电子教案-第1章 计算机与计算思维

大学计算机基础本课程内容2

大学计算机内容体系基础知识计算机文化信息技术基础操作系统基础网络基础信息安全与职业道德计算机新技术基本技能操作系统文字处理演示文稿电子表格应用设计数据库命令Flash软件Python初步计算机思维计算机思维概念数据结构与算法顺序结构选择结构循环结构课程目标拓宽计算机基础知识计算机的基本原理、技术和方法引入计算机新技术和计算机发展趋势掌握基本技能常用系统和应用软件的使用提高应用能力

重点是网络、数据库技术的基础知识和应用培养计算机思维意识了解计算机思维、程序和算法等概念3课程的安排第1章计算机与计算机思维

2学时第2章信息技术基础2学时第3章操作系统

2学时第4章word2010

2学时第5章Excel2010

4学时第6章PowerPoint2010

2学时第7章多媒体技术及应用2学时第8章数据库基础2学时第9章

计算机网络与Internet应用基础2学时第11章程序设计基础4学时课程特点内容多:每一章是计算机专业的一门主干课程，各章

之间紧密度不高。为提高实效，讲课的次序以

实践为主线，与教材次序不一致。实践性强:听到的会忘掉，看到的能记住，做过的才

真正明白，实验是检验正确的标准，安排

了丰富的实验。程度不一:共同的愿望对学习计算机兴趣、提高信息

素养和计算机综合能力.5考核方法6平时成绩(40%)1.考勤(10分)课堂考勤50%实验课考勤(50%)

2.实验作业(40分)3.学习平台学习(10分)视频

(知识点学习数>=总数*70%)

(视频总学习时间>=总时长*70%)

在线时长和登录次数

在线时长>=总视频长度

登录次数>=124.期中测试(40分)WindowsOffice操作7机房入口：33http://32校园网入口：25

http://28账号和密码均为:学号机房上机时的登录名为学号,

密码为123456微课堂教学平台使用第1章计算机与计算思维第1章计算机与计算思维【知识要点】计算机的发展计算机的应用领域计算机的组成及各部分的功能常见的计算模式计算思维的概念及应用第1章计算机与计算思维1.1计算机的发展和基本构成1.2计算机应用系统的计算模式1.3计算思维概述引言11

人类为什么要发明计算机？1人的计算速度很低

(1)祖冲之计算π至小数点后7位数用了15年

(2)计算30×30的行列式需要许多个人年

(3)中国第一棵原子弹研制时，数百位科学家在大礼堂打算盘的壮观场景2早期的计算工具

(1)算筹：春秋战国时期 世界上最早的计算工具

(2)算盘：中国唐代第一种手动式计数器沿有至今

(3)计算尺：1622年英国奥特瑞德可进行加、减、乘、除、指数、三角函数

(4)加法器：1642年法国帕斯卡机械式，只能做加法 12

(5)计算器1673年 德国莱布尼茨，机械式可进行加、减、乘、除和开方

1834年分析机

分析机：体现了现代电子计算机的结构、设计思想。被称为现代通用计算机的雏形引言(6)差分机和分析机查尔斯.巴贝奇1812年差分机1.1.1计算机的发展和应用领域概述13计算机的产生

图灵机、ENIAC和冯·诺依曼体系结构在理论上、工作原理、体系结构上奠定现代电子计算机的基础图灵机(Turingmachine，TM)

阿兰·图灵(AlanMathisonTuring，1912—1954)

解决问题；什么是计算？什么是可计算性？

1.1.1计算机的发展和应用领域概述14邱奇、图灵和哥德尔断言：

一切直觉上能行可计算的函数都可用图灵机计算，反之亦然著名的邱奇－图灵论题世界上的问题可计算的：图灵机可计算的就是可计算的不可计算的图灵的贡献图灵机模型：解决了可计算问题计算机的理论问题图灵测试：回答了什么样的机器具有智能人工智能的理论基础美国计算机学会ACM于1966年创立了“图灵奖”计算机科学之父人工智能之父

ENIAC(电子数字积分计算机)

1946.2~1955.10宾州大学15每秒5千次加减运算没有存储器采用十进制表明电子计算机时代的到来，具有划时代意义1.1.1计算机的发展和应用领域概述(1)计算机的产生1.1.1计算机的发展和应用领域概述计算机的产生ENIAC计算机(1)计算机的产生

冯·诺依曼体系结构计算机

人类第二台计算机；EDVAC(离散变量自动电子计算机)

1945年冯·诺依曼参与研制并且发表：关于“EDVAC的报告草案”17采用二进制存储程序：程序和数据一起存储在内存中五个部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备奠定了现代计算机体系结构和工作原理迄今为止的计算机都采用这种思想，称为冯·诺依曼计算机

1.1.1计算机的发展和应用领域概述小结时代年份器件运算速度软件应用一46-59电子管每秒几千次机器语言汇编语言科学计算军事领域二60-64晶体管每秒几十万次高级语言数据处理工业控制三65-69集成电路每秒几百万次操作系统文字处理图形处理四70年迄今大规模集成电路达到每秒亿亿次数据库、网络等各个领域(2)电子计算机的发展1.1.1计算机的发展和应用领域概述(3)微型计算机的发展

微型计算机指的是个人计算机(PersonalComputer,PC)，简称微机。其主要特点是采用微处理器(MicroProcessingUnit,MPU)作为计算机的核心部件，并由大规模、超大规模集成电路构成。微型计算机的升级换代主要有两个标志，微处理器的更新和系统组成的变革。微处理器从诞生的那一天起发展方向就是：更高的频率，更小的制造工艺，更大的高速缓存。随着微处理器的不断发展，微型计算机的发展大致可分为以下几代:

第一代(1971年—1973年)是4位和低档8位微处理器时代。典型微处理器产品有Intel4004、8008。集成度为2

000晶体管/片，时钟频率为1MHz。第一个微处理器Intel40041.1.1计算机的发展和应用领域概述(3)微型计算机的发展第二代(1974年—1977年)是8位微处理器时代。典型微处理器产品有Intel公司的Intel8080、Motorola公司的MC6800、Zilog公司的Z80等。集成度为5

000晶体管/片，时钟频率为2MHz。同时指令系统得到完善，形成典型的体系结构，具备中断、DMA等控制功能。第三代(1978年—1984年)是16位微处理器时代。典型微处理器产品是Intel公司的Intel8086/8088/80286、Motorola公司的MC68

000、Zilog公司的Z8

000等。集成度为25

000晶体管/片，时钟频率为5MHz。微机的各种性能指标达到或超过中、低档小型机的水平。第四代(1985年—1992年)是32位微处理器时代。集成度已达到100万晶体管/片，时钟频率达到60MHz以上。典型32位CPU产品有Intel公司的Intel80386/80486、Motorola公司的MC68020/68040、IBM公司和Apple公司的PowerPC等。1.1.1计算机的发展和应用领域概述(3)微型计算机的发展

第五代(1993年至今)是64位奔腾(Pentium)系列微处理器的时代，典型产品是Intel公司的奔腾系列芯片及与之兼容的AMD的K6系列微处理器芯片。它们内部采用了超标量指令流水线结构，并具有相互独立的指令和数据高速缓存。随着MMX(MultiMediaeXtension)微处理器的出现，使微机的发展在网络化、多媒体化和智能化等方面跨上了更高的台阶。目前已向双核和多核处理器发展。(4)

发展趋势：微型化、巨型化、网络化和智能化22未来新型计算机：(1)光计算机利用光子取代电子进行数据运算、传输和不同波长的表示不同的数据优点：超高速缺点：体积庞大(2)生物计算机(分子计算机)

20世纪80年代中期开始研制,采用了生物芯片，运算速度比最新计算机快10万倍，耗电为现在普通计算机十亿分之一。(3)量子计算机利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机,这种多现实态是量子力学的标志。1.1.1计算机的发展和应用领域概述1.1.1计算机的发展和应用领域概述(4)计算机的发展趋势

神威超级计算机和申威微处理器2023/11/26形形色色的计算机1.1.1计算机的发展和应用领域概述计算机的应用领域计算机的诞生和发展，对人类社会产生了深刻的影响，它的应用范围包括科学技术、国民经济、社会生活的各个领域，概括起来可分为如下几个方面。(1)科学计算：即数值计算，是计算机应用的一个重要领域。计算机的发明和发展首先是为了高速完成科学研究和工程设计中大量复杂的数学计算。(2)信息处理：信息是各类数据的总称。信息处理一般泛指非数值方面的计算，如各类资料的管理、查询、统计等。(3)实时过程控制：实时控制在国防建设和工业生产中都有着广泛的应用。例如由雷达和导弹发射器组成的防空控制系统、地铁指挥控制系统、自动化生产线等，都需要在计算机控制下运行。1.1.1计算机的发展和应用领域概述计算机的应用领域(4)计算机辅助工程：计算机辅助工程是近几年来迅速发展的应用领域，它包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)等多个方面。(5)办公自动化(OA)：指用计算机帮助办公室人员处理日常工作。(6)数据通信：“信息高速公路”主要是利用通信卫星群和光导纤维构成的计算机网络，实现信息双向交流，同时利用多媒体技术扩大计算机的应用范围。利用计算机把整个地球网络起来，使“地球村”成为现实。(7)智能应用：即人工智能，既不同于单纯的科学计算，又不同于一般的数据处理，它不但要求具备高的运算速度，还要求具备对已有的数据(经验、原则等)进行逻辑推理和总结的功能(即对知识的学习和积累功能)，并能利用已有的经验和逻辑规则对当前事件进行逻辑推理和判断。1.现代计算机系统的构成操作系统：DOX、Windows、MacOS、UNIX、linun等

硬件系统

主机

运算器(ALU)

控制器(CU)输入设备：键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪、麦克风等

中央处理器(CPU)

内存

软件系统

系统软件

通用应用软件：办公软件包、数所谓管理系统、计算机辅助设计等

计算机系统只读存储器(ROM)

随机存取存储器(RAM)

高速缓冲存储器(Cache)

外设

输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音响等

外存：硬盘、光盘、U盘、移动硬盘等

实用程序：诊断程序、排错程序等

语言处理程序：C、C++、Java等专用应用软件：各企业的管理信息系统等

应用软件

1.1.2计算机系统的基本构成CPU28冯.诺依曼思想：五大模块程序和数据以二进制的形式存放在存储器控制器根据存放在存储器中的指令序列(程序)进行工作存储器数据流控制流运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器2.冯·诺依曼计算机的组成特点：程序存储，按程序顺序执行1.1.2计算机系统的基本构成29程序控制方式编写程序可执行程序指令操作码地址码指令译码器操作控制线路程序计数器控制信号3.硬件系统功能：指挥计算机的各个部件按照指令的功能要求协调工作。组成包括：指令寄存器IR、程序计数器PC、指令译码器ID。如何利用计算机解决问题？控制器(CU)运算器30控制信号功能：进行算术运算和逻辑运算。包括：算术逻辑部件ALU、累加器、通用寄存器、状态寄存器。数据内存累加器状态寄存器通用寄存器控制器的控制线路算术逻辑部件ALU状态寄存器状态寄存器用来记录算术、逻辑运算或测试操作的结果状态3.硬件系统31存储体地址译码器数据寄存器数据总线读写电路地址总线存储器功能：用来存储数据和程序，能按照指定位置读写二进制信息。包括：内存储器、外存储器(又称内存和外存)。外存储器：长期存放大量信息。一般只与内存进行数据交换内存储器：信息交流中心。计算机直接从内存中存取信息内存RAM随机存取存储器ROM只读存储器3.硬件系统多级存储器体系结构32CPU寄存器组Cache主存外存主机存取速度快，但容量小价格贵容量大、价格低，但存取速度慢高速存取，但存储容量小实现高速存取存放当前使用最频繁的指令和数据3.硬件系统存储单元33每个记忆单元由8位二进制位组成。常用：KB，MB，GB，TB等字节Byte76543210位bit位(bit)：二进制的最小单位，代表一个0或1。字节(Byte)：8位二进制，数据存储基本单位。字(Word)：计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数.存储器中，通常每个单元存储一个字。字长(WordLength)：每个字中二进制位数3.硬件系统输入、输出设备34内存输入设备接受用户输入的原始信息转换成计算机可识别的信息形式(二进制)存放到内存中输出设备将内存中的处理结果信息转变为用户可接受的形式输出或成为其它机器所能接受的形式输出3.硬件系统4.计算机软件系统35软件是指程序、程序运行所需要的数据以及开发、使用和维护这些程序所需要的文档的集合。裸机操作系统UnixLinuxWindows其他系统软件语言处理程序诊断程序系统设置和优化备份程序反病毒程序压缩程序应用软件办公软件包多媒体软件数据管理游戏软件学习软件互联软件系统软件面向计算机管理支持应用软件开发和运行具有专门的应用目的(1)系统软件

36操作系统语言处理程序实用程序使软硬件资源协调一致有条不紊地工作，对软硬件实行统一的管理和调度。管理计算机硬件资源控制其他程序运行为用户提供交互操作界面目前典型的操作系统有：Windows、UNIX、MacOSX、Linux等。(1)系统软件37操作系统语言处理程序实用程序翻译工具作用：将源程序翻译成计算机能识别的机器语言程序。程序设计语言：机器语言汇编语言高级语言典型的程序设计语言有：FORTRAN、Pascal、C与C++、BASIC、Java、C#等。汇编程序编译程序解释程序(1)系统软件38操作系统语言处理程序实用程序翻译工具作用：将源程序翻译成计算机能识别的机器语言程序。程序设计语言：机器语言汇编语言高级语言典型的程序设计语言有：FORTRAN、Pascal、C与C++、BASIC、Java、C#等。汇编程序编译程序解释程序实用程序39系统设置软件：对系统进行全面设置、优化和保护 Windows优化大师：系统检测、系统优化、系统清理、系统维护诊断程序：识别并且改正计算机系统存在的问题“管理|设备管理器”：所有设备的详细情况备份程序：把硬盘上的文件复制到其他存储设备上“控制面板|系统和安全|备份和恢复”反病毒程序：消除或防御电脑病毒和恶意软件 MicrosoftSecurityEssentials文件压缩程序：压缩较大的文件，产生另一较小容量的文件 WinRAR，7-Zip完成一些与管理计算机系统资源及文件有关的任务(2)应用软件为某一专门的应用目的而开发的软件。1.办公软件包2.图形和图象处理软件3.数据管理4.Ineternet服务软件5.娱乐与学习软件401.1.3微型计算机的主要部件411.微型计算机的诞生

1971年Intel的工程师马西安·霍夫(M.E.Hoff)成功地在一个芯片上实现了中央处理器：第一片4位微处理器—Intel4004，第一台4位微型计算机—MCS-4，

2.摩尔定律

每18个月，集成度将翻一翻，

速度将提高一倍，

而其价格将降低一半AppleII第一个带有彩色图形的个人计算机

42笔记本电脑台式计算机平板

3.微机种类1.1.3微型计算机的主要部件43主机的基本组成主板

CPU

存储器：内存、外存1.主板主板(MainBoard)也叫母板(MotherBoard)，是连接其它部件的载体44芯片：平台控制芯片、BIOS芯片。插槽/接口：CPU插槽、内存插槽、显卡插槽、PCI插槽、硬盘/光驱接口等。外部接口:USB接口、视频输出接口(HDMI、DVI、VGA等)、音频接口、网络接口、键盘鼠标接口等。(1)主板部件和架构(1)主板部件和架构常见架构ATX:最常见的主板架构,扩展插槽较多，数量在4-6个MicroATX:常说的“小板”，扩展插槽较少UATX是准系统主板，尺寸比MicroATX还要小,使用更小的机箱45ATX主板架构对主板的尺寸大小、形状、各元器件的布局、排列方式等制定出标准，所有主板厂商都必须遵循。主要解决散热、噪声等(2)芯片组芯片组是主板的核心，决定了主板的功能和档次，由平台控制器芯片组成，以前由北桥和南桥芯片组成，现在北桥功能集成到CPU里面。控制器芯片(PlatformControllerHub，PCH)负责控制外部I/O设备的连接通信，如PCI总线、USB、IDE、SATA等接口，以及负责管理音频控制器、键盘控制器、实时时钟控制器、高级电源管理等462.CPUCPU是计算机的核心，它负责处理、运算计算机内部的所有数据，计算机选用什么样的CPU，决定了计算机的性能，甚至决定了能够运行什么样的操作系统和应用软件，所以了解CPU的基础知识是非常必要的。473.存储器主存储器(内存储器),速度快，容量小，价格较高，可由CPU直接访问。辅助存储器(外存储器),速度慢，容量大，价格低，CPU不可以直接访问。48主存(内存)随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器(Cache)辅存(外存)磁介质,软盘和硬盘光盘Flash存储器CPURAM外存(1)主存储器-ROM只读存储器(ROM),可读，不可写；掉电后数据不会丢失BIOS(BasicInputOutputSystem)即基本输入输出系统。是被固化到主板ROM芯片上的程序。BIOS主要功能:识别各种硬件(包括型号)引导操作系统进行硬件最直接的操作，如读文件等。引导操作系统过程自检。检查电脑硬件是否良好。初始化，读取CMOS里设置的参数,对硬件进行设置。引导操作系统。49开机自检执行ROM中的启动程序加载操作系统执行操作系统(1)主存储器－CMOSCMOS(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)是一种RAM存储器。它存储了计算机的时钟和硬件配置等信息。它靠系统电源供电，当关机后就靠主板电池供电，因而它保存的信息不会丢失。CMOS设置：在电脑刚开机时(操作系统还没开始启动)，一般按Del键进入(不同的主板会不一样)50(1)主存储器-Cache原因：CPU的速度很快而内存速度较慢。Cache集成在CPU内部，高速，小容量。CPU访问Cache是以字节为单位的，而Cache与内存数据交换是以块(页)为单位的。CPU首先从Cache中查找，如果没有找到，再从内存中读取，同时把这个数据所在的数据块调入Cache中一级缓存L1Cache，容量小。二级缓存L2Cache，容量大。主要区别在于CPU查找数据的顺序。一般由DRAM(静态存储器)构成。51(2)辅助存储器(外存)主存储器，读写速度快，容量小，断电不能保存数据。辅助存储器，大容量、能长期保存数据的存储器。分类：52磁盘:软盘和硬盘光盘：CD,DVDFlash存储器：U盘和各种Flash卡辅存(外存)(2)辅存－硬盘硬盘(HardDisk)是微机中最主要的辅存，特点是容量大。硬盘有数个盘片，每盘片有上下两个面，每个面一个磁头。同一盘片不同半径的同心圆为磁道。磁道被划分为多个扇区。不同盘片相同磁道构成的圆柱面即柱面。存储容量＝磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数。信息记录可表示为：几号磁道(柱面)，几号磁头，几号扇区。53硬盘接口IDE接口，并行接口。也叫ATA接口或PATA。数据传输率主要有66MB/s、100MB/s和133MB/s。SATA(SerialATA)接口，串行接口。数据传输，SATA2.0300MB/s，SATA3.0600MB/s。SATA接口具有结构简单、可靠性高、数据传输率高、支持热插拔的优点。SCSI(SmallComputerSystemInterface，小型计算机系统接口)，并行接口。最高的数据传输速度可达320MB/s54硬盘种类笔记本硬盘：直径：2.5英寸和1.8英寸。特点：小巧轻便，重量尚不足百克。移动硬盘＝笔记本硬盘＋读写控制电路板＋外部接口外部接口：USB2.0和IEEE1394。微型硬盘：一般为1英寸以下的硬盘。主要用于数码产品中，如数码摄像机。固态硬盘(solid-statedisk，SSD)运用Flash芯片发展出最新的硬盘。不怕摔，能适应极端温度或湿度，适合工业或军事用途。价格非常高。55(2)辅存－光盘CD的容量一般为680M,DVD的容量为4.7G~50G，相当于7~73张普通CD光盘。DVD采用更细的激光束，具有更高的磁道密度。56光驱：COMBO光驱：“康宝”是一种集合了CD、DVD的读取和CD的刻录。DVD刻录光驱：包括了CD、DVD的读取和CD、DVD的刻录。光驱的数据读取速率用倍速来表示，CD最高为64倍速DVD为20倍。CD光驱的1倍速是150KB/s,DVD光驱的1倍速是1350KB/s(2)辅存－Flash存储器Flash存储器(FlashMemory)，也叫闪速存储器，它既有ROM的特点，断电能长期保存信息，又可以通过一定的电压进行擦除重写。U盘Flash卡：需要读卡器与计算机连接。571.1.4总线与接口1.总线

总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类。计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。常见总线有：PCI和PCI-E58设备设备设备设备设备总线高速公路天津北京济南上海南京设备设备点对点的总线591.总线地址总线:传输地址信息数据总线:传输数据信息控制总线:传输控制信息内部总线：连接CPU的各个组成部件(芯片内部)系统总线：连接计算机中各大部件外部总线：连接计算机和外部设备连接对象传输对象并行总线:通信速度快、实时性好串行总线:简易、方便、灵活数据传输方式计算机的各个部件内部，部件之间都采用总线连接。衡量总线的指标就是总线带宽总线带宽=总线工作频率×总线位宽×传输次数/8(1)PCIPCI是一种32位数据的并行总线(可扩展为64位)，总线频率为33MHz或66MHz，最大传输速率＝66M×64/8＝532MB/s。优点：结构简单、成本低、设计容易。缺点：总线带宽有限(总线频率有限)，同时多个设备是共享总带宽。60(2)PCI-E是替代PCI的最新的总线，是一种串行总线。有多个通道(Lane)，各个通道相互独立，即PCI-E的x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32等。每个通道单向传输带宽可达250MB/s，双向为500MB/s。优点是数据传输速率高，而且总线带宽是各个设备独享的。PCI-Ex1取代传统的PCI，而PCI-Ex16取代AGP。612.接口621.1.4输入和输出设备各种类型的信息通过输入设备输入到计算机，计算机处理的结果由输出设备输出。输入设备：键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪、光笔、光学阅读设备、IC卡读卡器等。

631.基本输入设备2.基本输出设备主要有显示器、打印机、投影仪等显示器目前主要是液晶显示器(LCD)等。显示器的三个重要技术指标是：分辨率、色深和刷新频率。1200×1024和真彩32位，75Hz。打印机有针打式打印机，激光打印机和喷墨式打印机。641.2计算机应用系统的计算模式计算机应用系统中数据与应用程序的分布方式称为计算机应用系统的计算模式。自世界上第一台计算机诞生以来，计算机作为人类信息处理的工具已有半个多世纪，在这一发展过程中，计算机应用系统的模式发生了几次变革，它们分别是：单主机计算模式、分布式客户/服务器计算模式(Client／Server，C／S)和浏览器/服务器计算模式(Browser／Server，B／S)。随着计算机和相关技术的进一步发展，会产生新的计算模式。1.2计算机应用系统的计算模式(1)单主机计算模式主机不需要通过网络获得服务，全部利用自己本机的软、硬件资源(CPU，内存等)完成计算任务。单主机计算模式又可细分为两个阶段：

①单主机计算模式,系统所用的操作系统为单用户操作系统,系统一般只有一个控制台(单主机)，计算资源独占使用。

②分时多用户操作系统的研制成功及计算机终端的普及，实现了单主机--多终端的计算模式。在单主机--多终端的计算模式中，用户通过终端使用计算机，每个用户都感觉好像是在独自享用计算机的资源。1.2计算机应用系统的计算模式(2)分布式客户/服务器计算模式

20世纪80年代，个人计算机的发展和局域网技术逐渐趋于成熟，使用户可以通过计算机网络共享计算机资源，计算机之间通过网络可协同完成某些数据处理工作。在这种背景下分布式客户机/服务器(C／S)的计算模式形成了。在客户机/服务器模式中，网络中的计算机被分为两大类：一是用于向其他计算机提供各种服务(主要有数据库服务、打印服务等)的计算机，统称为服务器；二是享受服务器所提供的服务的计算机，称为客户机。客户机一般由微机承担，运行客户应用程序。应用程序被分散地安装在每台客户机上，这是C／S模式应用系统的重要特征：部门级和企业级的计算机作为服务器运行服务器系统软件(如数据库服务器系统、文件服务器系统等)，向客户机提供相应的服务。1.2计算机应用系统的计算模式(3)浏览器/服务器计算模式B/S最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件，只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。系统的扩展非常容易，只要能上网，有浏览器，就可以使用了。B/S模式采用三层架构，适合群体开发，每人可以有不同的分工，协同工作使效率倍增。三层架构属于瘦客户的模式，用户端只需一个较小的硬盘、较小的内存和较慢的CPU就可以获得不错的性能。另外，三层架构的最大优点是安全性，用户端只能通过逻辑层来访问数据层，减少了入口点，把更多的危险的系统功能都屏蔽了。很多网络计算的模式中，出现了B/S和C/S同时存在的混合计算模式。1.2计算机应用系统的计算模式(4)新的计算模式普适计算：是无所不在的、随时随地可以进行计算的一种方式——无论何时何地，只要需要，就可以通过某种设备访问到所需的信息。网格计算：是通过互联网来共享强大的计算能力和数据储存能力，它利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”。云计算：是一种按使用量付费的模式，提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池(包括网络，服务器，存储，应用软件，服务)，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。701.3计算思维概述理论科学、实验科学和计算思维是科学发现的三大支柱。理论思维理论思维以推理和演绎为特征，以数学学科为代表。公理系统三个条件：无矛盾。独立性。完备性。

公理系统要尽可能简单化。1.3计算思维概述【案例】欧几里得几何公理。任意两个点可以通过一条直线连接。任意线段能无限延伸成一条直线。给定任意线段，可以以其一个端点作为圆心，该线段作为半径作一个圆。所有直角都全等。1.3计算思维概述实验思维实验思维以观察和总结自然规律为特征，以物理学科为代表。实验思维步骤：(1)从现象获得直观认识。(2)用数学方法导出数量关系。(3)通过实验证实数量关系。实验思维最重要的是建立理想的实验环境。1.3计算思维概述计算思维计算思维以设计和构造为特征，以计算机学科为代表。计算思维的根本问题是什么能被有效的自动进行。为了机器的自动化，需要在抽象过程中进行符号转换和建立计算模型。计算思维需要考虑问题处理的边界，以及可能产生的错误。74示例1.1：计算f(x)是[a,b]上的积分数学方法牛顿─莱布尼兹：f(x)F(x)

计算思维黎曼积分：对[a,b]进行n等分计算小矩形面积累加

计算思维：运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动1.3计算思维概述75

迭代法迭代过程：1!=12!=1!*23!=2!*3……n!=(n-1)!*n

程序：

s=1;

for(i=1;i<=n;i++)s=s*i;

经典迭代：牛顿迭代法

J20研制过程就是迭代过程：原型机0原型机1原型机2原型机3示例1.2：计算n的阶乘f(n)=n!

递归分解问题小问题n!(n-1)!问题分解小问题更小

问题┆最小

问题分解分解不能再分解n!(n-1)!(n-2)!1!intfac(intn){

if(n==1)

return(1); else

return(fac(n-1)*n);}voidmain(){inty;

y=fac(4)cout<<y;}1.3计算思维概述迭代法也称辗转法，是一种不断用变量的旧值递推新值的过程,从前有座山，山里有座庙，庙里有个老和尚给小和尚讲故事，讲什么呢？从前有座山，山里有座庙，……如果一个函数在定义时，直接或间接地调用了自己，这种算法在程序设计中统称为递归法。76

示例1.3哥尼斯堡七桥问题18世纪经典数学问题在哥尼斯堡的一个公园里，有七座桥将普雷格尔河中两个岛以及岛与河岸连接起来。问是否可能从这四块陆地中任一块出发，恰好通过每座桥一次，再回到起点？1.计算思维的本质：抽象和自动化

抽象：完全超越物理的时空观，并完全用符号来表示数学抽象是一种特例

哥尼斯堡七桥问题

哥尼斯堡七桥问题的抽象

自动化：机械地一步一步自动执行，其基础和前提是抽像1.3计算思维概述772.计算思维的特征

(1)是属于人的思维方式，不是计算机的思维方式

(2)可以由人执行，也可以由计算机执行

(3)是思想，不是人造物