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1、主讲：张鹏（宁夏大学数计学院） 计算机导论课程内容与目标v教学内容 计算机科学所涉及的各领域基本概念及应用v教学目标 使计算机专业的学生刚进入大学就能全面了解计算机 领域的专业知识、最新发展及应用。通过本课程的学 习，使学生对今后要学习的主要知识、专业方向有一 个基本了解，为后续课程构建一个基本知识框架，为 以后学习和掌握专业知识，进行科学研究奠定基础。本课程的授课方式和成绩评定方法v 授课方式：讲解 + 上机实践 （1 ：1）v 成绩评定方法：参考书列表参考书v计算机科学导论（第2版），【美国】Firouz Mosharraf著，刘艺译，机械工业 出版社，2009v计算机科学概论（第10版）
2、，【美】J.Glenn Brookshear 著，刘艺等译，人民邮电出版社，2009v计算机导论（第3版），王玉龙等，电子工业出 版社， 2009v计算机科学导论-思想与方法，董荣胜，高等教育出版社，2007v浪潮之巅，吴军，人民邮电出版社，2013网站：v哈佛大学公开课：计算机科学导论http:/ vhttp:/ vhttp:/计算机导论知识结构一.计算机及其学科发展绪论、计算机文化二.计算机硬件计算机数据、计算机系统、计算机网络三.计算机软件计算机程序设计语言、计算机操作系统、软件工程四.计算机数据组织算法与数据结构、数据库系统五.计算机高级论题嵌入式系统、人工智能、计算机安全、计算机职业
3、和道 德规范调查：您对计算机知识知道多少？v问题一：计算机专业包括哪写内容？v问题二：中国计算机的现状是什么？v问题三：计算机数据是怎么表示、存储、 运算的？v问题四：计算机系统组成是什么？v问题五：网络是怎么组建的？v问题六：计算机有哪些语言？v问题七：操作系统作用是什么？调查：您对计算机知识知道多少？v问题八：软件是怎么开发出来的？v问题九：宁大学生一年吃饭要多少钱？v问题十：怎么存储学生成绩？v问题十一：IPHONE5是怎么实现的？v问题十二：机器人是怎么实现的？v问题十三：计算机为什么不安全？v问题十四：计算机专业学生毕业能从事哪 些工作？概述1.计算机技术是信息化的核心技术 信息化建
4、设需要大量人才 2.计算机专业是全国规模最大的专业 专业点最多：2005年771个学生数最多：2005年44万（675人/点）3.计算机专业是情况最复杂的专业 学科涵盖面/应用面宽、应用层次跨度大办学条件差异大、条件偏下的较多学生跨度最大概述4.学科内涵变化很快、变化很大20年前应该知道10年前应该知道C+程序设计、Java程序设计及应用、.Net技术 、Web 软件技术、计算方法、高级程序设计语 言原理、生物 信息学、算法设计与分析、计算机图象处理、电子商 务、数据仓库与数据挖掘、高性能计算导论、人工智 能及应用、信息安全技术、软件需求分析与建模、服 务科学与技术导论 、多媒体技术、软件知识
5、产权概述5.计算机应用深入、广泛WWW的出现，将“计算机”泛化、平民化了 “会计算机”已经不再是计算机专业学生独有的 优势 基本的优势正在失去计算机专业的一种危机：学生专业自豪感下降 ，高考录取分数在校内相对排名下降 计算机专业如何生存：“计算机专业还有几分 天下？” 、“什么叫我是搞计算机的？”计算机发展史v早期的计算工具 算筹：以纵横两种排列方式来表示单位数目的， 其中1-5均分别以纵横方式排列相应数目的算 筹来表示，6-9则以上面的算筹再加下面相应 的算筹来表示。表示多位数时，个位用纵式， 十位用横式，百位用纵式，千位用横式，以此 类推，遇零则置空1998数字纵式横式计算机发展史算盘：通
6、过手动完成从低位到高位的数字传送，数 字由算珠的数量表示，数位则由算珠的位置来确定计算机发展史v机械式计算机：借助于各种机械装置自动传送十进 位，而机械装置的动力来自计算人员的手1642年法国人帕斯卡（B.Pascal） 基于齿轮技术制造 了一台能够进行加法和减法运算的计算器。为了纪 念帕斯卡，语言大师沃斯（N.Wirth）把他设计的一 种高级程序设计语言取名为Pascal计算机发展史v1673年, Gottfried Leibniz 制造了一部踏式圆 柱形转轮的计数机“Stepped Reckoner”，可以 把重复的数字相乘，并自动地加入加数器里。 v1694年,德国数学家，Gottfri
7、ed Leibniz ，把巴 斯卡的Pascalene 改良. 1666年，英国Samuel Morland发明了一部可以计算加数及减数的机 械计数机。 v1773年, Philipp-Matthaus 制造及卖出了少量 精确至12位的计算机器。 v1775年,The third Earl of Stanhope 发明了一 部与Leibniz相似的乘法计算器。 v1786年,J.H.Mueller 设计了一部差分机，可惜 没有拨款去制造。计算机发展史 1670年德国莱布尼兹制造出能进行加减乘除的演算机 1822年英国巴贝奇设计了差分机（计算平方表和 函数数值表），1834年他又提出分析机的设想
8、。提 出用程序控制计算思想的第一人计算机发展史v1893年,第一部四功能计算器被发明。 v1901年,打孔键出现，之后的半个世纪只有很 少的改变。 v1904年,John A.Fleming 取得真空二极管的专 利权，为无线电通讯建立基础。 v1911年,Hollerith 的表机公司与其它两间公司 合并，组成 Computer Tabulating Recording Company (C-T-R)，制表及录制公司。但在 1924年，改名为International Business Machine Corporation (IBM)。 v1911年,荷兰物理学家 Kamerlingh On
9、nes 在 Leiden Unversity 发现超导电。 计算机发展史 机电式计算机：使用电力做动力，但计算机构本身 还是机械的 1888年美国霍勒瑞斯制造第一台机电式计算机 （制表机），用于人口普查卡片分类统计计算机发展史 1938年德国朱斯制造了第一台采用二进制数的全 自动可编程机电式计算机 1944年美国霍华德艾肯提出、IBM 公司生产的自 动序列控制演算器（Mark I）正式在哈佛大学投入 运行计算机发展史v1946年2月，美国宾夕法尼亚大学工程师埃克特 和物理学家莫奇利为首的数十人共同开发了世 界上第一台通用电子数字计算机埃尼阿克 （ ENIAC）（The Electronic N
10、umerical Integrator and Computer，电子数值积分计算机）被公认为第一台使用 电子线路来执行算术 、逻辑运算和信息存 储的真正工作的计算 机器。奠定了电子计 算机的发展基础，开 辟了计算机科学技术 的新纪元第一台电子计算机 ENIAC 计算机发展史【小插曲】1919年生于天津的朱传榘，1939年赴美留学， 1946年在美国宾夕法尼亚大学与其他5人共同发明了世界 上第一台计算机ENIAC，获得电子和电气工程师协会（ IEEE）的“计算机先驱奖”（IEEE Computer Pioneer Award）。中国科学院荣誉院士、中国工程学会高级教授、 上海交通大学校委会委员
11、、荣誉教授以及南开大学、山东 大学等校荣誉教授。2011年6月6日，著名美籍华裔科学家 朱传榘因病在美国逝世计算机发展史 ENIAC的主要任务是分析炮弹轨迹 当ENIAC公开展出时，一条炮弹的轨道用20s就能 算出来，比炮弹本身的飞行速度还快计算机发展史1946年6月美籍匈牙利数学家冯诺依曼等提 出关于电子计算装置逻辑结构设计的研究 报告。电子计算机应该是：以二进制为运算基础；采用存储程序方式工作。并进一步明确其 结构应由五个部分组成：运算器、控制器 、存储器、输入装置和输出装置。至今绝大部分的计算机还是采用存储程序 式计算机的组织结构思想及实现方法第一台晶体管计算机 TRADIC 1948年
12、发明的晶体管改变了计算机的建造方式IBM360计算机发展史 1967年，由于大量的编程语言得到应用，IBM公司决定 该公司的计算机系统成为“非捆绑式”。即以前，用户需 要购买计算机及其系统上运行的各种语言的翻译程序， 而现在可只购买需要的翻译程序。由此形成了语言翻译 程序的竞争，开创了软件产业第一枚微处理器40041968年8月，摩尔（G. Moore）、诺伊斯（R. Noyce）和 肖克利（W. Shockley）共同创立了Intel公司。1971年 1月 ，INTEL的特德.霍夫研制成功了第一枚能够实际工作的微 处理器4004，该处理器在面积约12平方毫米的芯片上集成 了2250个晶体管，
13、运算能力足以超过ENICA。Intel于同年 11月15日正式对外公布了这款处理器第一台微机1975年，比尔盖茨（B.Gates）在成功为牛郎星配上了 BASIC语言之后，与好友保罗.艾伦（Paul Allen）一同创办了 微软公司，并为公司制定了奋斗目标：“每一个家庭每一张桌 上都有一部微型电脑运行着微软的程序！”1976年4月1日，斯蒂夫.沃兹尼亚克（Stephen Wozinak）和斯蒂夫.乔布斯（Stephen Jobs）共同创立 了苹果公司，并推出了自己的第一款计算机：Apple1981年 8月12日，经过 了一年的艰苦开 发，由后来被 IBM内部尊称 为PC机之父的 唐埃斯特奇领
14、导的开发团队完 成了IBM个人 电脑的研发， IBM宣布了 IBM PC的诞生 ，由此掀开了改 变世界历史的一 页。计算机的发展阶段1.第一代计算机（1946年1958年）逻辑器件使用电子管用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备用磁鼓或磁带作为外存储器要计算一个新的题目，就得将线路另外重新 搭接一次，把成千上万的线重新焊一下。在1949出现了可以存储程序的计算机。这些 计算机使用机器语言编程，可存储信息和自 动处理信息。人类存储和处理信息的方法开 始发生革命性的变化。2.第二代计算机（1959年1964年） 使用晶体管代替了电子管；内存储器采用 了磁芯体；引入了变址寄存器和浮点运算 硬件；利用I
15、/O处理机提高了输入输出能 力 在软件方面配置了子程序库和批处理管理 程序，并且推出了Fortran、COBOL、 ALGOL等高级程序设计语言及相应的编 译程序3.第三代计算机（1965年1970年） 用小规模或中规模集成电路；用半导体存 储器代替磁芯存储器；使用微程序设计技 术简化处理机的结构 在软件方面则广泛地引入多道程序、并行 处理、虚拟存储系统和功能完备的操作系 统，同时还提供了大量的面向用户的应用 程序4.第四代计算机（1971年现在） 使用了大规模集成电路和超大规模集成电 路 完善的系统软件、丰富的系统开发工具和 商品化的应用程序的大量涌现，以及通信 技术和计算机网络的飞速发展，使得计算 机进入了一个大发展的阶段5.第五代计算机（新一代计算机）计算机的发展趋势v1.巨型化 社会在不断发展，人类对自然世界的认识活动 也越来越多，很多情况要求计算机对数据进量 的运算，如，数学命题的证明、行星轨迹的计 算以及航天飞机、宇宙飞船的设计等等。这些 应用对计算机速度的要求也越来越高 “巨型化”在这里并不是通常意义上的大小，主 要是指机器的性能运算速度等计算机的发展趋势v2.微型化 一方面，随着计算机的应用日益广泛，在一些特定 场合，需要很小的计算机（如航天飞
