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1、大学计算机基础,目录,第2章 计算机系统,第3章 操作系统概论,第4章 Windows XP操作系统的使用,第5章 文字处理软件Word 2003,第6章 电子表格软件Excel 2003,第8章 多媒体技术简介,第10章 Access数据库技术基础,第7章 演示文稿软件PowerPoint 2003,第1章 计算机基础知识,第9章 计算机网络与应用,教师在讲解时，可重点介绍第3、4、5、6、7、9和10章，第1、2、8章自学。,第1章 计算机基础知识,计算机的发明创造是人类文明史的一个具有时代意义的大事，计算机的应用现今已渗透到人类应用的各个方面，由此人类和计算机息息相关。 本章向读者介绍了
2、计算机的产生、发展、特点与应用，此外在本章还将向读者介绍信息（数据）在计算机中的表示方法以及计算机的安全常识。,1.1 计算机的产生与发展趋势,计算机的发明创造是人类文明史的一个具有时代意义的大事，计算机的应用现今已渗透到人类应用的各个方面，由此人类和计算机息息相关。,1.1.1 计算机的产生,（ 1）硬件：自从人类文明形成，人类就不断地追求先进的计算工具。早在古代，人们就为了计数和计算发明了算筹、算盘、计算尺、机械计算器、差分机和分析机等，机械计算机在程序自动控制、系统结构、输入输出和存储等方面为现代计算机的产生奠定了技术基础。 （ 2）软件：1854年，英国逻辑学家、数学家乔治布尔（Geo
3、rge Boole），如图1-5所示。设计了一套符号，表示逻辑理论中的基本概念，并规定了运算法则，把形式逻辑归结成一种代数运算，从而建立了逻辑代数，应用逻辑代数可以从理论上解决具有两种电状态的电子管作为计算机的逻辑元件问题，为现代计算机采用二进制奠定了理论基础。,1936年，英国数学家图灵（Alan Turing），如图1-6所示。发表的论文论可计算数及其在判定问题的应用，给出了现代电子数字计算机的数学模型，从理论上论证了通用计算机产生的可能性。 1945年6月，美籍匈牙利数学家约翰冯诺依曼（John Von Neumann），如图1-7所示。首先提出了在计算机中“存储程序”的概念，奠定了现代
4、计算机的结构理论。 3）第一台通用电子数字计算机人诞生 1946年，世界上第一台通用电子数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）在美国的宾夕法尼亚大学研制成功。在ENIAC内部，总共安装了17468个电子管，7200个二极管，70000多个电阻器，10000多个电容器和6000个继电器，电路的焊接点多达50万个；占地面积为170平方米左右，总重量达到30吨。ENIAC的运算速度仍达到每秒钟5000次加法，可以在3/1000秒时间内做完两个10位数乘法。一条炮弹的轨迹20秒钟就能算完，比炮弹本身的飞行速度还要快。ENIA
5、C标志着电子计算机的问世，人类社会从此大步迈进了计算机时代的门槛。如图1-8所示。,说明：1973年10月19日，美国地方法院终审认为：1941年夏季，衣阿华州立学院（Iowa State College）的约翰.V.阿塔纳索夫（John.V.Atanasoff）和学生克利福特E.贝瑞（Clifford E.Berry）完成了能解线性代数方程的计算机，取名叫“ABC”（Atanasoff-Berry Computer）的计算机为第一台计算机的发明人。,图1-8 ENIAC计算机,此机器，用电容作存储器，用穿孔卡片作辅助存储器，时钟频率是60Hz，完成一次加法运算用时一秒。 ABC计算机发明之后
6、，由于衣阿华大学没有为该计算机申请专利，这就给电子计算机的发明权问题带来了旷日持久的法律纠纷。,1.1.2 计算机的发展,根据组成计算机的电子逻辑器件，将计算机的发展分成4个阶段。 （1）电子管计算机（19461957年）。其主要特点是采用电子管作为基本电子元器件，体积大、耗电量大、寿命短、可靠性低、成本高；存储器采用水银延迟线。在这个时期，没有系统软件，用机器语言和汇编语言编程，计算机只能在少数尖端领域中得到应用，一般用于科学、军事和财务等方面的计算。 （2）晶体管计算机（19581964年）。其主要特点是采用晶体管制作基本逻辑部件，体积小、重量减轻、能耗降低、成本下降，计算机的可靠性和运算
7、速度均得到提高；存储器采用磁芯和磁鼓；出现了系统软件（监控程序），提出了操作系统概念，并且出现了高级语言，如FORTRAN语言（1954年由美国人John W. Backus提出）等，其应用扩大到数据和事务处理。,1计算机的发展历程,（3）集成电路计算机（19651971年）。其主要特点是采用中、小规模集成电路制作各种逻辑部件，从而使计算机体积更小，重量更轻，耗电更省，寿命更长，成本更低，运算速度有了更大的提高。第一次采用半导体存储器作为主存，取代了原来的磁芯存储器，使存储容量的存取速度有了革命性的突破，增加了系统的处理能力，系统软件有了很大发展，并且出现了多种高级语言，如BASIC、Pasc
8、al、C语言等。 （4）大规模、超大规模集成电路计算机（1972年至今）。其主要特点是基于基本逻辑部件，采用大规模、超大规模集成电路，使计算机体积、重量、成本均大幅度降低，计算机的性能空前提高，操作系统和高级语言的功能越来越大，并且出现了微型计算机。主要应用领域有：科学计算、数据处理、过程控制，并进入以计算机网络为特征的应用时代。 大规模、超大规模集成电路计算机也称为第四代计算机，是指从1970年以后采用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）为主要电子器件制成的计算机。例如Intel Pentium Dual在核心面积只有206 mm 2 的单个芯片上，集成了大约2.3亿个晶体
9、管。,2微处理器和微型计算机的发展,第四代计算机的另一个重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机。经历了四个阶段： 第一阶段是19711973年，微处理器有4004、4040、8008。1971年Intel公司研制出MCS-4微型计算机（CPU为4040，四位机）。后来又推出以8008为核心的MCS-8型。 第二阶段是19741977年，微型计算机的发展和改进阶段。微处理器有8080、8085、M6800、Z80。初期产品有Intel公司的MCS-80型（CPU为8080，八位机）。后期有TRS-80型（CPU为Z80）和APPLE-II型（CPU为6502。
10、第三阶段是19781983年，16位微处理器有8086、8088、80186、80286、M68000、Z8000。微型计算机代表产品是IBM-PC（CPU为8086）。产品有APPLE公司的Macintosh（1984年）和IBM公司的PC/AT286（1986年）微型计算机。 第四阶段便是从1983年开始的32位微型计算机的发展阶段。微处理器80386、486。1993年以后，有Pentium 、IV、Intel Core 2 Duo（酷睿2）等。酷睿2分为2、四、六和八核。由此可见，微型计算机的性能主要取决于它的核心器件微处理器（CPU）的性能。,（5）第五代计算机（20世纪80年代将来
11、） 第五代计算机将把信息采集、存储、处理、通信和人工智能结合在一起，具有推理、联想、学习和解释能力。它的系统结构将突破传统的冯诺依曼机器的理念，实现高度的并行处理。 第五代计算机又称为人工智能计算机，具有如下功能。 处理各种信息的能力，除目前计算机能处理离散数据外，第五代计算机应对声音、文字、图像等形式的信息进行识别处理。 学习、联想、推理和解释问题的能力。 对人的自然语言的理解处理能力，用自然语言编写程序的能力。即只需把要处理或计算的问题，用自然语言写出要求和说明，计算机就能理解其意，按人的要求进行处理或计算。而不像现在这样，要使用专门的计算机算法语言把处理过程与数据描述出来。对第五代计算机
12、来说，只需告诉它要“做什么”，而不必告诉它“怎么做”。 第五代计算机的体系结构，从理论上和工艺技术上看与前四代计算机有根本的不同，必将为人类进入信息化社会，提供一种强有力的工具。,1.1.3 计算机的发展趋势,随着计算机技术的发展以及社会对计算机不同层次的需求，当前计算机正在向巨型化、微型化、网络化和智能化方向发展。,1.1.4 计算机的分类,1按结构原理分类：有数字电子计算机和模拟电子计算机。 2按用途分类：有通用计算机和专用电子计算机。,图1-10 “天河”一号千万亿次巨型计算机,3按型体和功能分类（尤其是按速度划分）： （1）巨型计算机。巨型机是技术性能最先进的通用超级计算机，其速度已达
13、到每秒数千亿次。衡量计算机运行速度的一个主要指标，是每秒百万条指令，简称MIPS。,（2）大中型计算机。大型机规模次于巨型机，有比较完善的指令和丰富的外部设备，主要用于计算机网络和大型计算中心。大型机一般用于大型企业、大专院校和科研机构。不过随着微机与网络的迅速发展，大型机正在走下坡路。我们许多计算中心的大型机正在被高档微机群取代。 （3）小型计算机。小型机可以为多个用户执行任务，通常是一个多用户系统。其结构简单、设计周期短，便于采用先进工艺，并且对运行环境要求低，易于操作和维护。小型计算机目前多为高档微机所替代。 （4）微型计算机。微型机具有体积小，价格低，功能较全，可靠性高，操作方便等突出
14、优点，现已进入社会生活的各个领域。 微型机指每秒运算速度在100亿次以下，微型机的普及程度代表了一个国家的计算机应用水平。 微型机也可按系统规模划分，分为单片机、单板机、便携式微机、个人机、微机工作站等几种类型。,1.2 计算机的特点和应用,4按字长分类 在计算机中，字长的位数是衡量计算机性能的主要指标之一。一般巨型机的字长在64位以上，微型机的字长在1664位之间，可分为8位机、16位机、32位机、64位机。 另外还可按其工作模式分为服务器和工作站。,1记忆（存储）能力强 2计算精度高与逻辑判断准确 3高速的处理能力 4能自动完成各种操作 5具有一定的智能化,1.2.1 计算机的特点,目前，
15、计算机的应用可概括为以下几个方面。 1科学计算（或称为数值计算） 目前，科学计算仍然是计算机应用的一个重要领域。如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等。由于计算机具有高运算速度和精度以及逻辑判断能力，因此出现了计算力学、计算物理、计算化学、生物控制论等新的学科。 （1）四色猜想的提出来自英国。1852年，毕业于伦敦大学的弗朗西斯格思里（Francis Guthrie）来到一家科研单位搞地图着色工作时，发现了一种有趣的现象：“看来，每幅地图都可以用四种颜色着色，使得有共同边界的国家着上不同的颜色。” 1976年，在J.Koch算法的支持下，美国数学家阿佩尔（Kenneth Appe
16、rt）与哈肯（Wolfgang Haken）在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上，用了1200个小时，作了100亿个判断，终于完成了四色定理的证明。,1.2.1 计算机的应用,（2）300多年以前，法国数学家费马（Pierre de Fermat）在一本书的空白处写下了一个定理：“设n是大于2的正整数，则不定方程xn+yn=zn，没有非零整数解”，这就是纯数学中最著名的定理费马大定理，在20世纪80年代中期，被计算机加以证明。 （3）吴文俊与数学机械化可以让电脑代替人脑去进行几何定理的证明。 吴文俊建立了多项式组特征列的概念，提出了多项式组的“整序原理”，创立了几何定理机器证明的“吴方法”，首次实现了高效的几何定理的机器证明。把非机械化的几何定理证明转化为多项式方程的处理，从而实现了几何定理的机器证明。 2过程检测与控制 利用计算机对工业生产过程中的某些信号自动进行检测，并把检测到的数据存入计算机，再根据需要对这些数据进行处理，这样的系统称为计算机检测系统。特别是仪器仪表引进计算机技术后所构成的
