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1、计算机文化基础 武汉理工大学计算机学院 *1计算机文化基础_Fall 2010 前言 同学们好！现在我们开始学习计算机 文化基础这门课程。 本课程是高等院 校面向非计算机专业开设的第一层次 的计算机基础课程。掌握计算机操作 技能是这门课程的重点，课下同学们 一定要多实践、多操作，努力理解所 学的基础知识，把它作为得心应手的 工具，为将来学习其他课程打下良好 的基础。 Date2计算机文化基础_Fall 2010 计算机文化基础 掌握计算机的基本概念、基本 操作 计算机技术基础 学会编程方法、掌握一种计算 机语言 关于计算机基础课 课 程 介 绍 Date3计算机文化基础_Fall 2010 教
2、学安排 适应专业：非计算机专业 学 时：32（讲课20，机时12） 教 材：计算机文化基础教程, 马成前等编著 任课教师：钟钰 课 程 介 绍 Date4计算机文化基础_Fall 2010 教学环节 课前预习/资料收集 讲授 习题 实验（上机） 考试 课 程 介 绍 Date5计算机文化基础_Fall 2010 上机安排 地点：新校区中心机房 时间：待定 上机内容：共12学时，随教学进度进行 配套的实验（每次上机完成后提交） 要求: 所有实验作业必须独立完成 上机考勤2次缺席，按不及格处理 发现上机时间玩游戏等，按缺席一次处 理 课 程 介 绍 Date6计算机文化基础_Fall 2010 实
3、验安排 实验一2机时熟悉计算机 实验二2机时Windows操作 实验三2机时Word的使用（1） 实验四2机时Word的使用（2） 实验五2机时Excel的使用 实验六2机时其他应用软件的使用 课 程 介 绍 Date7计算机文化基础_Fall 2010 课程要求 课前请做好预习 保持课堂安静，头脑清醒，思维活跃 认真、独立、按时完成并提交上机作 业 重视上机实践，有效利用宝贵的上机 时间 课 程 介 绍 Date8计算机文化基础_Fall 2010 课程评估方法 作业10% 上机实验30% 期末考试60% 课 程 介 绍 Date9计算机文化基础_Fall 2010 Lecture 1 计算
4、机基础知识 计算机技术研究所 钟 钰 caddilester *10计算机文化基础_Fall 2010 内容提要 概述 计算机的组成 了解个人计算机 键盘的使用方法 Date11计算机文化基础_Fall 2010 人类追求的计算工具 1642 Blaise Pascal 加法器加法器 Charles BabbageCharles Babbage 1822 差分机 1834 分析机 MARK IMARK IENIACENIAC 电子计算机时代 计算机发展史 Date 12 计算机文化基础_Fall 2010 第一台电子计算机（ENIAC） 5000次加法/秒 体重28吨 占地170m2 1880
5、0只电子管 1500个继电器 功率150KW 计算机发展史 Date 13 计算机文化基础_Fall 2010 电子恐龙的缩骨法晶体管 ENIACENIAC 划时代的实验装置划时代的实验装置 晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。 电子管的缺点： 体积大； 耗能高、散热量大。 晶体管的优点： 体积小； 耗能低； 性能稳定。 计算机发展史 Date 14 计算机文化基础_Fall 2010 晶 体 管 数 目 4004奔腾2 750,0,000 2,300 将电脑浓缩在一颗芯片上 10微米芯片 计算机发展史 Sandy Bridge 4核 32nm 0.18微米芯片 Date 15 计算机文化
6、基础_Fall 2010 晶 体 管 数 单 位 时 间 执 行 的 指 令 数 百万条/每秒 每18个月芯片能力增长一倍。 计算机第一定律摩尔定律 计算机发展史 Date 16 计算机文化基础_Fall 2010 新摩尔定律 集成电路技术发展速度已大大超 过 “摩尔定律” “新摩尔定律”，全球Internet流 量每6个月翻一番 Intel专家认为硅片技术10年后将 走到尽头 计算机发展史 Date 17 计算机文化基础_Fall 2010 第一代 （19461956） 电子管 5千4万（次/秒） 第二代 （19571964） 晶体管 几十万百万（次/秒） 第三代 （19651970） 集成
7、电路 百万几百万（次/秒） 第四代 （197190年代） 集成电路 几百万几亿（次/秒） 计算机发展的几个阶段 计算机发展史 Date 18 计算机文化基础_Fall 2010 计算机世界中的中国 1952年在清华大学成立中国第一个计算机三人研究小组 组长 闵大可电机系教授 1954年小组经扩充和调整，并入中科院近代物理研究所 负责人 钱三强 1958年完成第一台电子计算机103 1959年完成大型电子计算机104 1959年中国自行研究的107计算机问世 1965年中国开始研制第三代计算机（集成电路） 1977年研制成功中国第一台微机DJS050 计算机发展史计算机发展史 Date 19 计
8、算机文化基础_Fall 2010 计算机世界中的日本 辉煌： 打败Intel的芯片巨人，迫使Intel 于1985年另辟 战场（微处理器） 笔记本电脑的领军人物 失误： 第五代计算机（智能计算机）的开发者 高清晰度模拟电视 计算机发展史计算机发展史 Date 20 计算机文化基础_Fall 2010 计算机世界中的印度 硅谷硅谷 慧谷慧谷 世界软件产业王国世界软件产业王国 1985年，印度软件业产值为10001000万万美元 1994年，印度软件业产值为1010亿亿美元 2000年，印度软件业产值为6060亿亿美元 在软件出口规模和质量与总产值的比例上， 印度居世界第一。 计算机发展史计算机发
9、展史 Date 21 计算机文化基础_Fall 2010 以超大规模集成电路为基础，向巨型化、 微型化、网络化与智能化的方向发展。 三合一：三网合一（电信网、计算机网、广播电视网） 三线合一（数据线、声频线、视频线） 三机合一（电脑、电视、电话） 未来的计算机：智能计算机、生物计算机、光子计算机 计算机发展趋势 当今计算机技术发展方向： Date 22 计算机文化基础_Fall 2010 Altair 8800 计算机发展微型化 计算机不再是单一的计算机器，而是一种 信息机器，一种个人的信息机器。 计算机发展趋势 Date 23 计算机文化基础_Fall 2010 CRAY- 计算机发展巨型化
10、 运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机超级计算机 1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I” 超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、 石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计 算的高科技领域。 中国超级计算机： 国防科技大学研制的 “银河1号”、 “银河2号”和“银河3号” 国家职能计算机中心推出的 “曙光1000”和“曙光200I” 银河 计算机发展趋势 Date 24 计算机文化基础_Fall 2010 计算机发展网络化 计算机网络：计算机网络： 计算机技术与通信技术结合 的产物。 计算机网络的发展动力：计算机网络的发展动力： 使用远程资源，共享程序、 数据和信息资源，网络用户
11、 的通讯和合作。 计算机发展趋势 Date 25 计算机文化基础_Fall 2010 计算机发展智能化 “总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的 没有灵魂的机械来”。 笛卡尔（1637） 人类第一个“工业机器人”： 一头在纺织机上挑纱的“驴”（1742年） 第一代机器人 机械手（1962年出现） 第二代机器人 具有“感觉”的机器人 第三代机器人 装有启发式计算机的“智能机器人” DeepblueDeepblue Garry Kasparov Garry Kasparov 计算机发展趋势 Date 26 计算机文化基础_Fall 2010 微型计算机分类 n按用途分类 通用计算机 专用计算机 n
12、按一次处理的数据量分类 8位机、16位机、32位机、64位机 巨型机 大型机 工作站 小型机 微型机(M C/P C) 计算机的分类 Date 27 计算机文化基础_Fall 2010 基本特点 (1) 运算速度快 (2) 计算精确度高 (3) 存储容量大 (4) 逻辑判断能力强 (5) 自动化程度高 计算机的应用 Date 28 计算机文化基础_Fall 2010 应用领域 n科学计算 n数据处理现代化管理 n过程控制 n计算机辅助 CAD/CAM/CAI/CAT n人工智能AI n计算机模拟仿真 nInternet应用 计算机的应用 Date 29 计算机文化基础_Fall 2010 计算
13、机系统的两大部分: 软件和硬件 硬件（硬件（HardwareHardware）: : 硬件 Date 30 计算机文化基础_Fall 2010 冯诺依曼计算机 存储器 运算器 输出设备 控制器 输入设备 硬件 Date 31 计算机文化基础_Fall 2010 构成计算机的物理设备。从功能角度而言， 一个完整的硬件系统，必须包含五大功能部件： 运算器运算器 、控制器、控制器：通常集成在一块半导体 集成电路芯片内，称为CPU。 存储器存储器：内存（RAM 、ROM、Cashe 等) 、外存（软盘、硬盘、光盘等）。 输入设备：（键盘、鼠标、扫描仪等） 输出设备：（显示器、打印机等） 硬件 Date
14、 32 计算机文化基础_Fall 2010 CPU 功能： 读取指令、解释指令、读取数据、处 理数据、保存数据。 ALU对数据进行算术逻辑运算 CU 对ALU及计算机的所有部件进 行控制，完成取指和执行指令等各种操作 。 主要性能参数：主频 硬件 Date 33 计算机文化基础_Fall 2010 内存 功能： 程序执行期间，用于存放程序和数据。由 半导体存储单元组成 n 主存储器和高速缓存组成 n CPU可直接访问 n ROM和RAM前者只取不存，后者可 存可取 n 内存扩展，扩展槽 硬件 Date 34 计算机文化基础_Fall 2010 1、只读存储器ROM（Read Only Memo
15、ry） n特点：只读，掉电不丢失 n发展有PROM，EPROM，EEPROM n其内容是由制造厂家，用特殊方法一 次性写入的,用于一些启动信息和固化的程 序。 硬件 Date 35 计算机文化基础_Fall 2010 2、随机存储器RAM（Random Access Memory） 1)特点：可读写，掉电丢失 2)存放用户程序和数据或临时调用的系统程序 3)分为：SRAM静态(无需刷新电路)和DRAM 动态（常规、扩展、扩充内存） 4)发展有DDR SDRAM 5)SRAM比DRAM速度快23倍，价格贵，容 量少 6)存取方式：随机 硬件 Date 36 计算机文化基础_Fall 2010 3
16、、Cache 在CPU和内存之间设置一种高速缓冲 存储器，以弥补内存的运行速度与CPU之间的差距。 n一般用SRAM n运算速度高于内存低于CPU n分L1,L2 Cache n只提高读读写速度， 不改变变内存容量 RAM L2 CPUL1 硬件 一级缓存（一级缓存（L1 CacheL1 Cache） 容量：几容量：几KBKB几十几十KBKB 二级缓存（二级缓存（L2 CacheL2 Cache） 容量：容量：128KB1MB128KB1MB 虚拟内存 Date 37 计算机文化基础_Fall 2010 一般使用SRAM芯片组成 n 存储容量 含义：指存储器所包含的存储单元的总数 单位：MB（1MB220字节）或GB（1GB 230字节） 每个存储单元（一个字节）都有一个地址，CPU 按地址对存储器进行访问 n 存取时间 含义：存储器地址被选定后，存储器读出数据并 送到C
