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1、第一讲计算的故事涉及的问题n数的概念n从算盘到计算器规则与运算n电子计算electroniccalculatorn流程化计算computing2什么是什么是数数？n结绳计数结绳计数 n符号计数符号计数 壹，贰，叁壹，贰，叁 one,two,three1 , 2, 3数的概念3数学意义上的数：1.计数符计数符2.计数法计数法3.运算规则运算规则1，2，15，198进制+高低位计数加减法数的概念4计数与运算的工具算盘n进十加：进十加：一下五去四二下五去三三下五去二四下五去一九去一进一从算盘到计算器5用齿轮进行计数与运算从算盘到计算器6小数是不是数？n如果不是会有什么问题？n如果是又该如何通过运算工
2、具进行处理？数的概念7机械化计算的基础n统一进制计数法的出现n运算规则的成熟n机械化计算工具（算盘）的使用从算盘到计算器8齿轮驱动的计算从算盘到计算器9齿轮驱动的计算从算盘到计算器10算盘vs手摇计算器n计数能力有有n操作数1个2个n运算规则口诀固定操作n操作数输入手动手动n运算及进位手动联动（动力驱动）n结果输出状态数字n用户体验方法复杂方法简单易于维护容易损坏便宜昂贵从算盘到计算器11电子计算的基础开关管transistor电子计算12用电平表示状态电子存储电子计算13数字运算电路电子计算由一些列触发器及联而成的计数器能完成二进制的计数以及进位操作。电子计算14手摇计算器电子计算器n计数能
3、力有有n操作数2个2个n运算规则固定操作固定操作n操作数输入手动手动n运算及进位低速联动高速电平转换n结果输出数字数字n用户体验方法简单简单容易损坏不易损坏昂贵越来越便宜电子计算15计算器存在的两个问题：n数据输入不是自动实现的n运算不能分步连续进行电子计算如何才能实现数据自动输入、传送？如何灵活组配不同的运算部件满足变化的运算需求？16流程化的计算流程化的计算从计算器到计算机流水线生产方式：流水线生产方式：流水线生产方式：流水线生产方式：11复杂问题被分解为简复杂问题被分解为简单的步骤。单的步骤。22每个步骤由专业的技每个步骤由专业的技工来完成工来完成33所有步骤通过一个有所有步骤通过一个有
4、序递进的生产线连接序递进的生产线连接起来起来 。17有限步运算操作一批数据另外一种形式的数据（结果）一一九九零零零零年年的的会会计计事事务务所所。18计算存款额：deposit*(1+interest)Step1:1+interestrateStep2:deposit*R_step1Datapipeline1+rateDatapipelinedep*R_step1depositrateoutput19以时间序代替空间序实现数据的顺序传输以时间序代替空间序实现数据的顺序传输Datapipeline1+rateDatapipelinedep*R_step1depositrateoutputrate
5、R_step1depositoutput20以时间序代替空间序实现数据顺序传输（续）以时间序代替空间序实现数据顺序传输（续）Datapipeline1+ratedep*R_step1depositrateoutputrateR_step1depositoutputR_step1registersALUControlunit21流程化计算机初步架构CPUInput InstructionOutput2*（21+45*342）22冯.诺曼结构计算机总线（总线（bus）CPU中央处理器中央处理器memory存储器存储器Addressbus23总线（总线（bus）CPU中央处理器中央处理器memory
6、存储器存储器Addressbus地址也是数据地址也是数据24操作地址寄存器ADDmemreg25机器指令与指令执行周期总线（总线（bus）CPUACmemory存储器存储器AddressbusADDmemregmovACmemADD11011001R0movAC11011001PCAR26Z80mainboard27实现高性能的计算n更高的开关速度n更宽宽的总线n更复杂的运算电路n更快的内存n更好的控制电路28计算的历史：1算筹：计数与进位计数法3000BC2算盘：运算规则化，规则工具化1000BC3机械计算器：规则机械化16324电子计算器：数据电子化，运算电路化19395计算机：运算流程化194929课后参考：30
