〈计算机科学导论〉概述幻灯片.ppt

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〈计算机科学导论〉概述幻灯片

计算机科学导论 课程的主要内容 计算机基础知识 计算机体系结构 操作系统 网络基础 程序设计与算法 信息系统 软件工程 图形学和可视化计算 智能系统 离散结构 与信息系统有关的人文知识 课程的学习目的 了解计算机学科的发展 把握计算机学科的研究方向、发展前沿及每门课程在学科中的地位 搞清各学科的学习目的、学习内容、应用领域,在学科的学习初期对整个学科有个初步的认识,以做到在今后的学习中知道要学什么、怎么学 掌握常用的计算机操作技能 课程的特点 涉及面广、概念多、理论性较强、认知难度大 每一章都是计算机学科的一门核心课程 每一节都是核心课程的一章 要求大家不一定要全部掌握,但要理解基本思想和掌握重要概念,形成一个全面准确清晰的计算机学科认识 第一章 概 述 计算机是什么? Computers are everywhere! 计算机成了社会的必需品 计算机是一种相对其能力而言比较便宜的工具,同一台机器能够做许多种不同的事: 算题(科学计算) 制作图案 处理文字 记录事实 控制其他机器 游戏 发送消息 识别语音 问题:大多数机器只能做一类事,为什么计算机能够做许多种不同的事?是不是计算机什么事都能做? 计算机是一台快速,笨拙的机器 只有有限的能力。 只能进行基本的数学运算与逻辑比较。 必须由程序来指示它做什么事。 ——George Beekman 计算机是一台笨拙的机器,具有从事令人难以置信的聪明工作的能力,... 计算机程序员则是一些聪明的人,具有从事令人难以置信的笨拙工作的能力。 简而言之,计算机与程序员实现了完美的配合。 ——Jamie Shiers 电子数字计算机 电子数字计算机(Electronic Digital Computer)简称为电子计算机或计算机,也是人们常说的电脑,是二十世纪最辉煌的成就之一。 计算机给人类带来了巨大的变化。 计算机的定义: 计算机是一种能按照事先存储的程序,自动地、高速地、精确地进行大量数值计算,并且具有记忆(存储)能力、逻辑判断能力、可靠性能的数字化信息处理的现代化智能电子设备。 1.1 计算机的产生和发展阶段 ◆计算机的产生和发展不是一蹴而就的,而是经历了漫长历史的过程。 ◆在这过程中,科学家们经过艰难的探索,发明了各种各样的“计算机”,这些“计算机”顺应了当时历史的发展,发挥了巨大的作用,推动了社会的进步,也推动了计算机技术的发展。 1.1.1 计算机产生的史前史 1.算筹 算筹又称为筹、策、算子等 算筹在中国的起源很早 中国著名科学家祖冲之(429—500年)借助算筹作为计算工具计算出圆周率 2. 算盘 算盘也称珠算,是中国劳动人民创造的一种工具 由古代“算筹”演变而来 素有“中国计算机”之称 最早见于汉末三国时代徐岳撰写的《数术记遗》 南宋时期的数学家杨辉发明了《乘除通变算宝》 3. 机械计算机 1623年,德国科学家契克卡德(W. Schickard)为天文学家开普勒(Kepler)制作了一台机械计算机 3. 机械计算机 法国科学家布莱斯?帕斯卡(Blaise Pascal:1623—1662年)是被公认为是制造出机械计算机的第一人。 3. 机械计算机 德国著名数学家戈特弗里德?威廉?莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz:1646—阿1716年)将帕斯卡的“加法器”扩大为乘除运算 1700年左右,莱布尼茨从中国“易图”(八卦)里受到启发,悟出了二进制数之真谛。 4. 提花机 西汉年间中国的纺织工匠已能熟练掌握提花机技术 。 4. 提花机 法国机械师约瑟夫?杰卡德(Joseph Jacquard),大约在1801年完成了“自动提花编织机”的设计制作,真正成功地改进了提花机。 5. 差分机和分析机 英国剑桥大学著名科学家查理斯?巴贝奇(Charles Babbage:1792—1871年)在1822年研制出第一台差分机。 5. 差分机和分析机 阿达?奥古斯塔(Ada Augusta:1815—1852年)是计算机领域著名的女程序员。 6. 模拟计算机 19世纪末,赫尔曼?霍列瑞斯(Herman Hollerith:1860—1929)首先用穿孔卡完成了第一次大规模数据处理。 6. 模拟计算机 托马斯?沃森(T.Watson)和IBM 6. 模拟计算机 布什(V.Bush)为了求解与电路有关的微分方程,制作了一台模拟计算装置助其求解 1873年,美国人鲍德温(F. Ba

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