第04章 计算机软件基础
计算机软件基础知识 PPT
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备考要点
计算机软件所占比重部分比硬件类要低一些， 主要集中在单选填空和判断题上 更多地考察对基本概念的掌握，对系统软件、 应用软件、操作系统的分类与功能；另外，数 据结构与算法的一些思想理念也是常考的知识 范围。
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备考要点
了解一些常用常见的软件，有意识地进行分类 记忆。主要考点如下：
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2. 存储管理
在Windows操作系统中，虚拟存储器是 由计算机的物理内存（主板上的RAM） 和硬盘上的虚拟内存（数据交换文件） 联合组成的。 对于用户来说，使用虚拟内存技术可以 使得计算机系统的内存容量理论上与硬 盘一样大。
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3. 文件管理
在外存储器上，数据以文件为单位进行存放和管理。 文件
实时系统的分类：
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操作系统的类型
个人计算机操作系统
为个人计算机安装的操作系统是一种联机交 互的单用户操作系统。 目前提供的此类系统都支持多任务处理
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操作系统的类型
高性能计算机操作系统
要求在任务管理、存储管理和设备管理上具 有比一般操作系统更强大的功能。此外，还 应增强下列功能：
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1计算机软件分类
软件的版权
授于软件作者的某种独占权利的一种合法保护形式，版权所 有者惟一地享有该软件的拷贝、发布、修改、署名、出售的 诸多权利。 是一种法律合同，它确定了用户对软件的使用方式，扩大了 版权法给予用户的权利。（50用户、100用户）
软件许可证
从应用的角度出发，将软件分为：系统软件，应用软 件。
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“计算机软件基础”课程思政的探索
一、引言习近平总书记指出：“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。
”[１]为了深入推动习近平新时代中国特色社会主义思想进教材、进课堂、进头脑，计算机类课程已经进行了一些课程思政改革探索[２-５]。
“计算机软件基础”课程是电子信息工程专业的专业基础课，其内容在人才培养方案课程设置中具有承上启下，至关重要的作用；且从就业而言，“计算机软件基础”在电子信息专业中就业需求量最大，因此学生学习兴趣浓厚、重视度较高。
综上所述，在电子信息专业进行计算机软件课程思政改革具有极其重要的意义。
结合“计算机软件基础”课程思政教学改革实践，本文探讨了计算机软件基础知识体系中的思想政治元素，探讨了课程思政改革的一些措施，分析研究了“计算机软件基础”课程思政创新改革的效果和重要意义。
二、“计算机软件基础”课程思政改革措施在本课程的教学实践中，以专业课程知识教学为载体，以德育为基础，充分挖掘专业知识中蕴含的道德元素，实现专业课程与思想政治教育的有机结合，渗透到整个教学过程中，帮助学生树立社会主义新时代的核心价值观。
通过运用德育主体思想，提炼专业课程中蕴含的思想政治元素，使其转化为具体而生动的社会主义核心价值观的有效教学载体。
通过隐性渗透、寓道德教育于专业课中，通过“润物细无声”“滴水石穿”的方式，实现显性教育与隐性教育的有机结合，努力挖掘课程的思想政治价值，真正实现全过程、全方位的教育。
通过课程思政育人，积极培育社会主义核心价值观，运用马克思主义哲学方法论，引导学生正确做人、做事，结合以下内容进行设计教学内容。
核心价值观———富强：实现科学技术现代化，提高综合国力，圆“中国梦”；核心价值观———爱国：热爱祖国，热爱人民，展现时代精神；核心价值观———敬业：努力学习，刻苦钻研，有研究和创新精神。
软件设计师基础知识
软件设计师基础知识：
1.计算机软件：计算机软件是指计算机系统中的程序及其文档，程序是计算任务的处理对象和处理
规则的描述，文档是为了便于了解程序所需的阐述性资料。
2.软件工程基本原理：软件工程基本原理包括用分阶段的生命周期计划严格管理、坚持进行阶段评
审、实现严格的产品控制、采用现代程序设计技术、结果应能清楚地审查、开发小组的人员应少而精、承认不断改进软件工程实践的必要性。
3.软件生存周期：软件生存周期包括可行性分析与项目开发计划、需求分析、概要设计、详细设计、
编码、测试和维护等阶段。
4.软件过程：软件开发中所遵循的路线图称为“软件过程”，包括能力成熟度模型（CMM）和能力
成熟度模型集成（CMMI）。
5.码制的表示：码制表示包括定点整数和浮点数的表示方法，其中定点整数包括原码、反码和补码
的表示方法，浮点数则包括阶码和尾数的表示方法。
6.CPU组成：CPU是计算机的核心部件，由运算器和控制器组成，运算器负责执行算术运算和逻
辑运算，控制器则负责协调计算机的各个部件并控制程序的执行。
大学计算机基础 第四章 基于计算机的问题求解
2. 计算机学科
计算机学科就是指计算机科学与技术，是研究计算机的设计，制造 和利用进行信息获取，表示，存储，处理控制等的理论、原则、方 法和技术的学科。计算机学科包括科学和技术两个方面，计算机科 学侧重于研究现象揭示规律；计算机技术则侧重于研制计算机和研 究使用计算机进行处理的方法和技术手段。
第四章
表1-1 通用问题与求解问题的相应软件
第四章
基于计算机的问题求解
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4.2.2 基于计算机程序的问题求解
1. 求解问题的程序方法
程序主要包含如下两方面的信息： （1）对程序中操作的描述。 （2）对程序中数据的描述。
第四章
基于计算机的问题求解
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4.2.2 基于计算机程序的问题求解
#define PAI 3.14159 #include <math.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> void main(){ double x; int y,i,yy;
for(i=1;i<80;i++)
if(i==40) printf("*"); else printf("-"); printf("\n");
第四章 第1章 基于计算机的问题求解 基于计算机的问题求解
4.1 问题描述与抽象 4.2 基于计算机的问题求解方法 4.3 计算机科学的知识领域
第四章
基于计算机的问题求解
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1. 计算机科学
计算机及其周围各种现象和规律的科学，即研究计算机系统结构、 程序系统（即软件）、人工智能以及计算本身的性质和问题的学科 。计算机科学是一门包含各种各样与计算和信息处理相关主题的系 统学科，从抽象的算法分析、形式化语法等等，到更具体的主题， 如编程语言、程序设计、软件和硬件等。
计算机软件基础 教案
计算机软件基础教案
一、教学目标
1. 知识与技能：让学生掌握计算机软件的基础知识，包括软件的分类、功能和发展趋势等。
2. 过程与方法：通过讲解、示范、实践操作等方式，帮助学生理解计算机软件的基本概念和原理。
3. 情感态度与价值观：培养学生对计算机软件的兴趣，提高他们的信息素养和计算机应用能力。
二、教学内容
1. 计算机软件的分类：系统软件、应用软件、中间件等。
2. 计算机软件的功能：运行、管理、维护计算机硬件，提供人机交互界面等。
3. 计算机软件的发展趋势：智能化、网络化、云化等。
三、教学重点与难点
1. 重点：计算机软件的分类和功能。
2. 难点：计算机软件的发展趋势。
四、教学方法
1. 讲解法：通过教师讲解，使学生了解计算机软件的基本概念和原理。
2. 示范法：教师演示计算机软件的操作过程，让学生直观了解软件的使用方法。
3. 实践操作法：学生动手操作计算机软件，加深对软件功能的理解。
五、教学过程
1. 导入新课：通过展示一些常见的计算机软件，引导学生思考这些软件的作用和分类。
2. 讲授新课：讲解计算机软件的分类、功能和发展趋势，并演示一些常用软件的操作方法。
3. 巩固练习：学生动手操作一些常用软件，如办公软件、浏览器等，加深对软件功能的理解。
4. 归纳小结：总结本节课的知识点，强调重点和难点，并布置作业。
六、作业布置
1. 列举几种常见的计算机软件，并说明其分类和功能。
2. 思考计算机软件的发展趋势，并写一篇短文。
3. 上机操作练习：在计算机上安装并使用一款新的软件，记录操作过程和心得体会。
专转本计算机第4章4.1 计算机网络基础
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计算机网络的硬件设备
路由器
路由器是连接不同网络的设备 ，能够根据IP地址进行数据包 的转发，实现不同网络之间的 通信。
路由器的主要功能包括路由选 择、网络地址转换、防火墙等 。
常见的路由器品牌有思科、华 为、D-Link等。
交换机
交换机是一种基于MAC地址进行数据交换的设备， 能够实现多个设备之间的快速数据传输。
TCP/IP模型
总结词
TCP/IP模型是实际中广泛应用的网络体系结构，它简化了网 络通信的复杂性，使得各种不同的计算机和网络设备能够相 互通信。
详细描述
TCP/IP模型包括四个层次，分别是网络接口层、网络层、传 输层和应用层。其中，网络层使用IP协议进行数据包的发送 和接收，传输层使用TCP和UDP协议来控制数据传输的顺序 和流量控制。
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网络安全威胁
网络安全面临的威胁包括网络攻击、病毒传播、黑客入侵、数据泄露等，
这些威胁可能导致网络系统瘫痪、数据丢失或被窃取，给个人和企业带
来重大损失。
03
网络安全重要性
随着互联网的普及和信息技术的快速发展，网络安全已经成为国家安全
和社会稳定的重要保障，也是企业和个人信息安全的基本需求。
防火墙技术
交换机具有多个端口，可以连接多个设备，如计算 机、服务器等。
交换机的性能指标包括背板带宽、端口数、转发速 率等。
网关
网关是用于连接不同协议或不同 数据链路层的设备，能够实现不 同网络之间的协议转换和数据传
输。
网关通常用于广域网连接，可以 实现不同数据链路层协议之间的
转换，如PPP、HDLC等。
网关还可以用于网络安全控制， 如防火墙、VPN等。
协议与协议栈
计算机软件操作技巧心得分享与建议
计算机软件操作技巧心得分享与建议第一章操作系统软件技巧计算机的操作系统是一切软件运行的基础，具备良好的操作系统技巧能够提高工作效率和用户体验。
以下是一些我在长期使用中总结的心得和建议：1.1 操作系统快捷键的应用操作系统快捷键是提高操作效率的重要工具，熟练使用快捷键可以大大减少鼠标移动和点击次数。
比如在Windows系统中，Ctrl+C和Ctrl+V是复制和粘贴的常用组合键，Ctrl+Z是撤销操作，Ctrl+S是保存文件，Ctrl+Alt+Delete是强制关闭程序等等。
熟练掌握这些快捷键，可以减少重复性操作，提高工作效率。
1.2 文件管理的技巧良好的文件管理能够帮助用户更好地组织和查找文件。
建议设置清晰的文件夹和子文件夹结构，使用有意义的文件名和文件夹名，以便快速定位所需文件。
另外，可以利用操作系统提供的搜索功能来查找文件，减少繁琐的手动查找过程。
1.3 使用系统维护工具操作系统提供了一些系统维护工具，如磁盘清理工具、磁盘碎片整理工具、注册表清理工具等。
定期使用这些工具可以清理垃圾文件，优化系统性能，减少系统出错的概率。
建议每隔一段时间对系统进行一次维护，保证系统的稳定性和流畅性。
第二章办公软件技巧办公软件是我们日常工作中经常使用的工具，掌握一些办公软件的技巧可以提高工作效率和减少出错的可能性。
以下是我分享的一些办公软件技巧：2.1 Microsoft Office技巧Microsoft Office是广泛使用的办公软件套件，包括Word、Excel、PowerPoint等。
在使用这些软件时，可以利用格式刷、快速样式、自动编号等功能来提高文档编辑效率。
在Excel中，使用公式和函数可以快速计算数据。
在PowerPoint中，合理使用幻灯片模板和切换动画效果可以制作出精美的演示文稿。
2.2 数据处理软件技巧数据处理软件如SPSS、R等在科研和数据分析领域常用。
掌握数据清洗、变量处理、统计分析等功能可以提高数据分析的准确性和效率。
计算机软件
网络 优 化 模 型 ， 提 出 了一 种 支 持 多 Ｑ Ｓ ｏ
约 束的多播 路 由协议（ Ｐ ｏ ） 构建 ＭＲ ＭＱ Ｓ ， 在 ＮＳ ２下该协议 的仿真模块 ．该协议只 要 求 网络 链 路 （ 节 点） 局 部状 态信 或 的 息 ，不需要维护全局状 态信息 ，多播组 成 员可 动态 地加入／ 出多播 会晤．该协 退 议 采用单路径寻径和 多路 径寻径相结合 的搜索方式 ，有效地 减少构造一棵 多播 树 的开销 ，降低 结点加入延时和提 高寻 径 成功率．ＮＳ ２仿真结果证 明，该协议 的可用 性和有效性 ，可用 于不 同规模 网 络 ，具有 良好的可扩展性 ．图 ４参 ６ 关键 词 ： 多播 路 由 ： 多 ０ ｓ 约 束 ： ｏ
ａｅ ｎ ｔ ｔｇ 干 ，中］刘伟（ ｇ ｍｅｔｓ ａ ｙ ｌＵ ｒｅ ／ 武汉理 Ｔ大学计算机学 院， 上海 ４ ０ ６ ）杜薇 ， ３０３， 涂 时 亮 ， 陈 章 龙，小 型微 型 计 算 机 系 ／
统 ． ２ ０ ，２ （２． ２ ８ ￣ ２ ９ 一 ０ ５ ６１ ） ０ ７ ０ １ －
ｎｔ ｏｋｓｃ ｒｙ［ ， ／ 闯（ ｅｗ ｒ ｕ ｔ 刊 中］林 清华大学 ｅ ｉ 计算机科学与技术系 ， 北京 １０ ８ ） 汪 ００４， 洋， 李泉林， ， 计算机学报． ０ ５ ２ （２． 一２ ０ ， ８１ ）
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汇编语言 2-1
• 用一些特定的符号代替机器语言的二进制数 代码 ，这些符号也称为助记符. • 通过汇编程序翻译成机器语言翻译成机器语 言的目标程序，该过程称为汇编过程 . • 汇编语言比机器语言易读、易改，执行速度 与机器语言相仿，比高级语言快得多，适用 于实时控制和实时处理 .
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汇编语言 2-2
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计算机世界中的中国
•1952年在清华大学成立中国第一个计算机三人
研究小组
组长 闵大可 电机系教授
•1954年小组经扩充和调整，并入中科院近代物 理研究所负责人 钱三强 •1958年完成第一台电子计算机103 •1959年完成大型电子计算机104
•1965年中国开始研制第三代计算机（集成电路）
•1977年研制成功中国第一台微机DJS050
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机器语言 2-2
示例：
指令序号
机器语言的编译是使用一些带或卡，可以告诉计 算机做什么，如何做以及何时做。
机器语言程序 10110000 00001000 00000100 00001001 11110100 指令功能 把数字8送到累加 器AL中 把累加器AL的内容 与数字9相加，结 果再存入累加器AL （完成8+9运算） 停止操作
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典型的编程语言
• 目前世界上大约有 200 多种高级语言。 • 典型的有：
– – – – – – – – – – – – – ASSEMBLER（汇编程序） BASIC，1964 FORTRAN语言 C语言；C++，1986 COBOL，1960 LISP，1960 MODULA OCCAM PASCAL，1975 Simula，1962 Smalltalk，1983 SNOBOL SQL
计算机硬件基本组成
（外）存储器 输入 设备 （内）存储器 输出 设备
运算器
控制器
数据流 地 址 控制流
中央处理器（CPU）
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软件的概述
存储程序工作原理的计算机决定了它的使用方式： 编写程序和运行程序
硬件
‚吃软不吃硬‛的EDSAC 软件
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软件史上的重要人物 阿黛· 拜伦 格雷斯· 霍普 威尔克斯 戴维· 韦勒
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计算机发展——智能化
‚总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的 ‘没有灵魂的机械’来‛。
——笛卡尔（1637）
人类第一个‚工业机器人‛： 一头在纺织机上挑纱的‚驴‛（1742年） 第一代机器人 机械手（1962年出现） 第二代机器人 具有‚感觉‛的机器人 Deepblue 第三代机器人 装有启发式计算机的‚智能机器人‛ Garry Kasparov
CRAY-Ⅱ
中国超级计算机： 国防科技大学研制的‚银河1号‛、 ‚银河2号‛ 和‚银河3号‛ 国家职能计算机中心推出的‚曙光1000” 和‚曙光2000I” 银河Ⅱ
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计算机发展——网络化
计算机网络：计算机技术 与通信技术结合的产物。 计算机网络的发展动力： 使用远程资源，共享程序
、数据和信息资源，网络 用户的通讯和合作。
ENIAC
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划时代的实验装置
将电脑浓缩在一颗芯片上
晶 体 管 数 目 420,000,000
0.18微米芯片
2,300
4004 奔腾4
10微米芯片
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计算机第一定律——摩尔定律
晶 体 管 数 单 位 时 间 执 行 的 指 令 数 百 万 条 每 秒
/
每18个月芯片能力增长一倍。
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计算机发展的几个阶段
– 并不涉及计算机如何执行任务，而只指定它必 须做什么。
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• 当今人工智能发展的驱动力是对与人工智能 相关的所有新事物的要求。 • 这对开发人员是否能提供超越于人的思路的 解决方法造成了极大的压力。 • 一些涉及人工智能的编程语言有：
– – – – –
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人工智能
LISP (1958) Algol (1960) Simula(1967) Prolog (1970) Smalltalk (1979
第一代 （1946~1956） 电子管 5千~4万（次/秒） 1964年911机 第二代 （1957~1964） 晶体管 几十万~百万（次/秒） 1966年112机
第四代 （1971~90年代） 集成电路 几百万~几亿（次/秒）
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第三代 （1965~1970） 集成电路 百万~几百万（次/秒）
计算机发展的重要人物和思想
• 1969-1973 年间，贝尔实验室的 Dennis Richey 和 David Kerningham 开发了 C 语言。 • C 语言易于人们的阅读和理解。 • 由于此语言具有快速和简洁的特点，因此在 系统程序员和商业软件制造商之间非常流行。
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进入 C 语言时代 2-2
C 语言的示例
/* Welcome.c */ Main() { printf("欢迎来到 Aptech International\n"); }
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冯·诺依曼计算机
存储程序工作原理 计算机的两个基本能力：一是能够存 储程序，二是能够自动地执行程序。
计算机是利用‚存储器‛（内存）来 存放所要执行的程序的，而称之为CPU的 部件可以依次从存储器中取出程序中的 每一条指令，并加以分析和执行，直至 完成全部指令任务为止。
1949 EDSAC
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John von Neumann 冯诺依曼
软件简介
• 软件的历史可追溯到 18 世纪。 • 至今已开发了 300 多种不同的计算机语言。 • 其中一些语言已消失了，一些语言在不断 的更新。
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程序设计语言的发展
• 机器语言 • 汇编语言 • 高级语言（BASIC FORTRAN PASCAL C PROLOG ….） • 第四代语言 • 第五代语言
操作系统 计算机硬件
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计算机发展——微型化
计算机不再是单一的计算机器，而是一种 信息机器，一种个人的信息机器。
Altair 8800
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计算机发展——巨型化
运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机
1975年世界上第一台超级计算机‚Cray-I” 超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、 石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计 算的高科技领域。
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网络无所不在
消费类PC
电视和声 像设备 移动设备
PC + 电子器件+ 宽带网/无线网络 =综合信息平台 家用电器
通信设备
自动化与安全设备35Βιβλιοθήκη 总结• 计算机的发展
– 经历了四个时代
• 不同的软件时代
– 从第一代到第五代
• 了解各种编程语言
– 从汇编程序到 SQL语言等
• 软件的分类：系统软件和应用软件
第四章
软件语言基础
本章目标
• 了解计算机的发展史。 • 了解计算机的硬件和软件 • 了解软件发展的不同时代，以及各时代的 语言特点。 • 了解当今不同的编程语言。 • 熟悉软件的分类：系统软件和应用软件。
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人类追求的计算工具
加法器 1642 Blaise Pascal
电子计算机时代
1822 差分机
香侬是现代信息论的著名创始人。1938年，香农在发表的 论文中,首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔 代数的逻辑运算，可以通过继电器电路来实现。
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； 算，以保证计算速度；
Claude Shannon
2）利用电子技术来实现控制，逻辑运算和算术运
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机器语言 2-1
• 用二进制代码（0和1）组成的，用不同的 二进制代码组合表示机器的不同指令。机 器语言中的每一条指令，代表了机器可执 行的一个基本操作 。 • 指令由操作码和地址码两部分组成 。 • 机器语言的特点是面向机器，程序编写难 度大，调试修改繁琐，兼容性差，但机器 语言执行速度最快 。
语句 序号 1 2 汇编语言程序 Mov AL,8 ADD AL,9 语句功能 把数字8送到累加器AL 中 把累加器AL中的内容与 数字9相加，结果再存 入累加器AL中（完成 8+9运算） 停止操作
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HLT
高级语言
• 高级语言是接近人们的自然语言和数学语言、 以及面向问题的程序设计语言，它容易学习 和掌握，并且通用性强 • 源程序，转换成相应的机器语言目标程序 有两种方式：编译方式、解释方式 • 与前面的语言有明显区别的是：
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软件的分类
• 软件的分类：系统软件与应用软件。
– 系统软件泛指那些为整个计算机系统所支配的、 不依赖于特定应用的通用软件，也是可供所有 用户使用的软件 – 应用软件指用于解决各种不同具体应用问题的 专门软件
计算机应用系统的层次结构
用户 应用软件
语言处理程序，实用程序与工具软件
数据库管理系统，网络与通信软件
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Fortran
• John W. Backus 带领下的一个 IBM 工作组于 1952 年发明了 FORTRAN - FORmula TRANslator 。 • 用于 IBM 计算机：IBM 704。 • FORTRAN 的更新版本可用于其他计算机和 平台 。
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进入 C 语言时代 2-1
ENIAC
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MARK I
1833 分析机
第一台电子计算机（ENIAC）
5000次加法/秒 体重28吨 占地170M2
18800只电子管
1500个继电器 耗电150KW
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电子恐龙的缩骨法——晶体管
晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。 电子管的缺点：
体积大；