大學計算機基礎課導論.ppt

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計算機導論IntroductiontoComputer,2003年9月,教材與參考書,教材《信息技術與應用導論》（第七版影印版）Computers,Communications,andInformation(SeventhEdition)推薦參考書《計算機應用技術基礎》黃旭明主編廈大《計算機科學與技術導論》陶樹平等高教,教學資料下載,《2003級計算機科學與技術專業(yè)教學計劃》download（下載）fromftp://17.16.9.10/03級計算機專業(yè)教學計劃或ftp://202.01.11.195/03級計算機專業(yè)教學計劃本課件download（下載）fromftp:///《計算機導論》課件Let’stry…,0.計算機科學與技術(本科)專業(yè)介紹,計算機科學與技術專業(yè)培養(yǎng)目標,本專業(yè)培養(yǎng)具有良好的思想素質和科學素養(yǎng),能系統(tǒng)地掌握計算機科學與技術（包括計算機硬件、軟件與應用）的基本理論、基本知識和基本技能與方法，能在科研、教育、企業(yè)、事業(yè)、技術和行政管理部門等單位從事計算機應用、科學研究和教學的計算機科學與技術學科高級技術人才。（非師范類）本專業(yè)培養(yǎng)具有良好的思想素質和科學素養(yǎng),能系統(tǒng)地掌握計算機科學與技術（包括計算機硬件、軟件與應用）的基本理論、基本知識和基本技能與方法，具有創(chuàng)新精神和適應21世紀教育改革發(fā)展需要的中等學校計算機教育教師。（師范類）,計算機科學與技術專業(yè)(非師范類)培養(yǎng)要求,本專業(yè)學生主要學習計算機科學與技術方面的基本理論和基本知識，接受從事研究與應用計算機的基本訓練，具有研究和開發(fā)計算機系統(tǒng)的基本能力。畢業(yè)生應獲得以下幾方面的知識和能力：(1)掌握計算機科學與技術的基本理論、基本知識；(2)掌握計算機系統(tǒng)分析和設計的基本方法；(3)具有研究開發(fā)計算機軟、硬件的基本能力；(4)具有計算機網絡建設和管理的基本能力；(5)了解與計算機有關的法規(guī)；(6)了解計算機科學與技術的發(fā)展動態(tài)；(7)掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法，具有獲取信息的能力。(8)英語水平要求通過國家大學英語四級考試,計算機科學與技術專業(yè)（師范類）培養(yǎng)要求,本專業(yè)學生主要學習計算機科學與技術方面的基本理論和基本知識，接受從事研究與應用計算機的基本訓練，具有研究和開發(fā)計算機系統(tǒng)的基本能力。畢業(yè)生應獲得以下幾方面的知識和能力：(1)掌握計算機科學與技術的基本理論、基本知識；(2)掌握計算機系統(tǒng)分析和設計的基本方法；(3)具有研究開發(fā)計算機軟、硬件的基本能力；(4)具有計算機網絡建設和管理的基本能力；(5)了解與計算機有關的法規(guī)；(6)了解計算機科學與技術的發(fā)展動態(tài)；(7)掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法，具有獲取信息的能力。(8)英語水平要求通過國家大學英語四級考試(9)具有現(xiàn)代教育觀念，熟悉教育法規(guī)，掌握并能初步運用教育學、心理學和計算機教學法的基本原理和方法，具備課堂教學和運用現(xiàn)代教育技術從事教學工作的基本能力。,學制與學位,學制：四年授予學位：工學學士學生畢業(yè)應達到最低總學分非師范類:167.5學分其中課堂教學142學分，實踐環(huán)節(jié)25.5學分師范類:168.5學分其中課堂教學143學分，實踐環(huán)節(jié)25.5學分注:課堂教學中約2個學分為藝術類選修課，4個學分為人文社會科學類選修課，8個學分為任選課,教學計劃組成模塊,公共課政治/公共英語/體育/藝術和人文社科基礎課專業(yè)基礎課必修/限選專業(yè)課必修/限選任選課專業(yè)任選課跨系選修課,如何搞好專業(yè)學習,人生轉折點：培養(yǎng)自我更新知識(自學)的能力課堂教學：專業(yè)的起點而非終點重視實踐練習：課程設計、畢業(yè)設計、上機問題、假期實踐課堂學習：預習/聽課/小結/作業(yè)百尺竿頭，更進一步：研究生入學考試：考試課程介紹計算機水平考試：初級程序員、程序員、高級程序員網絡程序員、網絡設計師綜合素質的培養(yǎng)：選修與輔修,03-04年計算機類研究生入學考試考試科目,統(tǒng)考科目數(shù)學政治英語專業(yè)科目數(shù)據(jù)結構及計算機原理（清華、廈大）數(shù)據(jù)結構與程序設計（C語言或PASCAL語言）（福大）數(shù)據(jù)結構（華大）,全國計算機軟件專業(yè)技術資格和水平考試介紹,全國計算機軟件專業(yè)技術資格和水平考試，由人事部和信息產業(yè)部聯(lián)合主辦，是目前唯一由國家統(tǒng)一組織的計算機專業(yè)考試。與目前國際計算機行業(yè)專業(yè)水平接軌，注重專業(yè)水平和能力的考核。全國計算機軟件專業(yè)技術水平考試有哪些級別？共有6個級別：初級程序員（相當技術員級）、程序員（相當助理工程師級）、高級程序員（相當工程師級）、系統(tǒng)分析員（相當高級工程師級）。網絡程序員（相當助理工程師級）、網絡設計師（相當工程師級）。如何選擇合適的級別？本科計算機專業(yè)學生應該從程序員或網絡程序員起步，畢業(yè)時應該達到高級程序員或網絡設計師水平。本科非計算機專業(yè)學生應該從初級程序員起步，畢業(yè)時應該達到程序員或網絡程序員水平。,全國計算機軟件專業(yè)技術資格和水平考試介紹,考試范圍和要求初級程序員、程序員上午考基礎知識，下午考編程能力。高級程序員上午考基礎知識，下午考軟件設計能力。系統(tǒng)分析員上午考綜合知識，下午分別考系統(tǒng)分析設計和論文。網絡程序員上午考網絡基礎知識，下午考網絡編程。網絡設計師上午考網絡綜合知識，下午考網絡設計與管理?？荚嚂r間考試時間全國統(tǒng)一是在每年10月份的第二個星期天，考試分上下午進行。上午采用涂卡方式，下午采用筆答方式，不需要上機操作。答卷時間：初級程序員上下午各為2小時；程序員、高級程序員，網絡程序員、網絡設計師上下午各為2小時30分；系統(tǒng)分析員上午為2小時30分，下午第一次為1小時30分，下午第二次為2小時。資格考試與水平考試有什么區(qū)別?資格考試主要是針對在崗專業(yè)設計人員的職稱晉升而設置，其報考有些條件限制，報考只有3個級別(初級程序員、程序員、高級程序員)。水平考試不受任何條件限制，資格考試與水平考試的試卷相同，但合格線不同，資格考試合格線低于水平考試合格線。合格證的認證部門也不同。,本課程教學目的和學習要求,教學目的對計算機及信息技術（IT）有一個概貌性認識教學方式英文教材，中文授課（雙語教學）學習要求掌握各章Summary（主要知識點）的術語含義用中文或英文完成各章Exercises（課后作業(yè)）和每章中的KeyQuestions（主要問題）?？己朔绞诫娮幼鳂I(yè)/筆試（開卷）配套課程計算機基礎訓練（實踐環(huán)節(jié)之一）,考核方式（英文題目，中文答題；小測暫定為4次）,教材內容,第一章綜述第二章數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)第三章輸入與輸出系統(tǒng)第四章存儲系統(tǒng)第五章系統(tǒng)軟件第六章應用軟件第七章通信技術,第八章通信技術的應用第九章信息系統(tǒng)分析與設計第十章軟件編程與設計第十一章信息管理第十二章文件與數(shù)據(jù)庫第十三章計算機技術的發(fā)展第十四章道德、隱私、安全及社會問題,第一章綜述千里之行始于此Chapter1OverviewTheFoundationforYourFuture,你將從此開始成為一個計算機學者和計算機能手的成長之旅…,Thischapterstartsyouonyourwaytobecomingcomputerliterateandcomputercompetent…P1.2,1.1什么是“計算機用戶”計算機專業(yè)人員與計算機用戶有何不同？1.2計算機知識和計算機技能計算機知識和計算機能力各指什么？1.3什么是“基于計算機的信息系統(tǒng)”？基于計算機的信息系統(tǒng)由哪六個部分組成？1.4計算機硬件計算機硬件可以分成哪五類？,本章主要內容KeyQuestions,1.5計算機軟件什么是軟件，軟件分為哪兩類？1.6計算機系統(tǒng)的分類計算機可以分為哪五類？1.7計算機發(fā)展史計算機的發(fā)展經歷了哪幾代？1.8連接功能、互動功能與數(shù)字集成什么是連接功能、互動功能與數(shù)字集成？它們對計算機用戶有何影響？,本章主要內容KeyQuestions,1.1什么是“計算機用戶”,——與你類似的大多數(shù)人,什么，跟我類似?!,哈，當然是指現(xiàn)在的你羅！,計算機專業(yè)人員(computerprofessional)受過專門教育，從事計算機技術工作，為開發(fā)、維護計算機系統(tǒng)而使用計算機。如軟件工程師、系統(tǒng)分析員、網絡管理員。計算機用戶(userorend-user)對計算機技術知識不甚或不想了解，但為工作、學習使用或想使用計算機。如現(xiàn)在的你，公司的職員。,使用計算機的兩類人,1.2計算機知識和技能的重要TheImportanceofBecomingComputerLiterate&ComputerCompetent,知識與技能,計算機知識（computerliterate）擁有計算機科學的有關知識并理解其應用。計算機技能（computercompetent）掌握計算機使用技術并具有不斷更新的能力。,,1.3什么是“基于計算機的信息系統(tǒng)”？WhatisaComputer-BasedInformationSystem?,功能：將原始數(shù)據(jù)轉換為有用的信息并快速傳送給需要該信息的人?！盎谟嬎銠C的信息系統(tǒng)”由六個部分組成：P1.5圖1.1Hardware（硬件）Software（軟件）Data/information（數(shù)據(jù)/信息）People（人）Procedure（使用說明）Communication（通信）,基于計算機的信息系統(tǒng)：組成部分之一Hardware（硬件）,在計算機系統(tǒng)中，硬件必須由軟件控制才能工作。沒有配備任何軟件的機器稱為“裸機”。,計算機是由電子元件和機電元件組成的一種機器。計算機機器本身無任何智能可言，故稱為hardware(硬件)。,硬件（Hardware）,硬件（Hardware）,基于計算機的信息系統(tǒng)：組成部分之二Software（軟件）,軟件是計算機程序的別稱。所謂"程序"(program)就是指控制計算機硬件執(zhí)行所需工作的一套指令。沒有軟件控制的計算機硬件（裸機）是毫無用處。,基于計算機的信息系統(tǒng)：組成部分之三Data/information(數(shù)據(jù)與信息),在今天的大部分商業(yè)應用中，計算機系統(tǒng)的主要任務是將“數(shù)據(jù)”轉換為“信息”供人們決策、銷售等使用。Data（數(shù)據(jù)）計算機處理的“原材料”?？赡苁羌埫娴摹㈦娮拥幕蚱渌问剑ㄈ缏曇簦nformation（信息）經過計算機處理的數(shù)據(jù)。如用員工的工作時數(shù)和時工資作“原材料”，經計算機處理后變成工資支票和工資冊形式的“信息”。,計算機的三個基本任務：輸入/處理/輸出,數(shù)據(jù),信息,處理,基于計算機的信息系統(tǒng)：組成部分之四People（人）,人是“基于計算機的信息系統(tǒng)”中最重要的一個部分：設計和開發(fā)計算機系統(tǒng)、操作計算機硬件、開發(fā)和使用計算機軟件……,基于計算機的信息系統(tǒng)：組成部分之五Procedure(使用說明),人們在使用計算機硬件和軟件時，應按“使用說明”操作和使用。計算機系統(tǒng)的“使用說明”通常是以“文件手冊”或“用戶指南”的形式提供給用戶的。,基于計算機的信息系統(tǒng)：組成部分之六Communications(通信),當一個計算機系統(tǒng)開始與另一個計算機系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)和信息時，就需要用到第六個部分——通信,亦稱“互連”(connectivity)。,補充內容：計算機的概念,計算機：顧名思義……,計算機其英文名稱是computer，顧名思義：用于計算的機器。,什么是“計算機”？,在計算機誕生的初期主要是被用來進行科學計算的，因此被稱之為“計算機”。然而，現(xiàn)在計算機的處理對象已經遠遠超過了“計算”這個范圍，它可以對數(shù)字、文字、聲音以及圖像等各種形式的數(shù)據(jù)進行處理。因此，如果僅僅把計算機理解為“能夠進行數(shù)學計算的工具”那就太狹隘了。實際上，計算機是一種能夠按照事先存儲的程序，自動、高速地對數(shù)據(jù)進行輸入、處理、輸出和存儲的系統(tǒng)。,計算機系統(tǒng)的概念,一個計算機系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分。硬件是由各種電子、磁性及機械的器件組成的物理實體，包括運算器、存儲器、控制器、輸入設備和輸出設備等五個基本組成部分。軟件則是程序和有關文檔的總稱，包括系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類?！嘤嬎銠C系統(tǒng)=硬件系統(tǒng)+軟件系統(tǒng),計算機系統(tǒng)=硬件+軟件,拿計算機跟人比：人=肉體+思想。沒有肉體，思想何以存在？所謂“皮之不存，毛將焉附”。沒有思想，或為“行尸走肉”（白癡），或為“植物人”。計算機系統(tǒng)=硬件+軟件。硬件——機器軟件——控制計算機工作的各種程序沒有配備任何軟件的計算機叫做“裸機”——裸機跟一個只會發(fā)光發(fā)熱的電阻箱沒有什么兩樣。這是計算機與一般電器迥異之處。,計算機能完成的4種基本操作,計算機能夠完成的基本操作及主要功能：輸入：接受由輸入設備（如鍵盤）提供的數(shù)據(jù)處理：對數(shù)據(jù)、字符、圖象等各種類型的數(shù)據(jù)進行操作，按指定的方式進行轉換輸出：將處理所產生的結果（信息）由輸出設備進行輸出存儲：程序和數(shù)據(jù)的存儲以上4種基本操作通常被稱為IPOS循環(huán)，它反映了計算機進行數(shù)據(jù)處理的基本步驟，即輸入（Input）、處理(Processing)、輸出(Output）和存儲(Storage)。,輸入輸出存儲處理,計算機時代已經來臨,今天，計算機已經進入現(xiàn)代社會幾乎一切領域。從登月飛行、戰(zhàn)略武器、石油勘探、中長期天氣預報，到書報排版印刷、影視動畫效果、遠程教學，到日常生活的許多細小方面——自動洗衣機、電視機的遙控器、高檔音響選曲系統(tǒng)……電腦這個有史以來最偉大的人造精靈簡直是無處不在！總之，計算機時代已來臨，以致在上個世紀未就有人預言，在21世紀，不懂計算機將成為“新文盲”。,一次震動世界的棋賽…,北京時間1997年5月12日凌晨4時50分，國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫與美國IBM公司的“深藍”下的第六盤決勝局中，僅走了19步就投子敗北——當“深藍”將棋盤上的兵走到C4位置時，卡斯帕羅夫推枰認輸，“深藍”以3.5:2.5的優(yōu)勢取得了勝利(先后6場比賽中，“深藍”二勝三平)。那么“深藍”是何許人也？卡斯帕羅夫又是何許人也？,深藍與卡斯帕羅夫,“深藍”是美國IBM公司生產的一臺超級國際象棋電腦，重1270公斤，有32個大腦（微處理器），每秒鐘可以計算2億步。人們給“深藍”輸入了一百多年來優(yōu)秀棋手的對局兩百多萬局。國際象棋史上劃時代的人物、俄羅斯國際象棋特級大師卡斯帕羅夫（1963年4月13日出生）是人類有史以來最偉大的棋手，在國際象棋棋壇上他獨步天下，無人能出其右，在邏輯性推理方面堪稱全人類最杰出者。前世界冠軍卡爾波夫號稱是唯一能與其抗衡的棋手，但在兩人交戰(zhàn)史上，每次都是卡斯帕羅夫取勝?？墒牵谂R近世紀末的1997年，孤獨求敗的卡斯帕羅夫不得不承認自己輸了，而戰(zhàn)勝他的是一臺沒有生命力、沒有感情的電腦。,余波未平…,也許這是一件偶然的事件，可是，這場“巨人”與“巨機”的大戰(zhàn)也使人類看到了一個自己不愿看到的結果：人類的工具終于有一天會戰(zhàn)勝自己。這次造成震動的歷史事件結束后，在全球引起的議論是廣泛的，討論不但在國際象棋層次，還在科技與人類文明、未來學和人工智能學、對技術可能統(tǒng)治人類的恐懼等層次進行，甚至上升到倫理學和哲學的高度，以致還曾出現(xiàn)不大不小的恐慌言論。這一切連網上的文章資料也是多不勝數(shù)，不知能出幾本書了。而且至今余熱未褪。,更新消息…,新華網報道：國際象棋特級大師卡斯帕羅夫與電腦軟件棋手“小深”（DeepJunior）驚心動魄的“人機大戰(zhàn)”2003年2月７日在紐約降下帷幕。在總共六局比賽中，雙方各一勝一負，另有四局打成平手，同積３分，不分伯仲。此次與“小深”對陣，卡斯帕羅夫“使出了標志性的攻擊棋路”。３９歲的卡斯帕羅夫在賽后表示，能夠與“小深”最終戰(zhàn)平他感到“相當滿意”。這位俄羅斯人透露，最后一場決勝局比賽，曾令他回想起１９９７年大戰(zhàn)“深藍”時的危險場面。當時，卡斯帕羅夫正是在關鍵的最后一場比賽中敗北，最終在總比分上輸給了“深藍”?？ㄋ古亮_夫說，這次他的惟一目標就是保證“不要輸”。他聲稱，雖然“小深”比“深藍”更強大，但自己在比賽中從來沒有真正落于下風?！拔抑惠斄艘粓?，而且那還是因為一個非常非?？膳碌腻e誤，”卡斯帕羅夫說，“但這并不意味著機器打敗了我”。,卡斯帕羅夫與“小深”對戰(zhàn),資料：以色列科學家開發(fā)的軟件棋手“小深”每秒能思考３００萬步棋并能以更接近人類棋手的方式對奕，曾連續(xù)三次在國際象棋計算機大賽中奪冠，人稱電腦“棋王”，近兩年在與人類棋手的比賽中它還未嘗敗績。,計算機“數(shù)字”基礎TheDigitalBasisofComputer,計算機工作原理并不神秘,迄今為止，任何似乎無所不能的“電腦”，在其內部其實只會進行兩種最基本的運算——算術運算（二進制加法）：0＋0=01＋0=10＋1=11＋1=10（做減法需要給它編程序）邏輯運算（判斷真假）運算結果：0—假，1—真,計算機為什么“使用”二進制數(shù)？,計算機的主要特點之一是”數(shù)字”(digital)性。原因是計算機內部使用了成千上萬個微型的“通斷型”電子開關進行工作：這些開關在任何時刻要么是“連通”（通電），要么是“斷開”（斷電）?；蛘哒f，該電路只有兩種工作狀態(tài)：通(on)或斷(off)。在計算機科學中，人們不是用“通通斷斷通通斷…”之類的話來表示電路狀態(tài)，而用兩個數(shù)字0和1來表示這兩種狀態(tài)：“1100110…”。用術語來說，計算機”使用“二進制數(shù)(binarynumber)。其實，計算機使用的是通/斷型的電子開關，所謂的“二進制數(shù)”只是這些開關狀態(tài)的一種簡便表示法而已。,兩類信號形式,信號（signal）一般可分為兩類：模擬信號（analogsignal）連續(xù)變化值（如數(shù)學中之實數(shù)）。自然界產生的物理量一般均為模擬信號。數(shù)字信號（digitalsignal）離散變化值（如數(shù)字中之整數(shù)）。計算機內部傳輸和處理的均為矩形脈沖形式的數(shù)字信號（1和0）。,所以，網絡技術中計算機內部的信息（數(shù)字信號）往往要轉換為通信線路上電信號或光信號（模擬信號）才能傳送。,回過頭來看看計算機通信的情況…,當一個計算機系統(tǒng)開始與另一個計算機系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)和信息時，就需要用到信息系統(tǒng)的第六個部分——通信,亦稱“互連”(connectivity)。,你相信嗎…,上面說過，計算機內部只會做非常簡單的二進制算術運算和邏輯運算。一定有人會說，照你這樣說，“電腦”的運算能力似乎“不如”一個小兒。但事實上，它們卻有著似乎難以置信的驚人本領——如戰(zhàn)勝過象征人類智慧頂峰的國際象棋大師、能做無數(shù)人類很難做到甚至做不到的事情。這豈非怪事？,計算機的力量源于高速運算能力,其實不奇怪。數(shù)學家已證明，世界上的“一切”事件，都可以分解為那兩種0和1的基本運算——正如世界上的一切物質都可分解成約110種化學元素一樣。當然，一個很簡單的事件，可能需要分解成千上萬步0和1的基本運算。而計算機的高速運算能力，恰恰在此顯示出極大的優(yōu)點。而且越復雜，越顯示出其“超人”之處——讓電腦求12肯定不如人；但是讓電腦123456789987654321，人就不如電腦。所以許多事情非常復雜時，人類無法完成，電腦能完成。,計算機：一個“大智若愚”的家伙,其實計算機的特點可以用兩個字來概括——“笨”（笨到極點）和“快”（快到不可思議），說它“笨”，因為的確它只能做非常簡單、連幼兒園的小朋友都會的那兩種“基本運算”——某個事情，人家一步就做出來了，它要做幾十步、幾百步甚至更多步，但是對這種基本運算，它的運算速度卻快得驚人。計算機就是一個由這種“笨”與“快”奇妙結合而產生的偉大精靈！,強大的電腦:背后是偉大的人腦,但這并不說明人類的智慧不如“電腦”。因為電腦工作要執(zhí)行的各種程序（運算的步驟）是人類編寫出來。這些程序（軟件）是無數(shù)科學家和計算機專家智力的結晶。沒有這些程序，運算能力再強的電腦也無法做任何事情。電腦可以幫助人類做許多事情，包括任何一個人無法獨立完成的事情，但它永遠只是用來幫助人類完成各種工作的一種輔助工具——人類需要完成什么工作，就開發(fā)什么軟件來裝備電腦，電腦才具有完成什么工作的能力。事實上，卡斯帕羅夫輸棋并不是輸給了機器，歸根到底仍然輸給了人——說穿了，是輸給了IBM公司的“深藍”小組（其中主要研制者是華裔計算機專家許峰雄和譚崇仁）。,1.4計算機硬件ComputerHardware,計算機硬件可以分成哪五類？P1.8,Input（輸入系統(tǒng)硬件）Processingandmemory（數(shù)據(jù)處理和主存儲系統(tǒng)硬件）Output（輸出系統(tǒng)硬件）Storage（輔助存儲系統(tǒng)硬件）Communications（通信系統(tǒng)硬件）Peripheraldevices（外圍設備）與計算機相連且由計算機控制的設備。這類設備可以安裝在計算機箱的外面（如顯示器、鍵盤等），亦可安裝在計算機箱的里面（如軟驅）。,InputHardware（輸入系統(tǒng)硬件）,功能接受數(shù)據(jù)并將其轉換為適合于計算機處理的形式。常見輸入設備,Mouse(鼠標),Scanners(打描儀),Keyboard(鍵盤),Scanner（掃描儀）,手寫板,數(shù)字化儀,,計算機常見輸入設備,ProcessingandMemoryHardware數(shù)據(jù)處理和主存儲系統(tǒng)硬件,計算機的控制中心由主機箱（SystemUnit）中的數(shù)據(jù)處理和主存儲設備組成。,SystemUnit（系統(tǒng)單元,主機箱）,計算機的控制中心由主機箱中的數(shù)據(jù)處理和主存儲設備組成。P1.10圖1.4,,Systemboard(主板),CPU插座,內存插槽,,,CPU(CentralProcessingUnit)中央處理器,CPU是計算機控制和處理數(shù)據(jù)以產生信息的計算元件。在微型計算機中，CPU是一塊大約1.5英寸見方、封裝有成千上萬個晶體管的集成電路芯片，稱為“microprocessor”（微處理器),簡記MPU。,Memory（主存儲器）,主存儲器又稱為“內存”或RAM(隨機存取存儲器)，是一種用于臨時存儲的工作存儲器，用來存儲需要馬上由CPU處理的數(shù)據(jù)和程序，可以將它理解為計算機的“工作區(qū)”或“辦公桌區(qū)”。主存儲器存儲容量的大小決定了每次數(shù)據(jù)處理量的大小和程序的運行規(guī)模和復雜程度。和CPU一樣，主存儲器也是一種集成電路芯片，斷電時，存儲在其中的所有數(shù)據(jù)和程序將全部消失，故稱為“易失的”(volatile)存儲器。所以在計算機中還需要一種所謂“輔助存儲器”（如磁盤、磁帶等）來存儲數(shù)據(jù)和信息。,筆記本機用256M內存,普通內存條,安裝在主板上的內存條,,SecondaryStorageHardware(輔助存儲器),功能以相對長久的(“非易失”)的方式存儲數(shù)據(jù)和程序。即斷電時所存內容不會丟失。常見輔助存儲器類型有：軟磁盤（disketteorfloppydisk）硬磁盤(harddisk)磁帶(magnetictape)光盤(opticaldisks),軟磁盤和硬磁盤,軟磁盤與硬磁盤：盤片,光盤和光盤驅動器,磁帶及磁帶機,新型存儲器：閃存（U盤）,擁有512MB閃存的超酷MP3,閃速存儲器(Flashmemory)具有掉電后信息保留的特點，又可以在線寫入(寫入前自動擦除)，并且可以按頁連續(xù)字節(jié)寫入，讀出速度高。,OutputHardware輸出設備,功能將計算機處理產生的信息轉換為用戶可以識別和使用的形式。Hardcopyoutput(硬考貝輸出)輸出的圖文通過打印機、繪圖機等印制在紙面等，用戶可以取走。Softcopyoutput(軟考貝輸出)輸出的圖文通過顯示器顯示在屏幕上，或輸出音響通過音箱播放，用戶可以觀看和欣賞，但無法取走。,輸出設備面面觀,,針式打印機,噴墨打印機,激光打印機,CRT(陰極射線管)顯示器,LCD(液晶)顯示器,CommunicationsHardware通信設備,功能用于計算機之間和計算機網絡(networks)之間的連接，以實現(xiàn)軟硬件資源的共享。為了使計算機的數(shù)字信號能夠通過傳統(tǒng)的銅芯電話線路傳送，需要配備一種叫做Modem的通信設備將其轉換模擬信號。,上網之“靈貓”：調制解調器,參考：國內教材中關于計算機硬件系統(tǒng)的敘述,迄今為止所有計算機從其功能結構來看，都可看作由五大部分組成：運算器功能：算術運算和邏輯運算控制器功能：使計算機能自動地執(zhí)行程序，并使各部分協(xié)調工作存儲器功能：用于保存程序和數(shù)據(jù)主存儲器(內部存儲器)存放當前所執(zhí)行程序的指令和數(shù)據(jù)輔助存儲器(外部存儲器)存放暫不參加運算的程序的指令和數(shù)據(jù)輸入設備用于程序和數(shù)據(jù)輸入（標準設備：鍵盤）輸出設備用于程序和數(shù)據(jù)輸出（標準設備：顯示器）,計算機工作原理示意圖,輸入設備,主存儲器,輔助存儲器,輸出設備,運算器,控制器,,,,,,,輸入,輸出,程序原始數(shù)據(jù),運算結果,,,,指令數(shù)據(jù)線,控制信號線,對照一下人進行某項運算時的情況,大腦,（控制器）,控制,計算、判斷,（運算器）,記憶細胞,（內部存儲器）,眼、耳等,手、口等,,,,,,,筆記本、手冊等,解題方法(事先學習）題目,提供答案,輸入,輸出,輸入設備,輸出設備,外部存儲器,常用術語,在計算機五大部分中，運算器和控制器是最核心的部分，通常做在一個器件上，稱作CPU。【術語】CPU=控制器+運算器（+寄存器組）只有主存（內存）可直接與CPU交換信息，它與CPU組合可實現(xiàn)計算機的基本功能?！拘g語】主機=CPU+主存儲器輸入/輸出(Input/Output)設備和外存合稱“外圍設備”?！拘g語】外設=I/O+輔助存儲器,馮諾依曼型計算機,上述計算機的基本結構是由美藉匈牙利科學家馮諾依曼于1946年提出的。迄今為止所有進入實用的電子計算機都是按馮諾依曼的提出的結構體系和工作原理設計制造的，故又統(tǒng)稱為“馮諾依曼型計算機”。新一代計算機將努力突破馮氏的結構體系和工作原理，將是“非馮諾依曼型計算機”。馮諾依曼型計算機的兩大特征程序存儲（計算機自動連續(xù)工作的基礎）采用二進制（機內一切信息均需為二進制編碼形式存在）馮諾依曼型計算機的工作原理存儲程序（將欲執(zhí)行的任務事先編成程序存入主存中）程序控制（執(zhí)行時由CPU調用主存中的程序進行運算）,1.5計算機軟件ComputerSoftware,為什么要使用軟件？,計算機機器本身毫無智力可言，必須由人們提供各種指令來告訴它做什么、如何做和何時做。這些指令被總稱為“software”(軟件)，因為它的存在人們感覺不到也看不到。軟件是由一組用所謂“編程語言”編寫的程序組成。程序則由指令組成。用于實現(xiàn)某一專業(yè)功能的軟件通常又稱為“軟件包”。軟件通常由專業(yè)編程人員開發(fā)，并存放在磁盤、光盤上，或通過因特網在線提供。,兩類軟件,軟件通?？梢苑譃閮深悾篠ystemSoftware(系統(tǒng)軟件)ApplicationSoftware(應用軟件),應用軟件：我用的,系統(tǒng)軟件：它用的,你可以認為應用軟件是你用的，而系統(tǒng)軟件是計算機用的。,SystemSoftware:TheComputer’sBoss,功能用于使計算機能夠管理其本身的內部資源，控制硬件的運行，執(zhí)行各種基本操作，如使CPU與鍵盤、顯示器、打印機和磁盤驅動器通信等。系統(tǒng)軟件不用于解決各種業(yè)務性或專業(yè)性的具體問題。最重要的一種系統(tǒng)軟件是“操作系統(tǒng)”。目前個人計算機最常用的系統(tǒng)軟件即美國Microsoft(微軟)公司的Windows（視窗）系列操作系統(tǒng)。,ApplicationSoftware:YourServant,功能用于提高計算機用戶的工作效率和創(chuàng)造力。目前個人計算機最常用的應用軟件是美國Microsoft(微軟)公司的Office系列辦公軟件和InternetExplorerBrowser(IE瀏覽器)。前者用于編寫文檔、處理電子表格、制作網頁和多媒體演示軟件等，后者用于在因特網上“上網沖浪”——訪問遠程網站、下載軟件、收發(fā)電子郵件、網上交友…,1.6計算機系統(tǒng)的分類TypesofComputerSystems,1969年美國阿波羅登月飛船宇航員所用的機載導航計算機重量為31公斤，主存儲器僅能保存2000個字符的數(shù)據(jù)，位于地面的發(fā)射控制計算機也只能存儲一百萬個字符，而造價高達400萬美元，體積龐大，幾乎占據(jù)一個大房間。,美國休斯頓：太空飛船發(fā)射控制中心美國國家航空與宇宙航行局約翰遜空間中心,飛速發(fā)展的計算機技術,摩爾定律：Intel的創(chuàng)始人之一GordonMoore在1965年提出了這個著名的定律，預言單位平方英寸芯片的晶體管數(shù)目每過18到24個月就將增加一倍。過去四十年的芯片產業(yè)一直遵循摩爾定律每18個月速度增長一倍的規(guī)律運行。事實上，Intel的CPU芯片上的晶體管數(shù)目已經由1971年的2300增長到今天Pentium4處理器的5500萬，即增長了兩萬四千倍。今天你用幾千元人民幣購買的個人計算機處理能力是1969年阿波羅登月發(fā)射控制計算機的上千倍，存儲容量則是它的幾百倍。體積之小，可以放在辦公桌的桌面上，甚至可以放在掌心。,索尼公司展示新型掌上電腦,GordonE.Mooreand"MooresLaw",戈登摩爾身高超過1.8米，頭頂光禿，性情相當沉著、平靜。他有兩大愛好:垂釣和劃船。作為英特爾的創(chuàng)始人，今年已經73歲的摩爾曾經一度成為硅谷的首富。因此，他早已有足夠的金錢、時間和心情，扛一根釣竿，天天到硅谷灣區(qū)釣魚，享受寧靜的晚年時光。但是，除了他高大的身影外，一個更高大的“陰影”始終彌漫在這家半導體領域利潤最高的公司之上，籠罩著整個半導體產業(yè)。這就是“摩爾定律”，IT產業(yè)的第一定律！摩爾定律已經37歲了，甚至比英特爾的年齡還要大三歲。37年來，它所倡導的“更快、更小、更便宜”的理念，使整個IT業(yè)變成了另一個“奧林匹克”競技場。,戈登摩爾,計算機系統(tǒng)的分類,根據(jù)其體積大小和處理能力，通?？煞譃镾upercomputers（超級計算機）Mainframecomputers（大型計算機）Workstations（工作站）Microcomputers（微型計算機）Microcontrollers（微控制器）,Supercomputers超級計算機（巨型機）,最快和性能最高的計算機。通常配備有上百個到上千個處理器，運算速度可達幾萬億次/秒。目前世界上最快的集群超級計算機運算速度為每秒7.6萬億次浮點運算，預計04年初將出現(xiàn)100萬億次的超級計算機。主要用于研究，如世界性氣象預報和氣侯現(xiàn)象分析、石油勘探、飛機設計、裂變核武器系統(tǒng)評定等。價格：≥1000萬美元（國外）≥1000萬人民幣（國產）我國國產巨型機有：銀河系列、曙光系列、深騰系列超級計算機。,曙光3000超級服務器,國家863計劃的重大項目曙光3000超級服務器于2000年12月研制成功，通過了國家科技部組織的驗收，并于2001年2月通過了專家鑒定。。曙光3000是一種通用的超級并行計算機系統(tǒng)，是目前性能最高的國產超級服務器。它兼顧大規(guī)?？茖W計算、事務處理和網絡信息服務。系統(tǒng)峰值浮點運算速度為每秒4032億次，內存總容量為168GB，磁盤總容量為3.63TB。它具有先進的機群體系結構。由70臺節(jié)點計算機組成，共280個處理機。系統(tǒng)提供三套連接網絡，用做高速并行計算、文件傳輸、系統(tǒng)管理、接待用戶請求。另外,還有兩套串行網絡，用于監(jiān)控系統(tǒng)的各種狀態(tài)。,曙光3000最高運算速度達每秒4032億次，256個處理機，內存總量達168GB。16個處理機的曙光3000每天可實現(xiàn)80億次的頁面點擊。8個處理機的系統(tǒng)每天可收發(fā)七千萬封電子郵件。4個處理機的系統(tǒng)每天可處理三百萬次事務。128個處理機工作，48小時的精確天氣預報只需1小時38分鐘。64個處理機工作，一個月的氣候預報僅用15分鐘。16個處理機做某油田291口井135年的油藏模擬只需17小時，在國內所有計算機包括進口計算機中第一次達到實用水平。,曙光3000超級服務器的性能,曙光3000超級服務器整機圖,曙光3000是中國基因研究進度的保證,位于北京順義的北京華大基因研究中心，承擔了人類基因組1%測序的任務；就在這里，“入住”了兩臺全國為數(shù)極少的曙光2000巨型計算機。今年2月12日人類基因組圖譜正式公布以后，這里成了世人關注的焦點。生物信息中心主管黃小兵介紹，由于長期超負荷地運轉，在我國所承擔的人類基因組１％測序任務“完成圖”已近尾聲之時，每秒運行120億次、日處理3GB數(shù)據(jù)的曙光2000也光榮地退居二線。“曙光2000在其它領域可能會運轉得很正常，但在華大已經是不堪重負。不得不一下定購了兩臺曙光3000?！?正在研制中的曙光4000A…,2003年7月23日，曙光公司與中科院計算所國家智能計算機研究開發(fā)中心宣布，將建造中國第一臺運算速度超過每秒10萬億次的超級計算機——曙光4000A?！锕夤究偛脷v軍介紹，正在建設的曙光4000A將采用2192顆主頻2.4G的64位AMDOpteron800處理器，計算節(jié)點為512個，單個節(jié)點均為2U－4路的64位高性能計算機，該機擁有高達2256G的內存容量，30TB磁盤容量和基于多級交叉開關的高速互連網絡，運算峰值超過每秒10萬億次，建成后，不僅將是中國最快的超級計算機，也將是世界上最快的集群式超級計算機。曙光4000A將于2003年9月實現(xiàn)計算機節(jié)點批量生產；2004年1月用戶試算；2004年3月完成系統(tǒng)；2004年6月用戶安裝。,曙光4000A概念圖,代號為“紅色網格”，2192顆CPU，2256G的內存容量，運算峰值超過每秒10萬億次…,國防科大研制的“銀河”系列巨型機,1997年6月，銀河-III超級計算機研制成功。中國成為世界上少數(shù)幾個能研制和生產大規(guī)模并行計算機系統(tǒng)的國家之一。銀河III采用分布共享存儲結構，峰值性能達到每秒130億浮點運算。1999年11月，銀河-IV型巨型機開始研制。2002年11月19由國防科技大學計算機學院研制的新一代“銀河”高性能實時仿真計算機系統(tǒng)在長沙通過技術鑒定。試運行期間，曾成功地對航天運載火箭及多個重大任務的控制系統(tǒng)進行了多次實時仿真試驗。,83年銀河-I億次機,92年銀河-II10億次機,97年銀河-III百億次機,,,,世界超級計算機全球TOP500排行榜,世界超級計算機TOP500排名，是由國際專業(yè)評價超級計算機性能的組織——“TOP500”倡導發(fā)起的。該組織于1993年成立，每年6月和11月各發(fā)布一次全世界已安裝并在使用的運算速度最快的前500臺超級計算機的排名，截至到2003年6月27日為止，已經進行了21屆。到2003年6月排名第一的是NEC公司的Earth-Simulator/5120超級計算機，運算速度達到35.86萬億次。曙光4000A開發(fā)成功，將在全球超級計算機Top500強中排名第三（按今年6月23日排名）。,,最新消息：深騰1800闖入世界超級計算機全球TOP500排行榜,中國生產的超級計算機第一次進入高性能計算TOP500排名是在2002年11月，就是由聯(lián)想集團研制成功具有自主知識產權核心技術的三臺萬億次超級計算機——“深騰1800”，實際運算速度達到每秒1.046萬億次，在2003年6月排名第51位、98位和299位。,20組機柜、526個高性能“奔騰4”型CPU、1800多個小型風扇、近7000米網線、實測性能達到每秒1萬億次浮點運算……02年8月29日，聯(lián)想集團和中科院數(shù)學與計算所聯(lián)合召開新聞發(fā)布會，宣布了一個喜人的消息：我國首臺萬億次計算機誕生了。,深騰6800：4億次的精彩,03年12月9日，科技部攜手聯(lián)想集團在京宣布，由聯(lián)想研制的國家網格主節(jié)點“深騰6800”超級計算機通過鑒定，研制成功。它使用了265個IA64結點，1060個主頻為1.3GHz的英特爾安騰2處理器，內存總容量達2.2TB，磁盤總容量為81TB。在03年TOP500排行榜中，深騰6800運算速度居第14位。,IBM:將為美能源部造世界最快超級計算機,2002年11月19日，IBM公布了兩臺目前世界上運算速度最快計算機的制造計劃，這是藍色巨人和美國能源部達成的一項價值2億9000萬美元合同的一個組成部分。IBM官員指出，這兩臺超級計算機聯(lián)合起來的計算處理能力將超過目前世界上計算能力最強的500臺超級計算機的總和。IBM將提供的第一臺超級計算機名為ASCIPurple，它的運算速度將達到每秒100萬億次，即每秒100兆次浮點計算的水平。這臺計算機被視為深藍(DeepBlue)的直系後裔。ASCIPurple將在2004年交付使用，屆時能源部的國家原子能安全管理署將使用ASCIPurple來模擬美國原子武器的老化及其處理過程。第二臺超級計算機目前被命名為BlueGene/L，它的計算能力將明顯超過ASCIPurple，達到每秒360萬億次的水平，預計在2005年交付使用。能源部計劃把這臺計算機供各個國家實驗室使用，用於武器、生物技術和高能爆炸的模擬計算。,Mainframecomputers主機,包括通常說的大、中、小型計算機。運算速度幾千萬次/秒，價值幾萬～幾百萬美元。主要用于銀行、航空公司、保險公司、郵購商店、高校和稅收局等。,IBMz系列z900服務器,IBMz系列z990服務器,國產大中型計算機,中科院計算技術研究所國家智能機中心研制的每秒200億次的曙光2000型超級服務器,Workstations：工作站,80年代初期出現(xiàn)，是一種價格昂貴、功能強大的桌面計算機，主要供工程師們、科學家們、特效設計師們使用，如設計飛機機身、研制處方藥品、影視特效制作等。,圖：IBM圖形工作站,Microcomputers：微型計算機,又稱為“個人計算機”（PC機），可以放置在桌面上，或可以出行攜帶。通常有：Desktop(臺式機)Notebook（筆記本機）Personaldigitalassistant(PDA)(個人數(shù)字助理),臺式機與筆記本電腦,Multimediacomputers多媒體電腦,一臺普通電腦，配上聲卡、音箱、光盤驅動器等，不但可以進行各種運算和數(shù)據(jù)處理，還可播放或制作各種影視和音樂節(jié)目，稱為“多媒體電腦”。,計算機主板：擴展槽,聲卡和音箱,Microcontrollers：微控制器,亦稱為“嵌入式”、“專用型”或“隱藏式”計算機。微控制器實際上是安裝在各種智能設備（如電腦控制的微波爐、袖珍計算器等）中的微型計算機芯片（通常稱為“單片機”）。價格一般在幾～幾十美元。,單片機芯片：SST89C58單片機,正面,背面,1.7計算機發(fā)展史MilestonesinComputerDevelopment,在電子計算機之前，人類用于計算的輔助工具有：算盤，手搖計算機（機械式，主要由機械齒輪組成），大型微分分析儀等。最早研制電子計算機，是為了解決科技進步特別是軍事應用方面運算量越來越大的問題。P1.16圖1.6,世界上第一臺電子計算機,誕生于1946年2月的世界上第一臺電子計算機，是為美國陸軍計算槍炮火力表而研制。每張火力表需要計算數(shù)百條彈道，一條飛行時間為60秒的彈道，手搖計算機20小時，大型微分分析儀15分鐘。軍方要求每天計算6張火力表。,ENIAC(埃尼亞克),這臺名為ENIAC(電子數(shù)字積分計算機的縮寫）的機器，使用18800個電子管，1500多個繼電器，耗電150千瓦，占地170平方米，重達30噸，可謂“龐然大物”也。,電子計算機時代的到來,ENIAC由美國賓夕法尼亞州立大學莫爾學院設計研制，價值40多萬美元，運算速度5000次/秒。今天看來，其運算速度低得可憐(稍高檔的計算器即可達到)，而在當時，計算一條彈道時間縮短為30秒。它運算兩小時，相當于一個物理學家100年的手工計算，不能不說是一個劃時代的事件——表明了電子計算機時代的到來。,計算機史,從1946年到今天，計算機技術已經經歷了四次革命性的變化（四代），一代比一代體積縮小，功能增大，價格下降。,第一代（1946-1958）,電子技術，核心元件電子管，幾千次/秒，用于軍事與科學研究。,第二代（1959-1963）,半導體技術，核心元件晶體管，幾十萬次/秒，用于科學計算、數(shù)據(jù)和事務處理。,第三代（1964-1970）,固體物理技術，核心元件中小規(guī)模集成電路，在幾平方毫米單晶硅片上集成十幾個至上百個電子元件；幾十萬至幾百萬次/秒；用于各個科學領域。,第四代（1971至今）,核心元件大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路(如“奔騰4處理器”包含4200萬個晶體管)；上千萬次至上億次/秒；進入現(xiàn)代社會各個領域。超大規(guī)模集成電路應用的直接結果是微型計算機的誕生。,今天之計算機,迄今為止的四代計算機都是按美籍匈牙利數(shù)學家馮諾依曼提出的工作原理設計制造的，所以也稱為“馮諾依曼型計算機”。隨著技術的發(fā)展，今天的計算機已不再是一種單純的計算工具。今天的計算機，除了高速運算（數(shù)十億次/秒），還有邏輯處理功能，是一種具有強大信息處理能力的“智能化機器”。換言之，計算機應用已從單純的數(shù)值計算轉入信息處理領域。正因為如此，才使計算機走出科研院所的“象牙之塔”，進入現(xiàn)代社會的各個領域。今天的電子計算機，不僅會高速進行各種各樣的科學計算，而且象人腦一樣，會“判斷”，會“思考”，會迅速果斷地處理各種問題。所以，越來越多的人開始把計算機叫做“電腦”。,計算機發(fā)展史上的重要人物,英國數(shù)學家圖靈(Turing):創(chuàng)建了自動機理論，發(fā)展了可計算機性理論，奠定了人工智能的基礎。美籍匈牙利數(shù)學家馮.諾依曼(VonNeumann)：確立了現(xiàn)代計算機的基本結構，即馮.諾依曼體系結構。其要點是計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成數(shù)據(jù)和指令（程序）以二進制代碼形式不加區(qū)別地在執(zhí)行前存放在存儲器中存儲程序和數(shù)據(jù)的概念,圖靈獎：計算機界的諾貝爾獎,ACM是美國計算機學會的縮寫。最初這是美國的一個學術性組織，現(xiàn)在是美國乃至全世界最重要、影響最大的一個計算機學術團體。1966年，ACM創(chuàng)建圖靈獎，有"計算機界的諾貝爾獎"之稱。這個獎以英國數(shù)學家圖靈命名，圖靈在計算機出現(xiàn)之前就提出了計算機的模型，設想了它由哪些部件組成，以何種方式和順序工作，被稱為圖靈機，奠定了計算機科學理論的基礎。但圖靈的結局是個悲劇，他在42歲正當年富力強，創(chuàng)造力最旺盛的時候用自殺結束了自己的生命，令世人惋惜，用他的名字命名這個獎項就是為了紀念這位偉人。,計算機科學之父：阿倫圖靈,AlanMathisonTuring,1912～1954，英國數(shù)學家,右圖：圖靈紀念館,圖靈的故事,英國現(xiàn)代計算機的起步的是從納粹德國的"謎"開始的。"謎"（Enigma）是一種密碼電報機，由德國人在一戰(zhàn)和二戰(zhàn)之間研制成功。"謎"能把日常語言變?yōu)榇a，通過無線電或電話線路秘密傳送。它是一個木箱子，配有一臺打字機，箱上有26個閃爍不停的小燈泡，與打字機鍵盤的26個字母相對應。"謎"的設計無懈可擊，有一套極精密的解碼設置，非一般的電報密碼所能比擬。在內行人看來，平白如話，但在旁人，又是無從索解的天書。因此，這臺看似平常的機器，有了"謎"的稱號。這樣，德國的"謎"引起了英國情報部門高度的興趣。常規(guī)的解碼方式奈何不了"謎"，怎么辦？,這時，天才的數(shù)學家圖靈出現(xiàn)了。1931年圖靈進入劍橋大學國王學院，開始了他的數(shù)學天涯。一到那里，圖靈開始嶄露頭角，畢業(yè)后去美國普林斯頓大學攻讀博士學位，在那里就發(fā)明過一個解碼器（Encipher），二戰(zhàn)爆發(fā)后回到劍橋。在劍橋，圖靈是一個婦孺皆知的怪才，常有出人意表的舉動。他每天騎自行車到離公寓3公里的一個叫布雷奇萊公園的地方上班，因?；歼^敏性鼻炎，一遇花粉，鼻涕不止，圖靈就常戴防毒面具騎車上班，招搖過市，成為劍橋的一大奇觀。他的自行車鏈條經常在半道上掉落，要是換了別人，早就去車鋪修理了。而圖靈偏不，他在琢磨，發(fā)現(xiàn)這鏈條總是踏到一定的圈數(shù)時下滑，圖靈在騎車時就特別留心計算，于是能做到在鏈條下滑前一剎那戛然停車！讓旁人嘆服不已，以為是在玩雜耍。后來他居然在踏腳旁裝了一個小巧的機械計數(shù)器，到圈數(shù)時就停，好換換腦筋想些別的問題。圖靈的腦袋轉得比自行車飛輪還快。,用圖靈的腦袋來破譯德國的"謎"看來不是什么難事。他果然不負眾望，成功破譯了"謎"。而德國人還蒙在鼓里，還以為他們的"謎"能一直迷下去，照用不誤，泄露了大量的核心機密，在戰(zhàn)事上屢屢遭挫，戰(zhàn)后，圖靈被授予帝國勛章。早在30年代初，圖靈就發(fā)表了一篇著名的論文《論數(shù)字計算在決斷難題中的應用》，他提出了一種十分簡單但運算能力極強的理想計算裝置，用它來計算所有能想象得到的可計算函數(shù)。它由一個控制器和一根假設兩端無界的工作帶組成，工作帶起著存儲器的作用，它被劃分為大小相同的方格，每一格上可書寫一個給定字母表上的符號?？刂破骺梢栽趲献笥乙苿?，控制帶有一個讀寫頭，讀寫頭可以讀出控制器訪問的格子上的符號，也能改寫和抹去這一符號。這一裝置只是一種理想的計算模型，或者說是一種理想中的計算機。正如飛機的真正成功得力于空氣動力學一樣，圖靈的這一思想奠定了整個現(xiàn)代計算機的理論基礎。這就是電腦史上與"馮諾依曼機器"齊名的"圖靈機"。,計算機之父：馮諾依曼,著名美籍匈牙利數(shù)學家。1903年12月3日生于匈牙利布達佩斯的一個猶太人家庭。馮諾伊曼自童年起在吸收知識和解題方面就具有驚人的速度。六歲時他能心算做八位數(shù)乘除法，八歲時掌握微積分，十二歲就讀懂領會了波萊爾的大作《函數(shù)論》要義。一生掌握了七種語言。,馮諾依曼對人類的最大貢獻是對計算機科學、計算機技術和數(shù)值分析的開拓性工作。ENIAC機證明電子真空技術可以大大地提高計算技術，不過，ENIAC機本身存在兩大缺點：(1)沒有存儲器；(2)它用布線接板進行控制，甚至要搭接見天，計算速度也就被這一工作抵消了。馮諾依曼由ENIAC機研制組的戈爾德斯廷中尉介紹參加ENIAC機研制小組后，便帶領這批富有創(chuàng)新精神的年輕科技人員，向著更高的目標進軍。1945年,他們在共同討論的基礎上,發(fā)表了一個全新的“存儲程序通用電子計算機方案”(EDVAC)。,EDVAC方案明確奠定了新機器由五個部分組成，包括：運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設備，并描述了這五部分的職能和相互關系。EDVAC機還有兩個非常重大的改進，即：(1)采用了二進制，不但數(shù)據(jù)采用二進制，指令也采用二進制；(2建立了存儲程序，指令和數(shù)據(jù)便可一起放在存儲器里，并作同樣處理。這些改進簡化了計算機的結構，大大提高了計算機的速度。1946年7，8月間，馮諾依曼和戈爾德斯廷、勃克斯在EDVAC方案的基礎上，為普林斯頓大學高級研究所研制IAS計算機時，又提出了一個更加完善的設計報告《電子計算機邏輯設計初探》。以上兩份既有理論又有具體設計的文件，首次在全世界掀起了一股“計算機熱”，它們的綜合設計思想，便是著名的“馮諾依曼機”，其中心思想就是存儲程序原則：指令和數(shù)據(jù)一起存儲。這個概念被譽為”計算機發(fā)展史上的一個里程碑"。它標志著電子計算機時代的真正開始，指導著以后的計算機設計。,1.8連接功能、互動功能與數(shù)字集成Connectivity,Interactivity,&DigitalConvergence,Connectivity:連接功能,Connectivity（連接功能）是計算機及其他設備之間互相連接的能力。連接功能使得許多事情成為可能，如：E-mail（電子郵件）Telecommuting（遠程辦公）Onlineshoppingande-commerce（在線購物和電子商務）Databases（數(shù)據(jù)庫）Onlineservices,networks,andtheInternet（在線服務，網絡和因特網）,Interactivity:互動功能,互動功能使用戶能對正在進行的事件進行即時響應，并改變其進程，或者說使用戶能夠主動地而非被動地參加到技術進程中。最常見的應用就是所謂“在線游戲服務”。除此之外，互動功能常見的應用還有：Multimediacomputers（多媒體計算機）Internetappliances（機頂盒）,DigitalConvergence:數(shù)字集成,數(shù)字集成是通過各種設備以計算機使用的數(shù)字形式對信息進行交換，從而實現(xiàn)若干行業(yè)的技術合并。實際上，數(shù)字集成就是將電視、電話、游戲、音樂和數(shù)據(jù)傳輸融為一體。數(shù)字集成正在發(fā)展的一個方向是PC/TV。到目前為止，看電視和使用個人電腦都是分開進行的，數(shù)字集成將使這兩種行為統(tǒng)一起來。如美國三大TV網絡之一的NBC公司與美國Digital:Convergence公司于2001年5月發(fā)布了連接TV和個人電腦的網絡技術“CueTV”。該技術可以將TV節(jié)目中嵌入的音頻信號“cue”發(fā)給個人電腦，使個人電腦自動顯示與正在放映的電視節(jié)目有關的WWW站點。,本章其他內容,應用之窗（Careerbox:UsingComputerin…）◆房地產業(yè)◆政府和