第一章計算機概述

11.1計算機發(fā)展與應用1.2計算機熱點技術1.3計算機文化1.4信息在計算機內(nèi)部的表示與存儲21.1計算機發(fā)展與應用1.1.1計算機產(chǎn)生

1642年法國數(shù)學家布萊斯·帕斯卡發(fā)明了機械計算器。3

19世紀初，英國人查爾斯設計了差分機和分析機。4（a）差分機（b）分析機

1946年，世界上第一臺通用電子數(shù)字計算機ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer）在美國賓夕法尼亞大學研制成功。5

1.1.2計算機發(fā)展

計算機的發(fā)展歷程

根據(jù)組成計算機的電子邏輯器件，將計算機的發(fā)展分成以下4個階段。（1）電子管計算機（1946年～1957年）（2）晶體管計算機（1958年～1964年）（3）集成電路計算機（1965年～1971年）（4）大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機（1972年至今）6我國計算機的發(fā)展歷程

從1958年8月，我國成功地研制出103小型電子計算機到2009年9月首款四核CPU處理器“龍芯3號”研制成功，2012年9月我國首臺全部采用國產(chǎn)中央處理器和系統(tǒng)軟件構建的千萬億次計算機“神威藍光”高效能計算機研制成功，以及中國最新的最高峰值計算速度每秒3.39億億次的巨型機——“天河二號”的研制成功，充分體現(xiàn)了我國計算機技術的研發(fā)實力。7計算機發(fā)展趨勢（1）巨型化（2）微型化（3）網(wǎng)絡化（4）智能化8計算機分類

1．按照處理數(shù)據(jù)信息形式分類（1）數(shù)字計算機（2）模擬計算機（3）數(shù)字模擬混合計算機

2．按照規(guī)模分類（1）巨型機

（2）大型機（3）小型機

（4）微型機910按照功能分類

按照計算機功能，一般可分為專用計算機和通用計算機。

1.1.4計算機特點

1．運算速度快2．計算精度高3．邏輯判斷能力4．海量存儲能力5．高度自動控制功能11

1.1.5計算機應用

1．科學計算2．信息處理3．過程控制4．計算機輔助系統(tǒng)5．網(wǎng)絡通信6．人工智能7．多媒體應用12

1.2計算機熱點技術

1.2.1中間件技術

中間件（Middleware）位于操作系統(tǒng)和應用程序之間，向各種應用軟件提供服務，使不同的應用進程能在不同平臺下通過網(wǎng)絡相互通信。13

1.2.2普適計算

普適計算（Ubiquitouscomputing）是無所不在的，隨時隨地可以進行計算的一種方式，其目的是建立一個充滿計算和通信能力的環(huán)境。在普適計算環(huán)境下，整個世界是一個網(wǎng)絡的世界，為不同目的服務的計算和通信設備都連接在網(wǎng)絡中，人們可以便捷的獲得需要的信息和服務。14

1.2.3網(wǎng)格計算

網(wǎng)格計算（Gridcomputing）是利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的計算機組織成一個“虛擬的超級計算機”，其中每一臺參與計算的計算機就是一個“節(jié)點”，而整個計算是由成千上萬個“節(jié)點”組成的“一張網(wǎng)格”。網(wǎng)格計算的優(yōu)勢是具有超強的數(shù)據(jù)處理能力和充分利用網(wǎng)上閑置的處理能力。15

1.2.4云計算

云計算（Cloudcomputing）是分布式計算、網(wǎng)格計算、并行計算、網(wǎng)絡存儲及虛擬化計算機和網(wǎng)絡技術發(fā)展融合的產(chǎn)物，或者說是它們的商業(yè)實現(xiàn)。16

1.2.5物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)（TheInternetofThings）顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這里有兩層含義：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴展；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。17

1.2.6大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)（Bigdata）指的是所涉及的信息量規(guī)模巨大到無法通過傳統(tǒng)軟件工具，在合理時間內(nèi)達到擷取、管理和處理的數(shù)據(jù)集。18

1.3計算機文化

1.3.1計算機文化現(xiàn)象計算機文化

所謂計算機文化，就是人類社會的生存方式因使用計算機而發(fā)生根本性變化而產(chǎn)生的一種嶄新文化形態(tài)。2.計算機文化特征

計算機文化具有廣泛的使用性、廣泛的延展性、廣泛的資源共享等特征。191.3.2計算機文化素養(yǎng)

根據(jù)目前國內(nèi)外大多數(shù)計算機教育專家的意見，最能體現(xiàn)“計算機文化”知識結構和能力素養(yǎng)的，應當是思維方式以及與信息獲取、信息分析和信息加工有關的基礎知識和利用計算機解決實際問題的能力。201.3.3計算思維計算思維概念

計算思維是人們運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統(tǒng)以及理解人類行為。它包括了涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。2.計算思維對計算機文化教育的影響21

1.4信息在計算機內(nèi)部的表示與存儲

1.4.1數(shù)制的概念1．進位計數(shù)制2．計算機內(nèi)部采用二進制的原因3．計算機中常用數(shù)制1.4.2數(shù)制轉(zhuǎn)換1.4.3計算機中的編碼22

本章主要闡述計算機產(chǎn)生、發(fā)展、分