第1章-计算机科学技术基础知识.pptVIP

Free template from 普通高等教育“十一五”国家级规划教材（21世纪高等院校计算机系列教材）计算机科学技术导论(第二版)葛建梅 等编著中国水利水电出版社ISBN 978-7-5084-5655-3 第 1 章计算机科学技术的基础知识 本章学习目标 本章主要讲解计算机的发展简史、特点、用途、系统组成、基本结构和工作原理、计算机中数据的表示方法——数制与码制、程序设计基础知识等内容 。通过本章的学习，主要掌握以下内容： 1.1 计算机概述 1.1.1 计算机的基本概念 “计算机”顾名思义是一种计算的机器，它是由一系列电子器件组成—英语名称为Computer。 计算机可以对数字、文字、颜色、声音、图形、图像等各种形式的数据进行加工处理。 计算机具有各种计算的能力。当用计算机进行数据处理时，首先把要解决的实际问题，用计算机语言编写成计算机程序，然后将待处理的数据和程序输入到计算机中，计算机按程序的要求，一步一步地进行各种运算，直到存入的整个程序执行完毕为止。 计算机具有各种计算的能力。在数据处理过程中，计算机不仅能进行加、减、乘、除等算术运算，而且还能进行逻辑运算并对运算结果进行判断，从而决定以后执行什么操作。 计算机具有信息处理能力。在当今的信息社会里，各行各业，随时随处产生大量的信息，人们为了高效地获取、传送、检索信息及从信息中产生各种报表数据，必须将信息在计算机的控制下进行有效的组织和管理 。 综上所述，可以给计算机下一个定义： 计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。 1.1.2 计算机系统的组成 　　 计算机系统由计算机硬件和计算机软件两部分组成。 ◆ 硬件（Computer hardware) 主要由CPU、存储器、输入输出控制系统和各种输入输出设备等功能部件组成。 ◆ 软件（Computer software) 它包括计算机运行所需的各种程序、数据及相关文档资料。 ◆ 裸机 脱离软件的计算机硬件称“裸机” 。 硬件是软件赖以运行的物质基础，软件是人与硬件之间的界面。 1.1.3 计算机的发展 　自1946年美国宾西法尼亚大学研制出世界上第一台电子数字计算机ENIAC（电子数字积分计算机的英文缩写）至今虽然只有60多年的时间，但计算机系统和计算机应用得到了飞速发展。元件制作工艺水平的不断提高是计算机发展的物质基础，因此以计算机元器件的变革作为标志，计算机的发展已经历了四代，并正在研制第五代。 1.1.4 计算机的分类 　　 计算机科学技术的发展日新月异，它已成为一个庞大的家族。计算机的种类很多，从不同角度对计算机有不同的分类方法。 1．按计算机处理数据的方式分类 　　可以分为数字计算机、模拟计算机和数字模拟混合计算机三类。 2．按计算机的用途分类 　　可分为通用计算机和专用计算机两类。 3．按计算机的规模和处理能力分类 　 可分为巨型计算机、大/中型计算机、小型计算机、微型计算机、工作站、服务器以及网络计算机等种类。 1.1.5 计算机的特点 　　 计算机作为一种通用的信息处理工具，它具有极高的处理速度，很强的存储能力，精确的计算能力和逻辑判断能力。虽然各类计算机在性能上、用途上、规模结构上有所不同，但它们都具备以下一些特点。 1．运算速度快 　　由于计算机是采用高速电子器件组成，因此能以极高的速度工作。目前的巨型机运算速度已达到每秒几百亿次运算，微机也可达到每秒亿次以上 。 2．计算精度高 　　由于计算机采用二进制表示数据，因此它的精度主要取决于表示数据的位数，即机器字长。字长越长，其精度越高 。 3．具有记忆能力 　　存储器是计算机的记忆部件，计算机把大量的数据和程序存入存储器，并把处理或计算的结果保存在存储器中。计算机存储器有内存和外存之分，目前，微型计算机的内存容量一般可以达到512MB且可以进一步扩展，外存（如硬盘）容量可以达到上百GB。 4．具有逻辑判断能力 　　计算机不仅具有运算能力，还可以进行各种逻辑判断，并根据判断的结果自动决定下一步应该执行的指令。 5．具有自动控制能力 　　计算机内可以存储程序，计算机可以在人们事先编制好的程序的控制下自动地完成各种操作，无需人工干预。 1.1.6 计算机的用途 　　 计算机在科学技术、国民经济、社会生活等各个方面都得到了广泛的应用。按照应用的领域计算机的用途归纳起来可分为以下几个方面。 1．科学计算 　　科学计算又称为数值计算，是指使用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题计算。如人造卫星轨迹的计算。 2．数据处理 　　数据处理是指用计