任务一掌握计算机基础知识

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1、任务一掌握计算机基础知识单元一单元一 计算机根底知识计算机根底知识本章要点本章要点计算机的开展历史、特点和应用计算机的开展历史、特点和应用计算机信息的表示和存储计算机信息的表示和存储数制的根本概念，二进制和十进制整数之间的数制的根本概念，二进制和十进制整数之间的转换转换计算机中字符和汉字的编码计算机中字符和汉字的编码指令和程序设计语言指令和程序设计语言计算机硬件系统的组成和作用，各组成局部的计算机硬件系统的组成和作用，各组成局部的功能和简单工作原理功能和简单工作原理计算机软件系统的组成和功能，系统软件和应计算机软件系统的组成和功能，系统软件和应用软件的概念和作用用软件的概念和作用任务一任务一

2、掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识一、计算机的开展历史一、计算机的开展历史 1946年年2月月15日，标志现代计算机诞生的日，标志现代计算机诞生的ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)在美国的费城在美国的费城面世。面世。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识二、现代计算机的开展历史二、现代计算机的开展历史1)第一代电子管计算机第一代电子管计算机(19461958年年)第一代电子管计算机的操作指令是为特定任第一代电子管计算机的操作指令是为特定任务编制的，每种机器都有自己的机器语言，功能务编制的，每种机器都有自己的机器语

3、言，功能不仅受限制，速度也慢。这个时期的计算机的特不仅受限制，速度也慢。这个时期的计算机的特点是体积庞大、运算速度低、本钱高、可靠性较点是体积庞大、运算速度低、本钱高、可靠性较差、内存容量小，主要用于军事和科学研究工作。差、内存容量小，主要用于军事和科学研究工作。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识2)第二代晶体管计算机第二代晶体管计算机(19581964年年)第二代计算机用晶体管代替了电子管，在这第二代计算机用晶体管代替了电子管，在这一时期出现了更高级的一时期出现了更高级的COBOL和和FORTRAN等语言，使计算机编程更容易。与第一代计算机等语言，使计算机编程更容易。与第一代

4、计算机相比，晶体管计算机体积小、本钱低、功能强、相比，晶体管计算机体积小、本钱低、功能强、可靠性高。除了科学计算机外，计算机还用于数可靠性高。除了科学计算机外，计算机还用于数据处理和事务处理。据处理和事务处理。IBM-7000系列机是第二系列机是第二代计算机的代表。代计算机的代表。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识3)第三代集成电路计算机第三代集成电路计算机(19641971年年)第三代计算机主存储器采用集成度很高的半第三代计算机主存储器采用集成度很高的半导体存储器，运算速度可达每秒几百万次甚至上导体存储器，运算速度可达每秒几百万次甚至上亿次根本运算。这一代计算机的主存储器仍采

5、用亿次根本运算。这一代计算机的主存储器仍采用磁芯，软件开场逐渐完善，分时操作系统、会话磁芯，软件开场逐渐完善，分时操作系统、会话式语言等多种高级语言都有新的开展。式语言等多种高级语言都有新的开展。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识4)第四代大规模集成电路计算机第四代大规模集成电路计算机(1971 )计算机的逻辑元件和主存储器都采用了大规计算机的逻辑元件和主存储器都采用了大规模集成电路模集成电路(LSI)。所谓大规模集成电路，是指。所谓大规模集成电路，是指在单片硅片上集成在单片硅片上集成10002000个晶体管的集个晶体管的集成电路，其集成度比中、小规模的集成电路提高成电路，其集

6、成度比中、小规模的集成电路提高了了12个以上数量级。这时计算机开展到了微个以上数量级。这时计算机开展到了微型化、耗电极少、可靠性很高的阶段。大规模集型化、耗电极少、可靠性很高的阶段。大规模集成电路使军事工业、空间技术、原子能技术得到成电路使军事工业、空间技术、原子能技术得到开展，这些领域的蓬勃开展对计算机提出了更高开展，这些领域的蓬勃开展对计算机提出了更高的要求，有力地促进了计算机产业的空前大开展。的要求，有力地促进了计算机产业的空前大开展。IBM 4300系列、系列、3080系列、系列、3090系列和系列和9000系列是这一时期的主流产品。系列是这一时期的主流产品。任务一任务一 掌握计算机根

7、底知识掌握计算机根底知识三、计算机的特点三、计算机的特点高速、准确的运算能力高速、准确的运算能力 现在高性能计算机每秒能进展几百亿次以上现在高性能计算机每秒能进展几百亿次以上的加法运算，这使大量复杂的科学计算问题得以的加法运算，这使大量复杂的科学计算问题得以解决。目前世界上已有超过每秒万万亿次的运算解决。目前世界上已有超过每秒万万亿次的运算速度的计算机。速度的计算机。IBM公司的公司的“红杉红杉(Sequoia)在在2021年年6月公布的世界超级计算机排名第一，月公布的世界超级计算机排名第一，运算速度到达每秒运算速度到达每秒16 324万亿次浮点运算。我万亿次浮点运算。我国的国的“天河一号实测

8、运算速度能到达每秒天河一号实测运算速度能到达每秒2 570万亿次，排名世界第五。万亿次，排名世界第五。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识准确的逻辑判断能力准确的逻辑判断能力 计算机能够进展逻辑处理，也就是说它能计算机能够进展逻辑处理，也就是说它能“思思考。虽然现在还不具备人类思考的能力，但在考。虽然现在还不具备人类思考的能力，但在信息查询等方面，已能够根据要求进展匹配检索。信息查询等方面，已能够根据要求进展匹配检索。强大的存储能力强大的存储能力 计算机的存储器类似于人的大脑，可以计算机的存储器类似于人的大脑，可以“记忆记忆(存储存储)大量的数据和信息。是否具有强大的存大量的数据

9、和信息。是否具有强大的存储能力，是计算机和其他计算装置储能力，是计算机和其他计算装置(如计算器如计算器)的的一个重要区别。一个重要区别。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识自动功能自动功能 通常的运算装置都是由人控制的，人给机器通常的运算装置都是由人控制的，人给机器一条指令，机器就完成一个一条指令，机器就完成一个(或一组或一组)操作。由于操作。由于计算机具有存储信息的能力，因此可以将指令事计算机具有存储信息的能力，因此可以将指令事先输入计算机中存储。在计算机开场工作后，从先输入计算机中存储。在计算机开场工作后，从存储单元中依次取出指令来控制计算机的操作，存储单元中依次取出指令来控

10、制计算机的操作，从而使人们可以不必干预计算机工作，实现操作从而使人们可以不必干预计算机工作，实现操作的自动化。的自动化。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识网络与通信功能网络与通信功能 计算机技术能够将一个个国家的计算机连在计算机技术能够将一个个国家的计算机连在一个计算机网上。目前最大、应用范围最广的一个计算机网上。目前最大、应用范围最广的“国际互联网国际互联网(Internet)连接了全世界连接了全世界200多个国家和地区数亿台的各种计算机。在网上的多个国家和地区数亿台的各种计算机。在网上的所有用户可共享网上资料、交流信息、互相学习。所有用户可共享网上资料、交流信息、互相学习。

11、任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识四、计算机的应用四、计算机的应用科学计算科学计算 科学计算是指计算机用于数学问题的计算，是科学计算是指计算机用于数学问题的计算，是计算机应用最早的领域。在科学研究和工程设计计算机应用最早的领域。在科学研究和工程设计中，经常会遇到各种各样的数学问题。中，经常会遇到各种各样的数学问题。数据数据/信息处理信息处理 数据数据/信息处理也称为非数值计算。它是指用信息处理也称为非数值计算。它是指用计算机对信息进展收集、加工、存储和传递等工计算机对信息进展收集、加工、存储和传递等工作，其目的是为有各种需求的人们提供有价值的作，其目的是为有各种需求的人们提供有

12、价值的信息，作为管理和决策的依据。例如，人口普查信息，作为管理和决策的依据。例如，人口普查资料的分类、汇总，股市行情的实时管理等都是资料的分类、汇总，股市行情的实时管理等都是信息处理的例子。目前，计算机信息处理已广泛信息处理的例子。目前，计算机信息处理已广泛应用于办公室自动化、企业管理、情报检索等诸应用于办公室自动化、企业管理、情报检索等诸多领域。多领域。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识过程控制过程控制 计算机过程控制是指用计算机对工业生产过计算机过程控制是指用计算机对工业生产过程或某种装置的运行过程进展状态检测并实施自程或某种装置的运行过程进展状态检测并实施自动控制。用计算

13、机进展过程控制可以改进设备性动控制。用计算机进展过程控制可以改进设备性能，提高生产效率，降低人的劳动强度。将计算能，提高生产效率，降低人的劳动强度。将计算机信息处理与过程控制结合起来，甚至能够出现机信息处理与过程控制结合起来，甚至能够出现计算机管理下的无人工厂。计算机管理下的无人工厂。计算机辅助计算机辅助 计算机辅助工程主要包括：计算机辅助设计计算机辅助工程主要包括：计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)、计算、计算机辅助制造机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)、计算机辅助测试、计算机辅助测试(Computer Aided

14、 Testing，CAT)、计算、计算机辅助教学机辅助教学(Computer Assisted Instruction，CAI)。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识网络通信网络通信 随着计算机网络的飞速开展，网络应用已成随着计算机网络的飞速开展，网络应用已成为计算机技术最重要的应用领域之一。电子邮件、为计算机技术最重要的应用领域之一。电子邮件、WWW效劳、资料检索、效劳、资料检索、IP 、电子商务、电、电子商务、电子政务、子政务、BBS、远程教育等，不一而足。计算、远程教育等，不一而足。计算机网络已经并将继续改变人类的生产和生活方式。机网络已经并将继续改变人类的生产和生活方式。

15、人工智能人工智能 人工智能是利用计算机对人进展智能模拟。人工智能是利用计算机对人进展智能模拟。它包括用计算机模仿人的感知能力、思维能力和它包括用计算机模仿人的感知能力、思维能力和行为能力等。例如使计算机具有识别语言、文字、行为能力等。例如使计算机具有识别语言、文字、图形及学习、推理和适应环境的能力等。随着人图形及学习、推理和适应环境的能力等。随着人工智能研究的不断深入，与人类更加接近的工智能研究的不断深入，与人类更加接近的“智智能机器人将出现在我们身边。能机器人将出现在我们身边。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识多媒体应用多媒体应用 目前，多媒体的应用领域正在不断拓宽。在目前，

16、多媒体的应用领域正在不断拓宽。在文化教育、技术培训、电子图书、观光旅游、商文化教育、技术培训、电子图书、观光旅游、商用及家庭应用等方面，已经出现了不少深受人们用及家庭应用等方面，已经出现了不少深受人们欢送和喜爱的、以多媒体技术为核心的电子出版欢送和喜爱的、以多媒体技术为核心的电子出版物，它们以图片、动画、视频片段、音乐及讲解物，它们以图片、动画、视频片段、音乐及讲解等易承受的媒体素材将所反映的内容生动地展现等易承受的媒体素材将所反映的内容生动地展现给广阔读者。给广阔读者。嵌入式系统嵌入式系统 不是所有计算机都是通用的。许多特殊的计不是所有计算机都是通用的。许多特殊的计算机用于不同的设备中，包括

17、大量的消费电子产算机用于不同的设备中，包括大量的消费电子产品和工业制造系统，都是把处理器芯片嵌入其中，品和工业制造系统，都是把处理器芯片嵌入其中，完成特定的处理任务。这些系统称为嵌入式系统。完成特定的处理任务。这些系统称为嵌入式系统。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识五、计算机的分类五、计算机的分类按照计算机处理数据的类型分类按照计算机处理数据的类型分类数字计算机数字计算机模拟计算机模拟计算机数字和模拟计算机数字和模拟计算机按照计算机的用途分类按照计算机的用途分类通用计算机通用计算机专用计算机专用计算机任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识按照计算机性能、规模和处理

18、能力分类按照计算机性能、规模和处理能力分类巨型机巨型机大型通用机大型通用机微型机微型机工作站工作站效劳器效劳器任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识六、计算机应用及开展趋势六、计算机应用及开展趋势计算机应用计算机应用1)人工智能人工智能 人工智能的主要内容是研究如何让计算机来人工智能的主要内容是研究如何让计算机来完成过去只有人才能做的智能的工作。完成过去只有人才能做的智能的工作。21世纪，以计算机为根底的人工智能技术取世纪，以计算机为根底的人工智能技术取得了一些进展，例如：指纹识别技术、计算机辅得了一些进展，例如：指纹识别技术、计算机辅助翻译、语音输入、手写输入等。助翻译、语音输入

19、、手写输入等。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识2)网格计算网格计算 网格计算研究如何把一个需要非常巨大的计网格计算研究如何把一个需要非常巨大的计算机能力才能解决的问题分成许多小局部，然后算机能力才能解决的问题分成许多小局部，然后把它们分配给许多计算机进展处理，最后将计算把它们分配给许多计算机进展处理，最后将计算机结果综合，从而完成一个大型计算机任务。机结果综合，从而完成一个大型计算机任务。3)中间件技术中间件技术 中间件是介于应用软件和操作系统之间的系中间件是介于应用软件和操作系统之间的系统软件，在客户机和效劳器之间增加一组效劳，统软件，在客户机和效劳器之间增加一组效劳，这种

20、效劳就是中间件。例如，连接数据库使用的这种效劳就是中间件。例如，连接数据库使用的ODBC就是一种数据库中间件，可通过就是一种数据库中间件，可通过ODBC连接各种类型的数据库。连接各种类型的数据库。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识4)云计算云计算 云计算是对于基于网络的、可配置的共享计云计算是对于基于网络的、可配置的共享计算资源池能够方便按需访问的一种模式。算资源池能够方便按需访问的一种模式。云计算的构成包括硬件、软件和效劳。云计云计算的构成包括硬件、软件和效劳。云计算的核心思想是对大量用网络连接的计算资源进算的核心思想是对大量用网络连接的计算资源进展统一管理和调度。云计算的特

21、点：超大规模、展统一管理和调度。云计算的特点：超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需效劳、价廉。效劳、价廉。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识计算机的开展趋势计算机的开展趋势1)电子计算机开展方向电子计算机开展方向巨型化：指计算机的计算速度更快、存储容量更巨型化：指计算机的计算速度更快、存储容量更大、功能更完善、可靠性更高，运算速度可达每大、功能更完善、可靠性更高，运算速度可达每秒万万亿次，存储容量超过几百秒万万亿次，存储容量超过几百T字节。字节。微型化：微型计算机从台式机向便携机、掌上机、微型化：微型计算机从台式机向便携

22、机、掌上机、膝上机开展，价格低廉、方便使用，软件丰富，膝上机开展，价格低廉、方便使用，软件丰富，随着电子技术的进一步开展，微型计算机必将以随着电子技术的进一步开展，微型计算机必将以更优的性能价格比受到人们的欢送。更优的性能价格比受到人们的欢送。网络化：指利用现代通信技术和计算机技术，把网络化：指利用现代通信技术和计算机技术，把分布在不同地点的计算机互联起来，按照网络协分布在不同地点的计算机互联起来，按照网络协议互相通信，以共享软件、硬件和数据资源。议互相通信，以共享软件、硬件和数据资源。智能化：指计算机模拟人的感觉和思维过程的能智能化：指计算机模拟人的感觉和思维过程的能力。目前已研制出的机器人

23、有的可以代替人从事力。目前已研制出的机器人有的可以代替人从事危险环境中的劳动，有的能与人下棋等。危险环境中的劳动，有的能与人下棋等。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识2)未来新一代的计算机未来新一代的计算机 下一代计算机无论是从体系构造、工作原理，下一代计算机无论是从体系构造、工作原理，还是器件及制造技术，都应该进展颠覆性变革了，还是器件及制造技术，都应该进展颠覆性变革了，未来可能的计算机有：模糊计算机、生物计算机、未来可能的计算机有：模糊计算机、生物计算机、光子计算机、超导计算机、量子计算机等。光子计算机、超导计算机、量子计算机等。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根

24、底知识七、信息技术七、信息技术信息技术的定义信息技术的定义 随着信息技术的开展，信息技术的内涵也在随着信息技术的开展，信息技术的内涵也在不断变化，因此至今没有统一的定义。一般来说，不断变化，因此至今没有统一的定义。一般来说，信息技术是指信息的采集、加工、存储、传输和信息技术是指信息的采集、加工、存储、传输和利用的技术，这是一种狭隘的定义。在现代信息利用的技术，这是一种狭隘的定义。在现代信息社会中，技术开展能够导致虚拟现实的产生，信社会中，技术开展能够导致虚拟现实的产生，信息本质也被改写，一切可以用二进制进展编码的息本质也被改写，一切可以用二进制进展编码的东西都被称为信息。因此，联合国教科文组织

25、对东西都被称为信息。因此，联合国教科文组织对信息技术的定义是：应用在信息加工和处理中的信息技术的定义是：应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧；上述科学、技术与工程的训练方法和管理技巧；上述方面的技巧和应用；计算机及其与人、机的相互方面的技巧和应用；计算机及其与人、机的相互作用；与之相应的社会、经济和文化等诸种事务。作用；与之相应的社会、经济和文化等诸种事务。信息技术一般是指一系列与计算机相关的技术。信息技术一般是指一系列与计算机相关的技术。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识现代信息技术的内容现代信息技术的内容1)信息根底技术信息根底技术 信息根底技术是信

26、息技术的根底，包括新材信息根底技术是信息技术的根底，包括新材料、新能源、新器件的开发和制造技术。料、新能源、新器件的开发和制造技术。2)信息系统技术信息系统技术 信息系统技术是指有关信息的获取、传输、信息系统技术是指有关信息的获取、传输、处理、控制的设备和系统的技术。处理、控制的设备和系统的技术。3)信息应用技术信息应用技术 信息应用技术是针对种种实用目的而开展起信息应用技术是针对种种实用目的而开展起来的具体的技术群类。来的具体的技术群类。任务一任务一 掌握计算机根底知识掌握计算机根底知识现代信息技术的开展趋势现代信息技术的开展趋势 在社会开展、人类认识和实践活动的推动下，在社会开展、人类认识和实践活动的推动下，信息技术将得到更深、更广、更快的开展，其开信息技术将得到更深、更广、更快的开展，其开展趋势可以概括为数字化、多媒体化、高速度、展趋势可以概括为数字化、多媒体化、高速度、网络化、宽频带、智能化等。网络化、宽频带、智能化等。Thank you谢谢！