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第1章计算机与计算思维

计算机的出现使人类迅速步入了信息社会，计算机是一种能够按照指令对各种数据和信

息进行自动加工和处理的电子设备。计算机技术是计算机领域中所运用的技术方法和技术手

段，掌握计算机相关技术已成为各行各业人员的基本要求之一，公安行业也不例外。计算思维

作为一种思维方式，通过广义的计算来描述各类自然过程和社会过程，从而解决各学科的问题，

是公安专业大学生必须掌握的思维方法。

本章介绍计算机基础知识，包括计算机的发展历程、数制及其转换、计算思维、公安信

息化基础知识等，为后面内容的学习奠定基础。

计算机的发展历程及应用领域。

二进制及不同进制之间的数值转换和运算。

信息的表示和存储方式。

计算思维。

公安信息化基础知识。

1.1计算机的发展历程

1.1.1从算筹到计算机

1．算筹

古代的算筹实际上是一根根同样长短和粗细的小棍子，一般长为3～14cm，径粗0.2～

0.3cm，多用竹子制成，也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的，大约二百七十几枚为

一束，放在一个布袋里，系在腰部随身携带，如图1.1所示。

图1.1算筹

算筹有“纵式”和“横式”两种不同的摆法，是为了满足十进位制的需要（表示多位数

2公安信息化应用基础教程

时，个位用纵式，十位用横式，百位用纵式，千位用横式，依此类推，遇零则置空），如图1.2

所示。

中国古代十进位制的算筹记数法在世界数学史上是一个伟大的创造。数学家祖冲之计算

圆周率时使用的工具就是算筹。

2．算盘

算盘是一种手动操作的计算辅助工具，它起源于我国，迄今已有2600多年的历史，是我

国古代的一项重要发明。在阿拉伯数字出现前，算盘是广泛使用的计算工具，如图1.3所示。

图1.2算筹的摆法图1.3算盘

算盘是由早在春秋时期便已普通使用的算筹逐渐演变而来的，它不但是我国古代的一项

重要发明，而且是在阿拉伯数字出现之前曾被人们广为使用的一种计算工具。中国是算盘的故

乡，在计算机已被普遍使用的今天，古老的算盘不仅没有被废弃，反而因它的灵便、准确等优

点而受到许多人的青睐。

3．计算尺与圆算尺

15世纪以后，随着天文学和航海业的发展，计算工作日趋繁重，迫切需要新的计算方法

并改进计算工具。1620年，英国人埃德蒙·甘特（EdmundGunter，1581—1626年）把对数刻

在一把尺子上（称为甘特尺），将繁琐的数值改成直观的刻度，这是计算尺最原始的雏形。在

此基础上，人们发明了多种类型的计算尺，如威廉·奥特雷德（WilliamOughtred，1575—1660

年）发明的圆算尺。这些计算工具曾为科学和工程计算做出了巨大的贡献，计算尺和圆算尺如

图1.4所示。

图1.4计算尺和圆算尺

4．机械计算机

17世纪中期，以蒸汽机为代表的工业革命导致各种机器设备被大量地发明。要实现这些

发明，最基本的问题就是计算。在此背景下，一批杰出的科学家相继开始尝试机械式计算机的

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研制，