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1、大学计算机基础(Windows7+Office2010),本章介绍 计算机的发展 计算机中的数与信息编码 多媒体技术简介 计算机病毒及其防治等内容,第1章 计算机基础知识,计算机（Computer）是电子计算机的简称，它是一种按照事先储存的程序，自动、高速、精确地对数据进行输入、处理、输出和存储的电子设备。 1.1.1 电子计算机的初期发展史 本节简单介绍19361946年期间，电子计算机发展初期的历史。 1图灵机 英国数学家艾兰图灵（Alan Turing）1937年发表著名的论应用于解决问题的可计算数字论文。,1.1 计算机的初期发展史和时代划分,阿兰麦席森图灵 英国曼彻斯特市的图灵坐在公
2、园长椅上，手里拿着他每晚临睡前惯常吃的苹果 http:/zh.wikipedia.org/wiki/%E8%89%BE%E4%BC%A6%C2%B7%E5%9B%BE%E7%81%B5 http:/ http:/zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%BE%E7%81%B5%E5%A5%96,2世界上第一台电子计算机Atanasoff-Berry Computer，简称ABC,在维基百科（wikipedia.org）上要输入“John Vincent Atanasoff”或“AtanasoffBerry Computer”就可以找到“约翰文森特阿塔纳索夫”教授的生平和“阿塔纳
3、索夫-贝瑞计算机（Atanasoff-Berry Computer）”的发明过程。,http:/zh.wikipedia.org/wiki/%E9%98%BF%E5%A1%94%E7%BA%B3%E7%B4%A2%E5%A4%AB-%E8%B4%9D%E7%91%9E%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA http:/en.wikipedia.org/wiki/Atanasoff_Berry_Computer 在美国爱荷华州立大学的网站上有更详细的介绍（http:/jva.cs.iastate.edu/）,3英国的Collossus计算机 英国布莱切利园目前展有巨人计算机的重建
4、机,http:/en.wikipedia.org/wiki/Colossus_computer http:/ 当年运行中的ENIAC,4世界上第一台通用电子计算机ENIAC ENIAC是世界上第一台通用电子计算机，它是图灵完全的电子计算机，能够重新编程，解决各种计算问题。ENIAC是按照十进制，而不是按照二进制来计算。如图1-3所示。ENIAC不是冯诺依曼结构的。,http:/zh.wikipedia.org/wiki/ENIAC,5世界上第一台冯诺依曼结构的计算机EDVAC 与它的前任ENIAC不同，EDVAC采用二进制，是一台冯诺依曼结构的计算机。,http:/zh.wikipedia.o
5、rg/wiki/EDVAC,6冯诺依曼体系结构（Von Neumann Architecture） 冯诺伊曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照顺序执行程序。如图1-4所示，冯诺伊曼定义了计算机的三大组成部件： I/O设备：负责数据和程序的输入、输出。 存储器：存储程序和数据。 处理器：分成运算器和控制器，运算器负责数据的加工处理，控制器控制程序的逻辑。,图1-4 冯诺伊曼体系结构,http:/ http:/ 电子计算机的时代划分 现代电子计算机的发展，主要是根据其所采用的电子器件的发展而划分，在60多年的发展过程中，一般分成四个阶段，通常称为四代。每代之间不是截然分开的，
6、在时间上有重叠。 1第一代电子管计算机时代（19461957年） 如图1-5所示是IBM在1954年推出的产品IBM704型电子计算机。,图1-5 IBM704型电子计算机,2第二代晶体管计算机时代（19581970年） 1959年，IBM公司生产出全部晶体管化的电子计算机IBM7090，如图1-6所示。IBM7000系列计算机是这一代计算机的主流产品。,图1-6 IBM7090型电子计算机,3第三代中、小规模集成电路计算机时代（19631970年） 1965年4月问世的IBM360系列是最早采用集成电路的通用计算机，也是影响最大的第三代计算机，是这一代的代表产品，如图1-7所示。,图1-7
7、IBM360型电子计算机,4第四代大规模和超大规模集成电路计算机时代（1971现在） 第四代计算机的基本元件是大规模集成电路或超大规模集成电路，集成度很高的半导体存储器替代了磁芯存储器。 20世纪70年代，微型计算机问世，电子计算机开始进入普通人的生活。微型计算机是第四代计算机的产物。,1.1.3 计算机的分类 1计算机的分类方法 （1）按计算机处理数据的类型分类 数字计算机 模拟计算机 数字模拟混合计算机。 （2）按计算机的用途分类 专用计算机 通用计算机,2通用数字计算机的分类 （1）巨型机 巨型机也称超级计算机（Super Computer），是计算机家族中运行速度最快、存储容量最大、功
8、能最强、体积最大的一类，主要应用于主要用于核武器、空间技术、大范围天气预报、石油勘探等领域。 2012年10月，Titan超级计算机的外观，如图1-8所示。,图1-8 Titan(泰坦)超级计算机,2010年10月，中国研制的第一台千万亿次超级计算机“天河一号”的外观，如图1-9所示。,图1-9 “天河一号”超级计算机,全球超级计算机500强排行榜榜单2013年11月21日 http:/ 全球超级计算机500强排行 天河二号拔得头筹 http:/ 包括过去所说的大型机和中型机，具有大型、通用、内外存储容量大、多类型I/O通道、支持批处理和分时处理等多种工作方式，近年来新型机采用了多处理、并行处
9、理等技术，具有很强的管理和处理数据的能力。 （3）微型机(Microcomputer) 微型机又称个人计算机（Personal Computer），简称PC，主要指办公和家庭的台式微型计算机和笔记本计算机。 （4）工作站（Workstation） 工作站包括工程工作站、图形工作站等，是一种主要面向特殊专业领域的高档微型机。例如，图像处理、计算机辅助设计（CAD）和网络服务器等方面的应用。 （5）服务器（Server） 服务器一词很恰当地描述了计算机在应用中角色，而不是刻画计算机的档次。服务器作为网络的节点，存储、处理网络上的数据。服务器具有功能强大的处理能力、容量很大的存储器、以及快速的输入输
10、出通道和联网能力。,1.1.4 计算机的特点和应用 1计算机的特点 （1）高速、精确的运算能力 （2）准确的逻辑判断能力 （3）强大的存储能力 （4）自动功能 （5）网络与通信功能 2计算机的应用 （1）科学计算 （2）数据和信息处理 （3）过程控制 （4）计算机辅助 （5）网络通信 （6）人工智能 （7）多媒体应用 （8）嵌入式系统,1.1.5 计算机的发展趋势 1巨型化 巨型化是指发展高速、大储量和强功能的超大型计算机。这既是诸如天文、气象、原子、核反应等尖端科学以及进一步探索新兴科学，诸如宇宙工程、生物工程的需要，也是为了能让计算机具有人脑学习、推理的复杂功能。 2微型化 因大规模、超大
11、规模集成电路的出现，计算机微型化迅速。因为微型机可渗透至诸如仪表、家用电器、导弹弹头等中、小型机无法进入的领域，所以20世纪80年代以来发展异常迅速，可以预见其性能指标将进一步提高，而价格则逐渐下降。 3多媒体化 多媒体是“以数字技术为核心的图像、声音与计算机、通信等融为一体的信息环境”的总称。多媒体技术的目标是：无论在何时何地，只需要简单的设备就能自由地以交互和对话的方式交流信息。,4网络化 计算机网络是计算机技术发展中崛起的又一重要分支，是现代通信技术与计算机技术结合的产物。从单机走向联网，是计算机应用发展的必然结果。 5智能化 智能化是让计算机模拟人的感觉、行为、思维过程的机理，从而使计
12、算机具备和人一样的思维和行为能力，形成智能型和超智能型的计算机。,1.2.1 计算机中的数制 数制，也称计数制或计数法，是指用一组基本符号（即数码）和一定的使用规则表示数的方法，它以累计和进位的方式进行计数，实现了以很少的符号表示大范围数字的目的。,1.2 计算机中的数与信息编码,日常生活的数制,1十进制数（Decimal） 十进制数用0，1，2，9十个数码表示，并按“逢十进一”、“借一当十”的规则计数。 例如，十进制数“12345.67”按位权展开式为： (12345.67)10=11042103310241015100610-1710-2 为了把不同进制的数区分开，将十进制数表示为(N)1
13、0，有时也在数字后加上“D”或“d”来表示十进制数，如(123)10=123D=123d。,2二进制数（Binary） 二进制数用0，1两个数码表示，二进制数的运算很简单，遵循“逢二进一”、“借一当二”的规则。 例如，二进制数“1010.101”按位权展开式为： (1010.101)2=12302212102012-102-212-3 二进制数常用(N)2来表示，有时也在二进制数后加上“B”或“b”来表示二进制数，例如(11001)2=11001B=11001b。,3八进制数（Octal） 在八进制数用符号0、1、2、3、4、5、6、7表示。计数时“逢八进一”，基数为8。 例如，八进制数“54
14、3.21”按位权展开式为： (543.21)8=58248138028-118-2 二进制数常用(N)8来表示，也可以在数字后加上“O”或“o”来表示，例如(456)8=456O=456o。,4十六进制数（Hexadecimal） 十六进制数用0，1，2，9，A，B，C，D，E，F十六个数码表示，A表示10，B表示11，F表示15。基数是16。十六进制数的运算，遵循“逢十六进一”、“借一当十六”的规则。 例如“1CB.D8”按位权展开式为： (1CB.D8)16=1162+12161+11160+1316-1+816-2 十六进制数常用(N)16来表示，也可以在数字后加上“H”或“h”来表示，例如(4FD)16=4FDH=4FDh。,5常用数制的基数对照表 常用的十进制、二进制、八进制、十六进制数的基数对照表，见表1-1。 表1-1 十进制、二进制、八进制、十六进制数的基数对照表,1.2.2 二进制数的算术运算和逻辑运算 1二进制数的算术运算 二进制数的算术运算包括：加、减、乘、除运算，它们的运算规则如下：,2二进制的逻辑运算 （1）逻辑与 当两个条件同为真时，结果才为真。与运算的规则如下： 00=0 01=0 10=0
