（2）大型机（mainframe）：包括编者通常所说的大、中型计算机。这是在微型机出现之前最主要的计算模式，即把大型主机放在计算中心的玻璃机房中，用户要上机就必须去计算中心的端上工作。大型主机经历了批处理阶段、分时处理阶段，进入了分散处理与集中管理的阶段。开始后退前进结束（3）小型机（minicomputer）：在集成电路推动下，所产生的计算机基本上为小型计算机，它们通常一般为中小型企事业单位或某一部门所用。（4）微型机（personalcomputer）：根据它所使用的微处理器芯片的不同而分为若干类型，PC机的特点是轻、小、价廉、易用。（5）工作站（workstation）：工作站是介于个人计算机--PC机和小型计算机之间的一种高档微型机。主要用于图像处理、计算机辅助设计（CAD）等领域。（6）服务器（Server）：一种可供网络用户共享的、具有商性能的计算机。服务器一般具有大容量的存储设备和丰富的外部设备，其上运行网络操作系统，拥有较高的运行速度。开始后退前进结束1.5计算机的应用1.5.1工业应用（1）过程控制：在现代化工厂里，计算机普遍用于生产过程的自动控制。在生产过程中，采用计算机进行自动控制，可以大大提高产品的产量和质量，提高劳动生产率，改善人们工作条件，节省原材料的消耗，降低生产成本等。用于生产过程自动控制的计算机，一般都是实时控制。它们对计算机的速度要求不高，但可靠性要求很高，否则将生产出不合格的产品，甚至发生重大设备事故或人身事故。（2）CAD/CAM：计算机辅助设计/计算机辅助制造（CAD/CAM）是借助计算机进行设计的一项实用技术，采用计算机辅助设计过程实现自动化或半自动化，不仅可以大大缩短设计周期，加速产品的更新换代，降低生产成本，节省人力物力，而且对保证产品质量有重要作用。开始后退前进结束（3）企业管理：由于计算机强大的存储能力和计算能力，现代化企业充分利用计算机的这种能力对生产要素的大量信息进行加工和处理，进而形成了基于计算机的现代化企业管理的概念。（4）辅助决策：计算机辅助决策系统是计算机在人类预先建立的模型基础上，根据对所采集的大量数据的科学计算而产生出可以帮助人类进行判断的软件系统。1.5.2科学计算科学计算一直是电子计算机的重要应用领域之一。在天文学、核物理学、量子化学等领域中，都需要依靠计算机进行复杂的运算。开始后退前进结束1.5.3商业应用（1）电子银行：“自助银行”是20世纪产生的电子银行的代表，完全由计算机控制的“银行自助营业所”可以为用户提供24小时的不间断服务。（2）电子交易：所谓“电子交易”，是指通过计算机和网络进行商务活动。电子交易是在Internet的广阔联系与传统信息技术系统的丰富资源相结合的背景下应运而生的一种网上相互关联的动态商务活动，是在Internet上展开的。开始后退前进结束1.5.4教育应用（1）远程教学：用计算机的通信功能利用互联网实现的远程教学是当今教育发展的重要技术手段之一。远程教育可以解决教育资源的短缺和知识交流的问题。（2）模拟教学：对于代价很高的实验教学和现场教学，可以用计算机的模拟能力在屏幕上展现教学环节，既达到教学目的又节约开支。（3）多媒体教学：多媒体技术的应用使得计算机与人类的沟通变得亲切许多。多媒体教学就是将原本呆板的文稿配上优美的声音、图像等，使教学效果更加完美。（4）数字图书馆：数字图书馆是将传统意义上的图书“数字化”。经过“数字化”的图书存放在计算机中，通过计算机网络可以同时为更多的读者服务。开始后退前进结束1.5.5生活领域应用（1）数字社区：特指现代化的居住社区。连接了高速网络的社区为拥有计算机的住户提供互联网服务，真正实现了“足不出户”就可以漫游网络世界的美好现实。（2）信息服务：信息服务行业是21世纪的新兴产业，遍布世界的信息服务企业为人们提供着住房、旅游、医疗等诸多方面的信息服务。这些服务都是依靠计算机的存储、计算以及信息交换能力来实现的。1.5.6人工智能人工智能是将人脑中进行演绎推理的思维过程、规则和所采取的策略、技巧等变成计算机程序，在计算机中存储一些公理和推理规则，然后让机器去自动探索解题的方法，让计算机具有一定的学习和推理功能，能够自己积累知识，并且独立地按照人类赋予的推理逻辑来解决问题。开始后退前进结束1.6本章小结本章主要介绍了计算机的概念，计算机的发展历程以及计算机的分类和应用。随着人类社会进入信息时代，计算机已经渗透到日常生活的各个方面，现在每个人都需要了解计算机，掌握计算机，利用计算机为以后的工作，生活和学习提供方便。开始后退前进结束1.7实践检验（1）谈谈对计算机的认识。（2）计算机有哪些应用？（3）谈谈信息时代计算是如何渗透到日常生活的各个方面的。