计算机科学导论 课件 第1章 计算与计算机

第1章计算与计算机本章目录

计算机的概念01计算与计算工具02计算思维（自学）0301计算机的概念计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一，其应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，业已成为信息社会中必不可少的工具。一、计算机的应用01计算机的概念Computersareeverywhere！第一节计算机的概念

计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动地、高速地、精确地进行大量数值计算，具有记忆（存储）能力、逻辑判断能力以及数字化信息处理能力的现代化智能电子设备。二、什么是计算机01计算机的概念第一节计算机的概念输入：一个实数C例如：9输出：例如：3中央处理器CPU存储器内存硬件软件C=input()B=do_sqrt(C)print(B)软件描述了用户的需求，硬件则实现了用户的需求01计算机的概念操作系统（OS）第一节计算机的概念02计算与计算工具一、什么是计算计算3+2=5计算规则及其简化计算方法，便于人应用规则进行计算，获得计算结果。自动计算要解决的几个问题:表示-存储-执行“数据”的表示“计算规则”的表示：程序数据与计算规则的“自动存储”计算规则的“自动执行”自动计算是指计算过程不再依赖人类的大脑，而是按照某种步骤和程序机械地、自动地完成计算，并获得计算结果第一节计算机的概念02计算与计算工具二、计算工具手工计算工具机械计算机机电计算机电子计算机原始计数法算筹算盘第一节计算机的概念02计算与计算工具手工计算工具原始计数法结绳计数事大，大其绳；事小，小其绳；结之多少，随物众寡。第一节计算机的概念02计算与计算工具算筹算筹始于商周时代，并在古代军事中发挥着巨大的作用《汉书·张良传》

“运筹策帷幄中，决胜千里之外”手工计算工具我国古代数学家利用算筹创造了璀璨的数学成果祖冲之3.1415926~3.1415927之间比西方早了近一千年圆周率之父秦九韶算法天文历法第一节计算机的概念02计算与计算工具算盘中国计算机之称手工计算工具第二节数制及转换01巴贝奇现代计算机：一般程序--任意可变的计算规则Pascal机械计算机:第一台机械计算机-能够自动完成计算Babbage分析机:特定程序--可有限变化的计算规则莱布尼茨机械计算机:自动计算--固定的计算规则1642年1673年1833年计算与计算工具第二节数制及转换01超大规模集成电路(VLSI)电子管:可自动控制0和1变化的元件集成电路:可自动实现一定变换的元件晶体管：可自动控制0和1变化的元件电子管计算机ENIAC,1946年,17468只电子管人类第一只电子管(真空二极管),1895人类第一只晶体管(点接触晶体管),1947第一台晶体管计算机TRADIC，1953集成电路的发明,1959第三代计算机IBM360,1964第四代计算机—个人计算机,1981VLSI出现,1974计算与计算工具第一节计算机的概念01计算与计算工具1958年1959年1960年1964年1965年第一台电子计算机诞生：八一型数字电子计算机。该机在738厂小批量生产，改名为103型计算机(即DJS-1型)，共生产了38台。中国计算机发展第一台大型通用电子计算机(104机)的研制完成夏培肃院士领导的科研小组首次自行设计并研制成功一台小型通用电子计算机，即107机第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机119机研制成功，平均浮点运算速度达到5万次/秒成功研制了第一台大型晶体管计算机(109乙机，共用2万多支晶体管，3万多支二极管)，随后对109乙机加以改进，两年后又推出109丙机，在我国两弹试验中发挥了重要作用，被用户誉为“功勋机”。第一节计算机的概念02计算与计算工具1983年1983年1983年1992年1993年中国科学院计算所完成我国第一台大型向量机（757机）计算速度达到1000万次/s。国防科技大学研制的银河-Ⅰ亿次巨型计算机，是我国高速计算机研制的一个重要里程碑，它标志着我国十年动乱时期与国外拉大的距离又缩小到7年左右(银河-Ⅰ的参考机克雷-Ⅰ于1976年推出)。国防科技大学成功研制了银河-Ⅱ通用并行巨型机，总体上达到80年代中后期国际先进水平电子部六所研制成功与IBMPC机兼容的DJS-0520微机。国家智能计算机研究开发中心成功研制曙光一号全对称共享存储多处理机。第一节计算机的概念02计算与计算工具1995年1997-1999年2000年2011年2013年中心又推出了中国第一台具有大规模并行处理机(MPP)结构的并行机曙光1000(含36个处理机)1997年国防科技大学成功研制银河-Ⅲ百亿次并行巨型计算机系统，系统综合技术指标达到90年代中期国际先进水平。国家智能计算机研究开发中心与曙光公司于1997-1999年先后在市场上推出具有机群结构的曙光1000A、曙光2000-Ⅰ、曙光2000-Ⅱ超级服务器推出浮点运算速度为3000亿次/秒的曙光3000超级服务器推出浮点运算速度为1271万亿次/秒的曙光6000超级服务器。天河二号第四十一届世界大型超级计算机TOP500排行榜的第一名第一节计算机的概念03计算思维我们使用的工具影响着我们的思维方式和思维习惯，从而也将深刻地影响着我们的思维能力。计算思维是数字化计算时代的产物，成为这个时代每个人都具备的一种基本能力。艾兹格·迪科斯彻EdsgerWybeDijkstra著名计算机科学家1972年图灵奖获得者计算思维是运用计算机科学的基础概念求解问题、设计系统以及理解人类行为，它涵盖计算机科学领域的一系列思维活动。周以真本部分自学！第一节计算机的概念总结

计算无所不在，古有运筹帷幄，决胜于千里之外，今有春风化雨，潜入千家