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第一讲 计算机与信息技术学习前的问题：对计算机了解多少？我们学什么？主要内容计算机的产生与发展计算机的分类、特点和应用计算机硬件系统计算机软件系统计算机中信息的表示方法1.1 计算机的发展与分类电子装置高速运算具备存储功能计算机程序控制并自动执行对数据、文字图像、声音视频等信息的存储、处理信息处理巴贝奇设计分析机模型巴贝奇发明的差分机帕斯卡的机械加法机莱布尼兹的乘法计算机1.1 计算机的发展与分类1.1.1 计算机的产生与发展1 早期的计算工具1.1 计算机的发展与分类重要人物：查尔斯·巴贝奇设计的分析机已具有输入、存储、处理、控制、输出5个基本装置1.1 计算机的发展与分类重要人物：图灵“图灵机”模型：证明通用数字计算机的可行性1.1 计算机的发展与分类重要人物：计算机之父冯·诺依曼冯·诺依曼体系结构：运算器、存储器、控制器、输入、输出5大基本结构采用二进制存储程序1.1 计算机的发展与分类3 最早一些著名的计算机1949年，EDSAC 1952年，EDVACEDSACEDVAC1.1 计算机的发展与分类4 计算机的发展史名称逻辑元件软件第一代1946～1957电子管机器语言和汇编语言第二代1958～1964晶体管使用操作系统出现高级语言第三代1965～1970中小规模集成电路分时操作系统多种高级语言第四代1971至今大规模超大规模集成电路网络、多媒体1.1 计算机的发展与分类5 计算机在中国的发展1958，第一台小型电子管通用计算机1965，第一台大型晶体管计算机1974，第一台集成电路小型机1983，巨型机银河-I……2013，天河二号超级计算机系统1.1 计算机的发展与分类1.1.2 计算机的分类通用计算机、专用计算机 按综合性能指标：巨型机、大型机、中小型机、工作站、微型机、嵌入式计算机。1.1 计算机的发展与分类1.1.3 计算机的发展趋势巨型化微型化网络化智能化多媒体化非冯氏结构计算机（光子计算机、生物计算机、量子计算机、纳米计算机）1.1 计算机的发展与分类1.1.4 计算机的特点处理速度快计算精度高逻辑判断能力存储功能程序控制可靠性、通用性1.1 计算机的发展与分类1.1.5 计算机的应用领域科学计算信息处理过程控制计算机辅助（CAD，CAM，CBE，CAT）AI……1.2 计算机系统用户软件硬件1.2 计算机系统2.1 计算机的硬件系统存储器输入设备输出设备数据信息算术逻辑单元ALU中央处理单元CPU运算器指挥控制各个部件协同工作控 制 器数据信号控制信号2 计算机系统2.1 计算机的硬件系统存储器输入设备输出设备　外界向计算机传送信息的装置。有键盘、鼠标、扫描仪、数字照相机、光笔、条形码读入器、话筒等。 运算器控 制 器2 计算机系统2.1 计算机的硬件系统存储器输入设备输出设备存放数据和程序，分为内存和外存。所有数据通过内存在CPU上处理，内存和CPU合称为主机；外存则可长期存放大量数据。运算器内存：RAM、ROM、Cache外存：软盘、硬盘、光盘、闪存控 制 器2 计算机系统2.1 计算机的硬件系统存储器输入设备输出设备 将计算机处理的结果向外界传送并转化为人们所能认识的形式的装置。常用的有显示器、打印机、绘图仪、音箱等。 运算器控 制 器数据信号总线：数据总线、地址总线、控制总线控制信号2 计算机系统2.1 计算机的硬件系统硬件：主板总线接口其他设备2 计算机系统2.1.2 计算机的主要性能指标主频存取周期内存容量字长运算速度2 计算机系统操作码操作数2.1.3 指令和指令系统 计算机运行的过程即执行指令的过程。指令：计算机能识别并执行的二进制代码。指令系统：计算机所有指令的集合。指令负责指挥计算机进行：数据传送、数据处理、程序控制转移、输入输出。2 计算机系统执行指令取指令分析指令2.1.3 指令和指令系统 指令执行过程（指令周期-CPU主频）2 计算机系统2.2 计算机的软件系统 软件=程序+相关数据系统软件:管理、控制、维护计算机软硬件资源。如：操作系统、程序设计语言、工具软件……应用软件：为用户专门用途开发的软件。如：Office、Photoshop……2 计算机系统2.2 计算机的软件系统 计算机硬件、软件的关系应用软件其他系统软件操作系统裸机用户2 计算机系统2.2.3 程序设计概述程序设计语言：机器语言、汇编语言、高级语言设计过程：确定问题 分析并建立数学模型 选择计算方法、数据结构和算法 流程图 编程 调试 完成3 数据存储与信息编码3.1 数制数制：进位计数制，按进位的方式计数。十进制：0~9，10~19，20…二进制：0,1,10,11,100,101,110…八进制：0~7,10~17,20…十六进制：0~F，10~1F…3 数据存储与信息编码3.1 数