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1、计算机实用基础 Fundamentals of Computer Application,2012/2013学年春季版 计算机科学与技术学院 华栋,课程要求,课程性质：公共课 学时安排：20 6 + 6 考核： 实验30%，由计算机学院实验中心实施和考核 笔试70%，全校统考,2,指定教材,计算机实用教程，郑宏珍等编著，哈尔滨工业大学出版社,3,计算机实用基础,第一章 概论 计算机的历史 我国计算机的发展历程* 计算机的现状 计算机的应用,计算机的历史,人类追求的计算工具 (1)：机械式计算工具,5,公元前770年左右，我们的祖先发明算筹。公元八世纪，又发明了算盘。,1642年，法国数学家和物
2、理学家帕斯卡发明了第一台机械式加法器，它解决了自动进位这一关键问题。,计算机的历史,人类追求的计算工具 (1) ：机械式计算工具,6,1674年，德国数学家和哲学家莱布尼兹设计完成了乘法自动计算机。 莱布尼兹不仅发明了手动的可进行完整四则运算的通用计算机， 还提出了“可以用机械替代人进行繁琐重复的计算工作”这一重要思想。,计算机的历史,人类追求的计算工具 (1) ：机械式计算工具,7,1822年，英国数学家巴贝奇设计并实现了一台差分机，利用机器代替人来编制数表。 1834年他又完成了分析机的设计方案，在差分机的基础上做了较大的改进，不仅可以作数字运算，还可以作逻辑运算。分析机的设计思想已具有现
3、代计算机的概念，但因当时的技术水准是不可能制造完成的。,计算机的历史,人类追求的计算工具 (2) ：机电式计算机,8,1938年，德国科学家朱斯成功制造了第一台二进制Z-1型计算机，此后又研制了Z系列计算机。 其中，Z-3型计算机是世界第一台通用程序控制机电式计算机，它不仅全部采用继电器，同时采用了浮点记数法、带数字存储地址的指令形式等,计算机的历史,人类追求的计算工具 (2) ：机电式计算机,9,1944年，美国麻省理工学院科学家艾肯研制成功了一台机电式计算机，它被命名为自动顺序控制计算器MARK-。 1947年，艾肯又研制出运算速度更快的机电式计算机MARK-。 1949年由于当时电子管技
4、术已取得重大进步，于是艾肯研制出采用电子管的计算机MARK-。,计算机的历史,人类追求的计算工具 (3) ：电子计算机,10,世界上第一台电子计算机诞生于1946年2月，它是美国宾夕法尼亚大学物理学家莫克利（J.Mauchly）和工程师埃克特（J.P.Eckert）等人共同开发的电子数值积分器和计算器（Electronic Numerical Integrator And Calculator），简称ENIAC。,计算机的历史,第一台电子计算机（ENIAC 1946）,11,占地面积：167平方米 体重：27吨 电子管个数： 17468只 功率：150千瓦 运算速度：每秒5000次加法； 38
5、5次乘法； 40次除法； 3次开平方运算,计算机的历史,电子计算机的分代 第一代：电子管计算机（1945-1956）,12,缺点： 体积大 功耗大 稳定性差,计算机的历史,电子计算机的分代 第二代：晶体管计算机半导体计算机的开山之作 （1956-1963）,13,优点： 体积小 功耗低 稳定性好,第一只晶体管,现代晶体管,现代晶体管,现代晶体管,计算机的历史,电子计算机的分代 第三代：集成电路计算机（1963-1971）,14,优点： 体积进一步缩小 功耗进一步降低 稳定性进一步提高,计算机的历史,电子计算机的分代 第四代：（超）大规模集成电路计算机（1971至今） 摩尔定律：在价格不变的情况
6、下，集成电路芯片上所集成的 元件数目，每18个月翻一番，性能增加一倍。,15,晶 体 管 数,晶 体 管 数,计算机的历史,16,计算机的历史,计算机的核心部件CPU的发展,17,1971年英特尔制造出第一个微处理器 4004,1978年，8086处理器诞生了, 标志着x86王朝的开始。从8086开始，才有了目前应用最广泛的PC行业基础。,1982年后，英特尔陆续发布了80286、80386、80486处理器，以及Pentium系列处理器,计算机的历史,计算机的核心部件CPU的发展,18,2006年，英特尔公司结束使用长达13年之久的“奔腾”处理器,转而推出全新品牌“酷睿”（Core）,包括C
7、ore 2 Duo和Core 2 Quad，以及最新的Core i7, Core i5, Core i3。,计算机的历史,中国计算机的发展 华罗庚是我国计算技术奠基人和最主要的开拓者之一 1952在中国科学院数学所内建立了中国第一个电子计算机科研小组 第一代电子管计算机研制(1958-1964年) 从1957年开始研制通用数字电子计算机，1958年8月1日该机可以表演短程序运行，标志着我国第一台电子计算机诞生。 即103型计算机(即DJS-1型)，共生产38台,19,我国计算机的发展历程,第一代电子管计算机研制(1958-1964年),20,103机,104机, 1959年国庆节前完成,我国计
8、算机的发展历程,第一代电子管计算机研制(1958-1964年),21,107机, 1960年4月完成,119机, 1964年完成，浮点运算速度5万次/秒,我国计算机的发展历程,第二代晶体管计算机研制(1965-1972年),22,109机,我国计算机的发展历程,第三代基于中小规模集成电路的计算机研制(1973-80年代初),23,757机, 1983年中国科学院计算所完成，计算速度达到每秒1000万次,银河-I亿次巨型计算机, 1983年国防科技大学完成,我国计算机的发展历程,第四代基于超大规模集成电路的计算机研制(80年代中期至今) 1992年国防科大研究成功银河-II通用并行巨型机，峰值速
9、度达每秒4亿次浮点运算(相当于每秒10亿次基本运算操作) 国家智能计算机研究开发中心于1993年研制成功曙光一号全对称共享存储多处理机。 1995年，国家智能机中心又推出了国内第一台具有大规模并行处理机(MPP)结构的并行机曙光1000(含36个处理机)，峰值速度每秒25亿次浮点运算，实际运算速度上了每秒10亿次浮点运算这一高性能台阶。 1997年国防科大研制成功银河-III百亿次并行巨型计算机系统，峰值性能为每秒130亿次浮点运算，系统综合技术达到90年代中期国际先进水平。,24,我国计算机的发展历程,第四代基于超大规模集成电路的计算机研制(80年代中期至今) 国家智能计算机研究开发中心于2
10、004年上半年推出每秒浮点运算速度1万亿次的曙光4000超级服务器 曙光5000A，运算速度达到180.6TFlops，即每秒180.6万亿次浮点运算,25,我国计算机的发展历程,哈工大在中国计算机发展历程中的巨大贡献 哈工大计算机专业创建于1956年2月，是中国最早的计算机专业之一； 1956年开始招收新生一个班，这是全国计算机专业的第一次正式招生； 1957年，哈工大研制出中国第一台结构式模拟计算机； 1958年，哈工大研制出中国第一台数字下棋机； 90年代以来，在计算机系统结构、计算机应用技术、计算机软件等方面得到全面发展，跻身我国一流计算机学科行列。,26,计算机的现状,计算机的分类
11、微型机（microcomputer） PC的含义 工作站（workstation） 笔记本（laptop） 小型机（minicomputer） 大型机（mainframe）,27,计算机的现状,计算机的分类 超级计算机（supercomputer） 世界超级计算机500强综述 Top500网址：http:/www.top500.org/,28,计算机的现状,当今（截至2012年11月）世界最快的计算机Cray Titan（泰坦），运算速度为17.59PFlops,29,计算机的现状,当今（截至2012年11月）我国最快的计算机 天河一号，运算速度为2.566PFlops,30,计算机的现状,我
12、国首台全部采用国产CPU构建的超级计算机 神威蓝光，运算速度为0.796PFlops。,31,计算机的现状,计算机的分类 单片机（MCU）和嵌入式系统 特殊的嵌入式系统智能手机（smartphone）,2010年6月，苹果公司推出iPhone 4 创造性地引入了视网膜屏， 新加入了前置摄像头和三轴陀螺仪， 再加上原有的多点触控、GPS等功能， 为用户带来极大的便利和上佳的体验。,32,计算机的应用,计算机应用领域,33,科学计算 办公（文档、制表、演示） 计算机辅助设计（产品、工程） 自动控制（工业生产、武器、无人驾驶） 娱乐（多媒体计算机） ,计算机的应用,计算机应用领域,34,与网络技术珠联璧合： 海量存储（数据库） 企业信息化管理（生产、库存、供应链） 电子商务（网上银行、网上购物、投资） 通信（电子邮件、实时通信、文件传输） 信息检索（知识、资讯、定位） 信息安全 ,课程内容一览,计算机实用基础课课程内容 计算机软硬件基本知识 软件系统的核心操作系统 Windows XP Word：文字处理过程编辑与排版 演示文稿的制作PowerPoint Internet应用,35,
