大学计算机基础(第2版)476.pptxVIP

1.1计算、计算思维与计算工具

1.2计算机的发展与展望

1.3计算机的特点、分类和应用

1.4了解计算机科学;在漫长的进化和文明发展过程中，人类的大脑逐渐具有了一种特殊的本领，就是把直观的形象变成抽象的数字，进行抽象思维活动。正是由于能够在“像”和“数”之间互相转换，人类才真正具备了认识世界的能力。图1-1所示为公元前3000年古埃及人用结绳来记录土地面积和收获谷物的场景。图1-2所示为公元前2000年美索不达米亚人计数用的泥板。;图1-1结绳记事;图1-2泥板计数(图中楔形文字代表25);1.1.1计算

数的概念之后出现了数的计算。

1.1.2计算思维

1．计算思维的发展

1)计算思维的萌芽时期

2)计算思维奠基时期

2．计算思维的概念和本质

计算思维(ComputationalThinking，CT)建立在计算过程的能力和限制之上，由人或机器执行。;3．计算思维的方法

计算思维吸取了解决问题采用的一般数学思维方法，现实世界中巨大复杂系统的设计与评估采用的一般工程思维方法，以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法。

4．计算思维的特征

计算思维具有以下6个特征。;5．计算思维的作用和意义

计算思维的代表学科是计算机科学，计算机科学与哲学、数学、光电子科学、生物学等其他科学都有紧密的关系，它不是计算机编程，而是在抽象的多个层次上的、多种角度的思维模式。;1.1.3计算工具

计算工具的发源可上溯至2000多年前的春秋战国时期，古代中国人发明的算筹(见图1-3)是世界上最早的计算工具。

大约六七百年前，中国人发明了算盘(见图1-4)，它结合了十进制计数法和一整套计算口诀并一直沿用至今，被许多人看做是最早的数字计算机，而珠算口诀则是最早的体系化算法。;图1-3算筹;图1-4算盘;1642年，法国数学家、物理学家和思想家帕斯卡发明了加法机(见图1-5)，这是人类历史上第一台机械式计算机，其原理对后来的计算机械产生了持久的影响。

1673年，德国数学家莱布尼兹发明了乘法机(见图1-6)，这是历史上第一台可以运行完整的四则运算的计算机。;图1-5帕斯卡和加法机;图1-6莱布尼兹和乘法机;1822年，英国数学家巴比奇发明的差分机(见图1-7)，专门用于航海和天文计算，这是最早采用寄存器来存储数据的计算机，体现了早期程序设计思想的萌芽。

1888年，美国人赫尔曼·霍勒斯发明了制表机(见图1-8)，它采用穿孔卡片进行数据处理，并用电气控制技术取代了纯机械装置，这是计算机发展的第一次质变。;图1-7巴比奇和差分机;图1-8赫尔曼·霍勒斯和制表;电子二极管(见图1-9)和三极管在20世纪初相继问世。

1904年，英国人弗莱明发明了真空电子二极管(见图1-10)，其发明得益于爱迪生发现的“爱迪生效应”。;图1-9电子二极管;图1-10弗莱明和真空电子二极管;1906年，美国人德弗雷斯特发明了电子三极管(见图1-11)。电子三极管可以通过级联使放大倍数大增，这使得三极管的实用价值大大提高，从而促成了无线电通信技术的迅速发展。;图1-11德弗雷斯特和电子三极管

;1943年，英国科学家研制成功了第一台“巨人”计算机(见图1-12)，专门用于破译德军密码。

1944年，美国科学家艾肯在IBM的支持下，研制成功机电式计算机MARK-Ⅰ(见图1-13)。;图1-12“巨人”计算机;图1-13艾肯和MARK-Ⅰ;1.2.1电子计算机的诞生

1946年2月14日，世界上第一台电子数字计算机ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)(见图1-14)在美国宾夕法尼亚大学研制成功。;图1-14世界上第一台电子数字计算机ENIAC;1.2.2电子计算机的发展阶段

1．第一代电子计算机(1946年～1957年)

2．第二代电子计算机(1958年～1964年)

3．第三代电子计算机(1965年～1970年)

4．第四代电子计算机(1971年～20世纪90年代)

5．第五代电子计算机(20世纪90年代至今)

计算机各个发展阶段的比较结果见表1-1。;表1-1计算机各个发展阶段的比较;1.2.3微处理器的发展

1．第一代微处理器(1971年～1972年)

2．第二代微处理器(1972年～1977年)

3．第三代微处理器(1977年～1982年)

4．第四代微处理器(1983年～1993年)

5．第五代微处理