認識計算機和計算機科學.ppt

《認識計算機和計算機科學.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《認識計算機和計算機科學.ppt（46頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、計算技術導論,主講：王治宇,課程名稱：計算機技術導論 代 碼：NN1011 課程學時：54學時 課時安排：從2-15周，每周1次大課1次小課 學 分：3分,課程介紹,考核辦法,考勤： 15% 平時成績：作業(yè)和實驗 45% 期末考試: 40% 答疑時間安排： 星期二：17:0018:20 星期四：17:0018:20 地 點：網絡系辦公室,本課程的教學目和要求,介紹計算機科學基礎知識； 引導學生進入計算機技術大門； 培養(yǎng)學生綜合素質和創(chuàng)新能力。,課程考核及要求,特別注意： 根據學院教學管理的相關要求： 沒有參加期末考試，其總評成績?yōu)榱悖?上課缺勤1/3以上，考勤分為零。缺勤1次，扣考勤分1分。,

2、課程考核及要求,特別注意： 高等院校和任何學術交流都嚴禁任何方式的抄襲和作弊行為。 學生在考試中有任何作弊行為，將根據學院學生考試作弊行為處理規(guī)定（修訂）條例由教務處給予處罰。 作弊課程考核成績以零分計，不得參加重考。,課程考核及要求,特別注意： 有關抄襲。如果不同學生的作業(yè)有70%以上的內容雷同，或同一段里有70%相類似，或連續(xù)30個中文字（15個英語單詞）是一樣的，視為抄襲。 抄襲和被抄襲的作業(yè)或考試被評為零分。有抄襲行為的學生，其作業(yè)或相關證據將提請學院教務處認定和向相關學生發(fā)出處理通知書。,網上資源,閱讀、下載課件等學習資料: ftp:/172.26.3.240/ 用戶名和密碼：kjd

3、own 上傳作業(yè)：workup_wzy 作業(yè)文件名規(guī)定：小組號+學號+姓名 作業(yè)要用統(tǒng)一封面可到“my.sise表格下載教學管理類作業(yè)管理類”下載，用A4紙?？梢允謱?，但提倡打印。,計算機科學技術的研究范疇,計算機理論：離散數學、算法分析理論、形式語言與自動機理論、程序設計語言與理論、程序設計方法學。 硬件：元器件與存儲介質、微電子技術、計算機組成原理、微型計算機、計算機體系結構。,計算機科學技術的研究范疇,3、軟件：程序設計語言的設計、數據結構與算法、編譯/翻譯原理、操作系統(tǒng)、DB系統(tǒng)、算法設計與分析、軟件工程學、可視化技術。 4、網絡：網絡拓撲、數據通信與協議、網絡服務、網絡安全。 5、計

4、算機應用：軟件開發(fā)工具、系統(tǒng)優(yōu)化、新應用領域、人-機工程。,第 一 章 認識計算機和計算機科學,1.1 計算機是數據處理機 1.2 計算機科學 1.3 機內信息表示基礎：二進制數,1.1 計算機是數據處理機,1.1.1 數據 （data） 1.定義：客觀事物屬性的記錄表示 數據：事物的特征 數據實體：數據屬性的集合 事物特征 (數據)實體 (數據)屬性 2.數據名：學生 學號、姓名、系 數據值：(04001，張三，計算機),學生成績表,數據集,數據值,數據名是一類事物的特征組合，數據值是一類事物中的個體，數據集是同一類數據值的集合。,數據名,3. 數據的形式：數、文字（字符串）、圖象、聲音 4

5、. 數據的存儲介質：大腦、紙、磁帶、磁盤、光盤,1.1.2 信息(Information) 1.定義：客觀事物給出的知識 2.成立三要素：源、理解規(guī)則、接收者 氣象規(guī)則（理解規(guī)則） (數據源) 晚霞 觀測者（接收者） (信息) 明天天晴 3.信息和數據 信息是數據的內涵；數據是信息的符號形式。 顯然數據和信息是不同的，但有時卻可以混用。,1.1.3 數據處理/信息處理 1.含義：(源)數據 加工 結果數據(信息) 數值性的加工動作：數學運算、求和、求平均 非數值性的加工動作: 非數學意義的數據變換操作，如查找、排序 2.基本環(huán)節(jié)： 收集 錄制、輸入 加工 輸出（使用）,存儲,1.1.4 數據處

6、理機 定義：任何數據處理過程都必須在某種物理實體上進行，稱之為數據處理機或數據處理系統(tǒng)。 1.人作為數據處理機 五官：收集、輸入不同形式的數據（視覺 聽覺 味覺 嗅覺 觸覺） 大腦：存儲、加工數據控制和協調處理過程 講話、寫字、動作：輸出數據 神經：傳輸數據,2. 計算機作為數據處理機 輸入設備：鍵盤、掃描儀、讀卡機 輸出設備：顯示器、打印機 存儲器：內存、外存：磁盤、光盤、磁帶 中央處理器(CPU)：運算器、控制器、寄存器CPU是計算機的核心 總線BUS：傳送各類數據信息,課堂練習：,舉例說明數據名和數據值兩個概念的差別。 從數據表示類型的角度，說明數123和數字串“123”的區(qū)別。 舉例說

7、明數據和信息的聯系和區(qū)別。 請分析“到銀行柜臺取錢”過程包含的數據處理基本環(huán)節(jié)。,1.2 計算機科學,1.2.1 理解計算機科學 研制并利用計算機完成數據處理任務所涉及的理論、方法和技術的學科。 理解綱領:(1)數據的表示方法 (2)數據加工的表示方法 (3)計算機系統(tǒng)的構成 (4)抽象,1.2.2 算法（algorithms） 1. 定義：計算機完成一類數據處理任務的操作序列（操作過程）。 2. 例： 求任意兩個整數最大公約數的算法,步驟0：輸入m(=33),n(=27)的值； 步驟1：r=6;m=27,n=6; 步驟2：r=3; 步驟3：m=6,n=3; 步驟4：r=0; 步驟end：n(

8、=3)為所求的最大公約數。,3. 算法特征： 確定性 有窮性 能行性（每步都能行） 輸入 輸出,4 .算法的表達形式 自然語言 圖形語言（算法流程圖） 類程序設計語言（偽代碼）,1.2.3 用計算機解決數據處理問題 1. 一般步驟： 問題分析和定義 解題模型 算法設計 程序設計：用規(guī)定形式（程序設計語言） 來表示算法,1.2.3 用計算機解決數據處理問題 2. 計算機的應用特點 通用電子數字計算機 高速、準確 海量存儲 程序存儲,3. 應用領域： 數據處理的一切領域 科學計算：(狹義的)數據處理 自動控制： 制造業(yè)：CAD、CAM、CIMS 通訊：Email 辦公自動化：娛樂，Game 人工智

9、能：AI,4. 計算機系統(tǒng)/計算機應用系統(tǒng) 硬件(hardware):存儲器、CPU、I/O設備、總線；軟件(software)：程序，包括操作和數據. 硬件和軟件合稱為計算機系統(tǒng) 計算機系統(tǒng)+應用系統(tǒng)=計算機應用系統(tǒng),返 回,.,應用軟件,數據庫管理系統(tǒng),系統(tǒng)支撐和服務程序,語言處理程序,操作系統(tǒng),系統(tǒng)軟件,軟件系統(tǒng),Photoshop,DDS IE,Microsoft Office,硬件-系統(tǒng)軟件-應用軟件 -之間關系,基礎關系 集成關系 滲透關系,1.2.4 發(fā)展階段 第一臺計算機（1946年 ENIAC ） 馮.諾依曼的計算機（1950年 EDVAC 和EDSAC）,第一臺計算機ENI

10、AC,5000次加法/秒 體重30噸 占地170m2 18800只電子管 1500個繼電器 功率174KW 用于彈道計算,ENIAC,微型化,巨型化,網絡化,智能化,多媒體化,計算機的發(fā)展趨勢,計算機發(fā)展巨型化,中國最快超級服務器：“曙光3000” 運算速度為每秒3800億次（排名80位） 48小時精確天氣預報需1小時38分鐘； 一個月的氣候預報僅用15分鐘； 1000萬人每天可以在網上點擊800次網頁； 1000萬人每人每天可以收發(fā)7封“電子郵件”。,計算機發(fā)展趨勢,計算機發(fā)展網絡化,IT術與通信技術結合 發(fā)展動力：程資源共享 數據和信息資源; 設備。,計算機發(fā)展趨勢,計算機發(fā)展智能化,“總

11、有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的 沒有靈魂的機械來”。 笛卡爾（1637）,人類第一個“工業(yè)機器人”：一頭在紡織機上挑紗的“驢”（1742年） 第一代機器人機械手（1962年出現） 第二代機器人具有“感覺”的機器人 第三代機器人裝有啟發(fā)式計算機的“智能機器人”,計算機發(fā)展趨勢,練習題,1、說明計算機系統(tǒng)中硬件的組成及相互關系。 2、說明計算機系統(tǒng)中系統(tǒng)軟件、應用軟件的作用及相互關系。 2、設計一個求解一元二次方程的算法。 3、設計一個算法來解決學籍管理中的一個問題。 全班60名同學參加了英語考試，成績公布后系統(tǒng)要求計算班級的平均成績。,1.3 機內信息表示基礎 二進制數 binary nu

12、mber,1.3.1 位置記數法 數的形式：數字串 an-1 a1a0 數值的表示規(guī)則：帶權多項式 0 ai*pi i= n-1 基數 P：指定的一個無符號整數 數字位上的權 pi 0 i p-1 數字（值） ai 0 1 2 3 P-1,常用的進位計數制,十、二、八、十六進制之間的對應關系,二進制的算數運算規(guī)則,邏輯運算規(guī)則,基數為P,有0到P-1個數字，逢P進1,借1當P (101)10=1*102+0*101+1*100=101 (101)2 =1*22+0* 21+1*20=5 (101)8 =1*82+0*81+1*80=65 (10)8 =1*81+0*80=8 (101)16=1

13、*162+0*161+1*160=257 16進數的16個數字：09 AF ( 1E )16 = 1*161 + 14*160 = 30,1.3.2 P進制數,1.3.3、數制轉換 1. P進制 十進制：計算帶權多項式的值 2. 十進制 P進制: “除P取余”法 (35)10=(100011)2 (35)10=(43)8 (35)10=(23)16 35 1 8 35 3 16 35 3 2 17 1 4 2 2 8 0 2 4 0 2 2 0 1,3. 二進制 8/16進制 23 = 81 24 = 161 自右至左! 二進數的每三位對應八進數的一位 自右至左! 二進數的每四位對應十六進數的一位 ( 1000110 )2 = ( 106 )8 = ( 46 )16 1 000 110 100 0110 1 0 6 4 6 十進數二進數，可考慮：十進數八進數 二進數,數制轉換總結：,P進制 十進制:計算加權(P)和; 十進制 P進制: 整數部分 除P取余，自下而上； 小數部分 乘P取整，自上而下。,課堂練習:,分別寫出和十進數127、256等價的二進數、八進數、十六進數。 分別寫出和二進數110110、100011等價的八進數、十進數、十六進數。 解釋不能把十六進制數字“A”寫成“10”的原因。,