1、1與應用案例教程計算機基礎第一篇 基礎理論篇第1章 計算機概述2導引問答題與關鍵字 信息技術什么是計算機計算機能做什么回眸計算機的發展歷程淺談計算思維第1章 計算機概述3導引問答題 1、一個完整的計算機系統應該包括 _。A）主機、鍵盤、鼠標和顯示器 B）硬件系統和軟件系統 C）主機和其他外部設備 D）系統軟件和應用軟件 4導引問答題 2、計算機之所以按人們的意志自動進行工作，最直接的原因（工作原理）是因為_。 A）二進制數制 B）高速電子元件 C）存儲程序和程序控制 D）程序設計語言 5導引問答題 3、計算機的應用領域可大致分為若干大類，下列選項中屬于這幾大類的是_。A）計算機輔助教學、專家系

2、統、人工智能B）工程計算、數據結構、文字處理C）實時控制、科學計算、數據處理D）數值處理、人工智能、操作系統6導引問答題 4、現代信息技術的核心是_。 A）電子計算機和現代通信技術 B）微電子技術和材料技術 C）自動化技術和控制技術 D）數字化技術和網絡技術 7導引問答題 5、計算機的性能指標包括多項，下列項目中_不屬于性能指標。 A）主頻 B）字長 C）運算速度 D）帶光驅否 8導引問答題 6、OS是在第_代計算機才出現的。 A）1 B）2 C）3 D）4 9導引問答題 7、PC機是隨著構架處理器的電子元件_的發展而發展起來的。 A）電子管 B）晶體管 C）集成電路 D）半導體 10導引問答

3、題 8、在計算機領域中通常用MIPS來描述_。 A）計算機的可靠性 B）計算機的運行性 C）計算機的運算速度 D）計算機的可擴充性11導引問答題 9、世界上第一臺計算機誕生至今，經歷了若干代的發展、更替和變革，當下的計算機是屬于第_代的計算機。 A）4 B）5 C）6 D）7 12導引問答題 10、現代計算機的工作模式（原理）是由科學家_提出的。 A）香農（Claude Elwood Shannon） B）比爾蓋茨 （William (Bill) H. Gates ） C）馮諾依曼 （John Von Neuman） D）圖靈（Alan Mathison Turing ）13導引關鍵字 計算機

4、系統組成計算機工作原理計算機發展史信息技術計算機特點與應用電子元件計算機性能指標、MIPS 14導引問答題與關鍵字信息技術什么是計算機計算機能做什么回眸計算機的發展歷程淺談計算思維第1章 計算機概述信息技術 信息技術（information technology，IT）可以理解為與信息處理有關的一切技術，或者說依據信息科學的原理和方法來實現信息處理的技術。 這里的信息處理指對信息的：收集、識別、提取、變換存貯、傳遞、整理、檢索檢測、分析、利用等信息技術 就信息技術的主體而言，最重要的部分是以微電子技術為基礎的“計算機”、“通信”和“控制”技術，有人認為信息技術 (ITInformation T

5、echnology)簡單地說就是3C：Computer（計算機）Communication （通信）Control（控制）信息技術 現代信息技術的關鍵是計算機技術、現代通信技術和控制技術。計算機在信息社會中有著重要的地位，主要表示在：計算機改變了人們的工作方式計算機改變了人們的生活方式計算機改變了人們的學習方式計算機改變了組織機構的工作方式信息技術 信息技術應用電子商務遠程教育遠程醫療虛擬現實技術計算機輔助技術，統稱為CAX 包括了CAD（計算機輔助設計）、CAE（計算機輔助工程）、CAM（計算機輔助制造）和CAPP（計算機輔助工藝設計）等內容。嵌入式系統網格與集群數據挖掘19導引問答題與關鍵

6、字信息技術什么是計算機計算機能做什么回眸計算機的發展歷程淺談計算思維第1章 計算機概述什么是計算機-描述 對計算機(Computer)人們往往從不同角度提出不同的見解,有多種描述:“計算機是一種可以自動進行信息處理的工具”；“計算機是一種能快速而高效地自動完成信息處理的電子設備”；“計算機是一種能夠高速運算、具有內部存儲能力、由程序控制其操作過程的電子裝置”。20 CPU(控制器+運算器)輸入設備輸出設備內存儲器ROM外存儲器鍵盤鼠標掃描儀光筆顯示器打印機繪圖儀音箱 優盤 硬盤 磁帶 光盤 軟盤什么是計算機-硬件構架RAM22什么是計算機-系統構成什么是計算機-特點 運算速度快計算精度高具有記

7、憶存儲功能具有邏輯判斷功能 網絡與通信功能可靠性高、通用性強什么是計算機-原理與定義計算機的工作原理 計算機能夠自動完成運算或處理過程的基礎是存儲程序和程序控制（馮諾依曼原理）。計算機的定義 計算機是由高科技電子元器件、線 路和機械裝置等部件或設備構成的，在計算機軟件（程序及文檔）的控制下，依照存儲程序和程序控制的工作原理，能夠高速、有效地完成人們指定的各種操作的自動化綜合系統。什么是計算機-性能指標計算機的性能指標 主頻主頻是CPU工作的時鐘頻率，是指計算機CPU在單位時間內工作的脈沖數，它在很大程度上決定了計算機的運行速度。單位是MHz(兆赫茲)。字長由一個或多個字節組成的，作為一個整體進

8、行存取的一個數據稱為一個字。字長是計算機運算速度的又一個決定因素，字長越長計算機運行速度越快。另外，字長也決定了計算機的數據表示精度。存儲容量存儲器中存儲單元的總數稱為存儲容量。單位是字節（BYTE簡寫B）。內存容量越大，計算機運行速度越快。存取周期 CPU對存儲器的兩個基本操作為讀取和寫入。從存儲器中存取一個字到能夠再存取下一個字所需的時間稱為存取周期。單位是NS（納秒）。存取周期越短，計算機速度越快。運算速度每秒可執行的百萬條指令數，單位是MIPS。什么是計算機-分類按信息的表示和處理方式劃分數字計算機在數字計算機中，信息用離散的二進制形式0和1組成的代碼串表示。特點是解題精度高，便于信息

9、存儲，通用性強。通常所說電子計算機就是指數字電子計算機。模擬計算機在模擬計算機中，信息用連續變化的模擬量表示，其運算部件主要由運算放大器及一些有源或無源的網絡組成。運算速度很快，但精度不高，通用性不強。數字模擬混合電子計算機。什么是計算機-分類按計算機用途劃分專用計算機專用計算機是針對某一特定應用領域，為解決某些特定問題而設計的，如“深藍”（Deep Blue）計算機，只用于國際象棋的博弈。通用計算機通用計算機是針對多種應用領域或者面向多種算法而研制的，其通用性強、功能全，能適應多種用戶的需求，目前大多數計算機是屬于通用計算機，包括個人計算機。什么是計算機-分類按計算機規模與性能用途劃分巨型機

10、巨型機又稱為超級計算機，是計算機中性能最高、功能最強的。其運算速度超過每秒千萬億次，字長64位甚至更長，主存儲器容量達到TB字節數量級，外存儲器容量達到PB字節數量級，一般是多CPU或者多機系統，按照并行處理方式工作。微型機微型機以使用微處理器、結構緊湊為特征，是計算機中價格最低、應用最廣、發展最快、裝機量最多的一種。當今微型機字長可達64位，主存儲器容量可達到256M到1G字節，時鐘頻率3GHz以上，已經達到或超過70年代的大中型機的水平。工作站是具備強大數據運算與圖形、圖像處理能力的高性能計算機。與大中型機相比，其體積較小，價格比較便宜，規模屬于微型機范疇，適用于工程設計、圖形處理、科學研

11、究、模擬仿真等專業領域。什么是計算機-分類按計算機規模與性能用途劃分巨型機微型機大型機、中型機和小型機性能介于巨型機和微型機之間的就是大型機、中型機和小型機。它們的性能指標和結構規模則相應的依次遞減。嵌入式機（單片機）嵌入式計算機則只由一片或多片集成電路芯片制成，其體積小，重量輕，結構相對簡單，完成的功能相對專一。 這些類型之間的基本區別通常在于其體積大小、結構復雜程度、功率消耗、性能指標、數據存儲容量、指令系統和設備、軟件配置等方面的不同。30導引問答題與關鍵字 信息技術什么是計算機計算機能做什么回眸計算機的發展歷程淺談計算思維第1章 計算機概述計算機能做什么？ 玩游戲？ 上網QQ聊天網拍？

12、 打字機？ 看電影聽音樂？ 還有？計算機能做什么？應用 還有：科學與工程計算天氣預報、衛星發射與控制、太空探索、數學計算（= ？、漢諾塔）等信息處理信息管理（學籍、圖書館、OA、銀行） 、信息檢索、MIS -沃爾瑪等多媒體技術應用看電影聽音樂娛樂等計算機通信和網絡應用G TO G 、G TO B、B TO B、B TO C、C TO C、G TO C等過程控制工業自動化實時控制等計算機輔助系統CAD、CAM、CAI、CAT等人工智能 智能家用電器、計算機智能醫生、計算機自動識別系統、智能機器等32計算機能做什么？-人機較量計算機是否會取代人甚至超越人呢？如果說未來的計算機是否會取代人甚至超越人

13、？估計沒有誰可以確切的回答。但如果是現代的計算機，我們可以肯定的回答；不會！ 計算機能做什么？-人機較量為什么人機博弈，人卻輸給了計算機呢？“深藍”并沒有人工智能，不具備“智慧和思想”。和今天所有計算機一樣，“深藍”不會學習，而只會推理。會學習的所謂“第五代”計算機，至今還沒有被研究出來。如果說“深藍”有什么過人之處的話，那么就是它的不知疲倦的“蠻力”。研究人員把可以收集到的將近100年來的200萬局高手的棋譜都儲存在“深藍”的“外腦”大型快速陣列硬盤系統中。它集中了IBM尖端科技的32個國際象棋專用處理器協同工作，它能在規定的每3分鐘內從儲存的棋譜中尋找出自己應該走的妙招來。計算機能做什么？

14、-人機較量為什么人機博弈，人卻輸給了計算機呢？“深藍”的勝因不屬于智慧范疇，而是來自于它強大的計算能力。即使這種能力算是一種“智慧”的話，那么也是人賦予的。計算機的優勢在于海量存儲能力、快速信息處理能力和穩定的性能，而所有的這一切都是在人編制的程序的控制下進行的。相比之下，人的缺陷就突顯出來：情緒、疲憊、記憶力、計算棋招的速度、出錯等等，但人的潛在創造性和自學習的智慧以及模糊的非公式化經驗積累，是當代計算機所無法比擬的。 36導引問答題與關鍵字信息技術什么是計算機計算機能做什么回眸計算機的發展歷程淺談計算思維第1章 計算機概述回眸計算機的發展歷程-計算工具計算工具的發展手工到機械自動史前時期：

15、石塊和貝殼記數；唐代時期：算盤；17世紀：計算尺。1642年，創造了第一臺能完成加、減運算的機械計算器，計算稅收。1822年，提出了自動計算機的基本概念，并設計出差分機和分析機。 機械計算到電動計算1884年，創造了第一臺電動計算機，用于人口普查。1913年，制造了模擬計算機“微分分析儀”。機電全自動到電子數字1942年，誕生了著名的ABC（Atanasoff Berry Computer）計算機，共使用了300多個電子管，這也是世界上第一臺具有現代計算機雛形的計算機。1944年，IBM投資承建設計出“馬克1號”計算機。1946年，研制成功了ENIAC（Electronic Numerical

16、 Integrator and Calculator，電子數字積分器和計算器）第一臺電子數字計算機，從此人類社會進入以數字計算機為主導的信息時代。ENIAC采用了電子管技術?；仨嬎銠C的發展歷程-計算機電子計算機的發展 第1代：1946195 電子管 計算機機器語言，5千1萬次/秒代表性機種：ENIAC 第2代： 195 196 晶體管 計算機匯編語言，高級語言，十萬百萬次/秒代表性機種：TRADIC 第3代： 196 197 集成電路計算機OS，編譯系統，各類高級語言，百萬千萬次/秒提出“摩爾定律” 代表性機種：IBM360 第4代： 197 現在大規模、超大規模集成電路計算機197 199

17、 各類軟件完善，千萬次以上/秒代表性機種： ILLIAC-IV 199 200 超大規模集成電路計算機，億萬次以上/秒現在，超大規模集成電路（集群）計算機，千億浮點運算次/秒 ，智能化、模擬人的思維方式回眸計算機的發展歷程-微機微型計算機屬于第四代計算機。微型計算機主要以其主要核心元件微處理器CPU的字長和芯片上的晶體管電路集成度來劃分發展階段。字（WORD）是指由一個或多個字節組成的，作為整體進行存取的一個數據。字是計算機的重要性能指標，決定了指令系統的規模，也是運算速度的決定因素，字長越長計算機運行速度越快。另外，字長也決定了計算機的數據表示精度?；仨嬎銠C的發展歷程-微機字長4位階段 1

18、971年1月，英特爾（Intel）公司研制成功了第一枚能夠實際工作的微處理器4004 字長8位階段1974年4月1日，Intel推出了自己的第一款8位微處理芯片8080。1974年12月，裝配有8080處理器的計算機“牛郎星”誕生，這也是世界上第一臺裝配有微處理器的計算機，從此掀開了個人計算機PC（Personal Computer）的序幕。1975年7月，比爾蓋茨（BGates）在成功為牛郎星配上了BASIC語言之后，從哈佛大學退學創辦了微軟（MicroSoft）公司，并為公司制定了奮斗目標：“每一個家庭每一張桌上都有一部微型計算機運行著微軟的程序！”。字長16位階段 1981年8月12日，

19、微軟推出來MS-DOS 1.0版。1982年2月，Intel公司發布80286處理器。 回眸計算機的發展歷程-微機字長32位階段1985年7月，Intel公司推出了第一枚32位處理器80386。1985年11月，微軟公司正式推出了Windows操作系統。字長64位階段 1995年8月24日，微軟公司正式推出Windows95操作系統。1995年11月1日，Intel公司推出Pentium Pro處理器。2007年1月8日，Intel公司發布了用于個人計算機的65nm酷睿2四核處理器和用于服務器的四核處理器。2007年1月30日，微軟推出Windows Vista操作系統。2009年10月22日

20、，微軟發布了Windows 7操作系統。 回眸計算機的發展歷程-國產機1956年起步，1958年首臺電子管計算機DJS-1型試制成功。1964年，中國制成了首全晶體管電子計算機441B型。1974年起步研制微機：長城、東海、聯想、方正等系列產品。1983年起步研制大、巨型機： “銀河”和“曙光”等系列產品。2009年11月，“天河一號”是首次進入全球超級計算機500強排行榜。它是中國首臺千萬億次超級計算機系統。 將于2010年問世的千萬億次高性能計算機“曙光6000”的研制工作目前正在順利進行中，屆時國產高性能計算機將實現兩大突破：一是國產CPU的應用；二是高性能計算機現有的集群體系結構將在千

21、萬億次時代實現突破?；仨嬎銠C的發展歷程-趨勢由大到巨追求高速度、高容量、高性能由小到微追求微型化，包括臺式、便攜式、筆記本式乃至掌上型，使用方便，價格低廉網絡化智能化 展望未來，計算機的發展必然要經歷很多新的突破。從目前的發展趨勢來看，未來的計算機將是微電子技術、光學技術、超導技術和電子仿生技術相互結合的產物。在不久的將來，超導計算機、神經網絡計算機等全新的計算機也會誕生。屆時計算機將發展到一個更高、更先進的水平。 44導引問答題與關鍵字 信息技術什么是計算機計算機能做什么回眸計算機的發展歷程淺談計算思維第1章 計算機概述計算思維-定義 “我們所使用的工具影響著我們的思維方式和思維習慣，從而

22、也將深刻地影響著我們的思維能力。” -1972年圖靈獎獲得者Edsger Dijkstra 計算思維-定義 回顧歷史，不同的計算工具的發明與使用階段，都會影響甚至決定這個時期的文化普識教育方向與趨勢，都會約束和限制這個時期的科技創新與思維活動的能力，都會在這個時期留下屬于這個工具時代的烙痕與印記。計算思維-定義計算思維（Computational Thinking）是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算思維建立在計算過程的能力和限制之上，它是選擇合適的方式去陳述一個問題，對一個問題的相關方面建模并用最有效的辦法實現問題的求解

23、，整個過程由人和機器協同配合執行。計算方法和模型使我們敢于去處理那些原本無法由任何個人獨自完成的問題求解和系統設計。計算思維直面機器智能的不解之謎：什么人類比計算機做得好？什么計算機比人類做得好？最基本的問題是：什么是可計算的？迄今為止我們對這些問題仍是一知半解。計算思維-特征是概念化而不是程序化的。計算機科學不僅僅是計算機編程。像計算機科學家那樣去思維意味著遠不止能為計算機編程，還要求能夠在抽象的多個層次上思維；是根本而不是刻板的技能。根本技能是每一個人為了在現代社會中發揮職能所必須掌握的。刻板技能意味著機械的重復；是人而不是計算機的思維方式。計算思維是人類求解問題的一條途徑，但決非要使人類

24、像計算機那樣地思考。計算機枯燥且沉悶，人類聰穎且富有想象力。是人類賦予計算機激情。配置了計算設備，我們就能用自己的智慧去解決那些在計算機時代之前不敢嘗試的問題，實現“只有想不到，沒有做不到”的境界；計算思維-特征是數學和工程思維的互補與融合。計算機科學在本質上源自數學思維，因為像所有的科學一樣，其形式化基礎建筑于數學之上。計算機科學又從本質上源自工程思維，因為我們建造的是能夠與實際世界互動的系統，基本計算設備的限制迫使計算機科學家必須計算性地思考，不能只是數學性地思考。構建虛擬世界的自由使我們能夠設計超越物理世界的各種系統；是思想而不是人造物。不僅僅是我們生產的軟件硬件等人造物將以物理形式到處

25、呈現，并時時刻刻觸及我們的生活，更重要的是還將包含我們用以接近和求解問題、管理日常生活、與他人交流和互動的計算概念與思想；是面向所有人和所有地方。當計算思維真正融入人類的各種活動，而不再停留和表現為一種形式上的理論的時候，它就將成為一種現實。計算思維就是一個引導著計算機教育家、研究者和實踐者的前沿理念，面向所有專業，而不僅僅是計算機科學專業的學生，引導我們怎么像計算機科學家一樣去思維。計算思維-能做什么計算思維是每個人都應該具備的基本技能，不僅僅屬于計算機科學家。我們應當在培養個人解析能力的同時，不但要掌握3R（-讀Read、寫wRite、算aRithmetic） ，還要學會計算思維。 計算思維將計算機從工具到思維的發展提升到了適合于每一個人的一種普遍的認識和一類普適的技能。在一定