学生计算机基础调查从来没用过计算机玩儿过游戏做过文字编辑上过网组装过个人计算机写过程序教材主教材王红梅胡明编著.计算机
学科概论.清华大学出版社参考教材赵致琢编著.计算机科学导论.科学出版社黄国兴编著.计算机导论.清华大学出版社张欣译.计算机
科学概论.机械工业出版社课程性质综述性、导引型课程粗线条介绍，作用：旅游出发前浏览地图学习要求：了解、理解
学习知识的四个层次：了解、理解、掌握、应用课程内容理论环节计算机发展简史认识计算机学科计算机学科的基
础知识如何学习计算机学科有关职业和职业道德实验环节Windows基本操作常用办公软件：W
ord、Excel、PowerPoint学习目标了解计算机的发展历史；理解计算机的基本工作原理、基本概念；初步了解计
算机学科的内涵、知识体系；了解有关职业和职业道德；产生兴趣、树立信心、建立目标；掌握方法，学会学习。注意：本课程介绍
的内容大部分将在后续课程中学习，所以，不要求弄懂每一个技术细节。授课方式与成绩评定澄清一个认识用户与专业人员的区别启示？？
？计算机应用技术≠应用计算机技术对于从事计算机系统的研究、发展、设计和制造的专业人员来说，不仅要懂得计算机系统的原理，还要
懂得计算的原理。什么是计算机系统？什么是计算？“计算机学科概论”这门课是学习的开端今后的课程将从不同的角度回答这两个问题
四年后，同学们应当自己回答这两个问题计算机是什么？计算机存在于我们的生活中为什么计算机无处不在？计算机是什么？计算机
是什么？第1章计算机发展简史1.1计算工具的发展简史1.2计算机发展简史1.3计算机的分类和特点
1.4计算机的应用领域手动式计算工具——算筹机械式计算工具——帕斯卡加法器机械式计算工具——莱布尼茨四则运算器
机械式计算工具——雅各织布机机械式计算工具——差分机机械式计算工具——分析机英国著名诗人拜伦的独生女爱达?
奥古斯塔为分析机编制了人类历史上第一批计算机程序。阿达和巴贝奇为计算机的发展创造了不朽的功勋，他们对计算机的预见超
前了一个多世纪，正是他们的辛勤努力，为后来计算机的出现奠定了坚实的基础。机电式计算机——制表机第一台可以自动进
行加减乘除运算、累计存档、制作报表的制表机，这台制表机参与了美国1890年的人口普查工作。TMC→CTR→IBM
德国工程师朱斯研制出Z-1计算机，这是第一台采用二进制的计算机。在接下来的四年中，朱斯先后研制出采用继电器的计算机Z-2、Z-3、
Z-4。计算机三原则冯·诺依曼冯·诺伊曼计算机的基本组成计算机是什么？1.2计算机发展简史1.2.1计算
机硬件的发展简史第一代计算机（1946－1958）第二代计算机（1959
－1964）第三代计算机（1965－1970）第四代计算机（1971－至今
）1.2.2计算机软件的发展简史第一代软件（1946－1953）
第二代软件（1954－1964）第三代软件（1965－1970）第四代软件
（1971－1989）第五代软件（1990－）第一代计算机（1946－1958）以1946年E
NIAC的研制成功为标志建立在电子管基础上存储设备最初使用延迟线，后来采用磁鼓输入设备是读卡机输出设备是穿孔卡片机和行式
打印机在这个时代将要结束时，出现了磁带驱动器IBM701——信息产业的开始第二代计算机（1959－1964）以菲尔克公
司研制成功的晶体管计算机为标志用晶体管取代了电子管内存储器——磁芯存储器辅助存储器——磁盘出现了通道和中断装置第三代
计算机（1965－1970）以IBM公司研制成功的360系列计算机为标志特征是集成电路内存储器用半导体存储器淘汰了磁芯
存储器输入设备出现了键盘输出设备出现了显示器出现了主机分时系统第四代计算机（1971－至今）以Intel公司研制的微
处理器Intel4004为标志使用大规模集成电路和超大规模集成电路微型计算机的诞生主机系统被计算机网络所代替出现了
并行体系结构微型计算机的诞生1976年苹果公司成立，1977年推出的APPLEII计算机是早期最成功的微型计
算机。它性能好、价格低，时价相当于一台高档家电。第一台真正的个人计算机微型计算机的发展第一代软件（1946－1953）
用机器语言编写的在这个时代的末期出现了汇编语言个体化软件开发第一代软件计算机语言的分层第二代软件（1954－1964）
使用高级程序设计语言软件＝程序个体化软件开发软件危机出现了装入程序等系统软件FORTRAN——第一个高级语言第二
代软件计算机语言的分层前两代软件计算机的分层结构第三代软件（1965－1970）出现分时操作系统软件作坊软件工程，用工
程化方法管理软件开发结构化程序设计与软件开发出现数据库技术以及统一管理数据的软件系统第三代软件计算机的分层结构第四代软件
（1971－1989）更好、更强大的操作系统被开发了出来引入了鼠标的概念和点击式的图形界面出现了多媒体计算机出现了
多用途的应用程序图形用户界面第四代软件计算机语言的分层第四代软件计算机的分层结构第五代软件（1990－）Micros
oft公司的崛起面向对象的程序设计方法的出现万维网（WorldWideWeb）的普及软件体系结构从集中式的主机模式转变
为分布式的客户机/服务器模式（C/S）或浏览器/服务器模式（B/S）Windows3.0操作系统Java语言1995年，J
amesGosling领导的团队推出了跨平台的JAVA程序设计语言。1998年，搜索引擎Google推出，开创者是史丹佛博士
班的休学学生LarryPage和SergeyBrin。猜得出这部电脑的历史地位吗？第五代软件计算机语言的分层计算机
用户概念的变化起初，计算机用户和程序员是一体的在第一代软件末期，出现了系统程序员和应用程序员的区分，但计算机用户仍然是程序员
20世纪70年代早期开始，计算机用户不仅是程序员，还包括使用应用软件的非专业人员；今天，所有使用计算机的人都是计算机用户应
用程序员与计算机硬件的距离1.2.3计算机的发展趋势超级化微型化智能化普适化网络化新型化1.2.3计算机的
发展趋势超级计算机1.2.3计算机的发展趋势超级计算机1.2.3计算机的发展趋势超级计算机1.2.3计算机的发展
趋势超级计算机1.2.3计算机的发展趋势超级计算机1.2.3计算机的发展趋势超级化微型化智能化普适化网络化
新型化1.2.3计算机的发展趋势超级化微型化智能化普适化网络化新型化计算机的分类巨型计算机大型计算机
小型计算机服务器工作站微型计算机网络计算机便携式计算机嵌入式计算机计算机的分类计算机的分类计算机的分类计
算机的分类计算机的分类计算机的分类计算机的分类计算机的特点运算速度快运算精度高存储容量大计算自动化连接
与网络化计算机的特点运算速度快运算精度高存储容量大计算自动化连接与网络化计算机的特点运算速度快运算精度高
存储容量大计算自动化连接与网络化计算机的特点运算速度快运算精度高存储容量大计算自动化连接与网络化计算机的
应用领域科学计算使用计算机解决在科学研究和工程技术领域中提出的大量复杂的数值计算问题。数据处理使用计算
机对数据进行输入、分类、加工、整理、合并、统计、制表、检索以及存储等。（1）办公自动化；（2）管理信息系统；（3）商业
应用；（4）文献检索；（5）医疗保健……计算机的应用领域计算机的应用领域实时控制实时采集检测数据，使用计算机
快速进行处理并自动控制被控对象的动作，实现生产过程的自动化。辅助工程与辅助教育（1）计算机辅助设计；（2）计算机辅助制
造；（3）计算机集成制造；（4）计算机辅助教育……艺术与娱乐计算机的应用领域计算机的应用领域以上列举的只
是计算机应用领域的一小部分。事实上，计算机的应用领域在广度和深度两个层面上都是没有止境的，只要人们掌握了计算机原理和应用技术，充分
发挥在各自领域中的能动性和创造性，那么计算机在各个领域中都可以找到用武之地并使计算机应用不断深入。在计算机软件发展的进程中，随
着包围硬件的软件变得越来越复杂，计算机提供的功能越来越强大，使用计算机变得越来越容易，应用程序员离计算机硬件也越来越远了。那些仅仅
使用高级语言编程的人不需要懂得机器语言和汇编语言，这就降低了对应用程序员在硬件及机器指令方面的要求。高速度、大容量、功能强面
向庞大、复杂问题：航天、石油、基因、国防…大国竞争点之一1.美洲豹据美国《新科学家》网站报道，随着科学技术的迅猛发展，计
算机的运行速度也越来越快，大型超级计算机不断问世。国际TOP500组织是发布全球已安装的超级计算机系统排名的权威机构，他们以超级计
算机基准程序Linpack测试值为序进行排名，每年发布两期全球超级计算机500强排行榜。在2009年11月份刚刚出炉的排行榜上，美
国的“美洲豹”荣登榜首宝座，中国的“天河一号”名列第五位。“美洲豹”超级计算机系统隶属于美国能源部，坐落于美国橡树岭国家实验室。在
本期排行榜上，它以每秒1.8千万亿次的运算速度超越“走鹃”而名列榜首，它的运算速度比“走鹃”快大约70%。“美洲豹”是一台民用计算
机，将主要用于模拟气候变化、能源产生以及其他基础科学的研究。???????????????????????????????
?????????????????????2.走鹃????????????????自2008年6月起到本期排行榜出炉之
前，“走鹃”一直稳居TOP500排行榜榜首位置，它也是世界上第一台打破每秒千万亿次运算速度的超级计算机。“走鹃”位于美国新墨西哥州
的洛斯阿拉莫斯国家实验室，它也是一种IBM系统计算机，每秒运算速度可达1042万亿次。它采用了一系列专门针对游戏和商业的技术，包括
用于索尼“游戏站3”的九核Cell处理器和AMD双核皓龙处理器。因此，“走鹃”是全球第一台采用Cell处理器的混合式超级计算机。“
走鹃”系统主要用于对美国核武器进行复杂而秘密的评估。3.海妖“海妖”超级计算机由美国田纳西大学国家计算科学研究院所研
制。“海妖”系统中拥有10万个AMD双核皓龙处理器，运算速度为每秒831万亿次，它主要用于一些高端服务器或工作站中。“海妖”也是世
界上由学术机构所拥有的运算速度最快的计算机。4.尤金“尤金”是欧洲运算速度最快的巨型计算机，曾经也名列全球排行榜第二名。
它是由德国尤利希超级计算机中心所研制，采用的是IBM蓝色基因/P型机设计方案，使用许多小型、低能耗的芯片。该方案中，每一个独立处理
器的最大运行速度为850兆赫，甚至比普通家用电脑的处理速度都还要慢。但是，“尤金”巨型机总共拥有292000个处理器芯片，如此多的
芯片使得它的整体运算速度高达每秒825万亿次。本图拍摄于2009年初，当时科学家们正在对其进行升级。5.天河一号?“天河
一号”是首次进入全球超级计算机500强排行榜。它是中国首台千万亿次超级计算机系统，其系统峰值性能为每秒1206万亿次双精度浮点运算
，Linpack测试值达到每秒563.1万亿次。“天河一号”是由天津滨海新区和国防科技大学共同建设的国家超级计算机天津中心所研制，
它的运算速度是中国此前最快的超级计算机的四倍多。在“天河一号”中，共有6144个Intel处理器和5120个AMD图像处理单元(相
当于普通电脑中的图像显示卡)。“天河一号”将广泛应用于航天、勘探、气象、金融等众多领域，为国内外提供超级计算服务。20
10年9月1日新闻：在位于滨海新区的国家超级计算天津中心看到，我国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”的13排计算机柜已全部安装
到位，计划于9月份开始进行系统调试与测试，并分步提交用户使用。“天河一号”超级计算机由滨海新区与国防科技大学共同承担并于20
09年10月研制成功，是我国战略高技术领域的一项重大创新成果。目前，“天河一号”已经安装上由国防科技大学自主研制的天河高性能CPU
芯片，全系统的整体计算处理能力大幅提升，并在信息安全方面拥有更强的技术保障。今年初，一个峰值性能达到百万亿次、可独立完成计算和存储
等工作的计算机系统，作为“天河一号”的首批设备，已在国家超级计算天津中心部署并投入运行，待千万亿次计算机系统建成后，将把计算任务过
渡到千万亿次系统。巨型计算机大型计算机小型计算机服务器工作站微型计算机网络计算机便携式计算机嵌入式计算机巨型计
算机大型计算机小型计算机服务器工作站微型计算机网络计算机便携式计算机嵌入式计算机巨型计算机大型计算机小型计算
机服务器工作站微型计算机网络计算机便携式计算机嵌入式计算机巨型计算机大型计算机小型计算机服务器工作站微型计算
机网络计算机便携式计算机嵌入式计算机巨型计算机大型计算机小型计算机服务器工作站微型计算机网络计算机便携式计算
机嵌入式计算机基于Java技术的瘦客户机系统巨型计算机大型计算机小型计算机服务器工作站微型计算机网络计算机便携
式计算机嵌入式计算机巨型计算机大型计算机小型计算机服务器工作站微型计算机网络计算机便携式计算机嵌入式计算机
现在高性能的电脑每秒钟能进行10亿次加减运算，而在很多场合，运算速度起决定作用。例如：计算机控制导航，要求“运算速
度比飞机飞的还快”。历史上有个著名的数学家契依列,曾经为了更精确地计算圆周率,整整花了15年时间,才算出707位
,如果把这件事交给计算机来做,在几个小时就可计算到10万位.可以将一座大型图书馆的几百万册图书信息存入计算机，并
采用计算机自动检索系统，随时随地向读者提供服务，其存储容量之大就可想而知了。电子商务远程教育电子计算机——ABC
约翰.阿塔纳索夫制造了后来举世闻名的ABC计算机的第一台样机。1939年阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则：
（1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证精度；（2）利用电子技术来实现控制，逻辑运算和算术运算，以保证计算速度；（3）
采用把计算功能和二进制数更新存贮的功能相分离的结构。电子计算机——ENIAC莫克利埃克特1946年冯·诺依曼最突
出的贡献在于确立了现代计算机的基本结构，提出计算机应具有五个基本组成成分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，描述了这五大
部分的功能和相互关系，并提出“采用二进制”和“存储程序”这两个重要的基本思想。运算器存储器控制器输出设备输入设备数
据流控制流输入：接受由输入设备（如键盘、鼠标、扫描仪等）提供的数据。处理：对数值、逻辑字符等各种类型的数据
进行操作，按指定的方式进行转换和加工。输出：将处理所产生的结果等数据送到相关输出备（如显示器、打印机、绘图仪等）。存储：可以存
储程序和数据。计算机是能够按照事先存储的程序，自动、高速的对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。这台PC机配
置了Intel8088微处理器，64K内存，还有5.25英寸的软盘驱动器，操作系统采用的是刚刚在西雅图成立的Microsoft公
司生产的IBM硬盘操作系统。????这台举世闻名的PC机当时售价2665美元（不包括显示卡和黑白显示器）。IBM
PC70年代诞生第一台（Apple公司）80年代初提出开放的标准结构（IBMPC及兼容机）80年代中期DOS的出
现（Microsoft）硬件技术的飞速发展（IntelCPU）90年代中期Windows的广泛使用（Microsoft）
90年代末多媒体技术和互联网的推动，微机无所不在计算2+6的机器语言程序：1011000000000110
00000100000000101010001001010000计算2+6的汇编语言程序：MOVAL，6A
DDAL，2MOV#5，AL机器语言汇编语言1954年约翰·巴克斯领导的小组开发出第一个后来广泛使用的程序语言
Fortran，大大提高了程序开发效率。Fortran推动IBM的新机器704走向世界，成为当时最成功的计算机，也使IB
M成为计算机产业的老大。由此可见软件的重要性。机器语言汇编语言高级语言硬件翻译程序应用程序硬件翻译程序、DBMS
应用程序操作系统美国加利福尼亚大学的恩格巴特博士发明了世界上第一只鼠标。1983年1月，苹果公司推
出了研制费用高达5000万美元的丽萨（Lisa）电脑，这也是世界上第一台商品化的图形用户界面的个人计算机，同时这款电脑也第一次配备
了鼠标。机器语言汇编语言高级语言（结构化，……）硬件其他系统软件，工具软件应用软件（专用软件、通用软件）操作系统
1990年5月，微软宣布推出Windows3.0操作系统，并在年底创下销售100万套的纪录。Windows3.0操作系统提
供了对多媒体、网络等众多最先进技术的支持，从而被成为软件技术的一场革命。这是TimBerners-Lee当初发明WWW所使用
的电脑机器语言汇编语言高级语言（结构化、面向对象、……）课上讲授和演示复习、自学和书面作业上机实验并完成上机作业
成绩评测实验 20%作业及考勤 50%论文
30%洗衣机≠计算机≠对于使用洗衣机的人，没有必要懂得洗衣机的原理，只需要了解使用知识。对于从事洗衣机的研究、发展、设
计和制造的人，不仅要懂得洗衣机的原理，还要懂得洗衣的原理。Computersareeverywhere！计算机能够做许多种
不同的事：画图娱乐帮助人进行决策模拟世界上的事物制作影视特技帮助人进行设计帮助人制定计划……
算题（科学计算）制作图案处理文字记录事实控制其他机器游戏发送消息识别语音计算机什么都能做吗？计算
机全称是通用电子数字计算机，在学术性较强的文献中通常称为计算机，在科普性读物中通常称为电脑。通用是指计算机可服务于多种用途；电
子是指计算机是一种电子设备；数字是指在计算机内部一切信息均用0和1的编码来表示。计算机是一台笨拙的机器，具有从事令人难以置信
的聪明工作的能力；计算机程序员是一些聪明的人，具有从事令人难以置信的笨拙工作的能力；计算机与程序员实现了完美的配合。手动式
计算工具——结绳记事人类最初用手指进行计算，但计算范围有限，计算结果也无法存储。于是人们用绳子、石子等作为工具来
延长手指的计算能力和存储能力，如中国古书中记载的“上古结绳而治”，拉丁文中“Calculus”的本意是用于计算的小石子。远古时
代最原始的人造计算工具是算筹，我国古代劳动人民最先创造和使用了这种简单的计算工具。算筹最早出现在何时，现在已经无法
考证，但在春秋战国时期，算筹使用非常普遍。春秋时期手动式计算工具——算盘计算工具发展史上第一次重大改革是算
盘，也是我国古代劳动人民首先创造和使用的。算盘由算筹演变而来，并且和算筹并存竞争了一个时期，终于在元代后期取代了算筹。元代后期
手动式计算工具——纳皮尔算筹Napier算筹由一些长条状的木棍组成，木棍的表面雕刻着类似于乘法表的数字。每个木棍
表示一位数字的乘法表，把这些木棍顺序排列起来，可以只用加法操作来实现乘法操作。1617年手动式计算工具——计算尺
对数计算尺是在两个圆盘的边缘标注对数刻度，然后让它们相对转动，就可以基于对数运算用加减法来实现乘除运算。1621年
帕斯卡加法器是由齿轮组成、以发条为动力、通过转动齿轮来实现加减运算的计算装置。1642年莱布尼茨四
则运算器是能进行四则运算的机械式计算器，这台机器在进行乘法运算时采用进位-加（shift-add）的方法，这种方法后来演化为二进制
，被现代计算机采用。1673年法国人约瑟夫·雅各（JosephJacquard）发明了可编程织布机，通过读取穿孔卡片上的编码信息来自动控制织布机的编织图案。1804年1822年差分机专门用于航海和天文计算，这是最早采用寄存器（齿轮式装置）来存储数据的计算工具，体现了早期程序设计思想的萌芽，使计算工具从手动机械跃入自动机械的新时代。在分析机的设计中，巴贝奇采用了三个具有现代意义的装置：（1）存储装置（2）运算装置（3）控制装置分析机的输入和输出装置采用穿孔卡片。1832年这部以齿轮为元件、以蒸汽为动力的分析机的设计思想在他去世后近100年才得以实现。机械式计算工具——分析机1886年由霍列瑞斯创办的制表机公司几经演变，最终更名为国际商用机器公司，即今天的IBM。1935年，IBM制造了IBM601穿孔卡片式计算机，该计算机能够在一秒钟内完成乘法运算。1935年托马斯·华生机电式计算机——Z系列1938年机电式计算机——MARK-I美国哈佛大学应用数学教授霍华德·艾肯在读过巴贝奇和爱达的笔记后，发现了巴贝奇的设计，并被巴贝奇的远见卓识所震惊。艾肯提出用机电的方法，而不是纯机械的方法来实现巴贝奇的分析机。1936年 |
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