【精品】PPT课件 经典计算的计算模型计算机科学导论第五讲
合集下载
计算机导论课件
计算机导论课件计算机导论课件计算机导论课程是大多数计算机专业学生在大学期间必修的一门课程。
它作为计算机科学与技术领域的入门课程，旨在向学生介绍计算机的基本概念、原理和应用。
在这门课程中，学生将学习计算机的起源和发展、计算机的组成部分、计算机的工作原理、计算机的应用领域等内容。
为了更好地教授这门课程，许多教师会使用计算机导论课件来辅助教学。
一、计算机的起源和发展计算机导论课件的第一部分通常会介绍计算机的起源和发展。
通过对计算机的历史演变进行梳理，学生可以了解到计算机是如何从最初的巨型机器逐渐发展成今天的个人电脑、智能手机等现代化设备的。
这一部分的内容可以通过图表、图片和文字等形式展示，让学生更直观地了解计算机的发展历程。
二、计算机的组成部分计算机导论课件的第二部分会介绍计算机的组成部分。
计算机是由硬件和软件两部分组成的，学生需要了解到计算机的主要硬件组件包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、显示器等，而软件则包括操作系统、应用程序等。
通过对计算机各个组成部分的详细介绍，学生可以更好地理解计算机的工作原理和结构。
三、计算机的工作原理计算机导论课件的第三部分会介绍计算机的工作原理。
学生将学习到计算机是如何进行数据的输入、处理、输出和存储的。
这一部分的内容可以通过动画、实例和实验等形式进行展示，以帮助学生更好地理解计算机的工作原理。
同时，还可以介绍计算机的运算方式、数据表示方式等相关知识，让学生对计算机的运作有更深入的了解。
四、计算机的应用领域计算机导论课件的第四部分会介绍计算机的应用领域。
计算机已经广泛应用于各个行业和领域，包括教育、医疗、金融、娱乐等。
通过对不同领域的案例分析和实际应用的展示，学生可以了解到计算机在现代社会中的重要性和广泛应用。
同时，还可以介绍计算机科学与技术领域的发展趋势和前景，激发学生对计算机专业的兴趣和热情。
五、计算机导论课程的意义通过计算机导论课件的学习，学生可以对计算机科学与技术领域有一个全面的了解，为后续的学习打下坚实的基础。
计算机科学导论电子教案课堂PPT
对计算机科学者来说，除去数据的输入与输出，更关
心数据处理系统中的数据处理过程。因为包括数据的输入 与输出在内的整个数据处理都是计算机科学研究的对象。
美籍匈牙利数学家冯•诺伊曼(Von Neumann)于1945年 奠定了现代计算机科学的基本理论。
现代计算机的特点是具有速度快精度高、逻辑判断与
记忆功能的、高度的自动化与灵活性。
如：整数-25的Excess-127数据表示为01100110
D-25+D127=D102=B1100110=B01100110
.
27
浮点数表示法
浮点数可以扩大数的表示范围。
浮点数由两部分组成，一部分用以表示数
据的有效位，称为尾数；一部分用于表示该数 的小数点位置，称为阶码。
一般阶码用整数表示，尾数大多用小数表
零的表示有两种：
正零为0.0…0，负零为1.1…1。
.
26
Excess系统
特点:能同时存储正负数,易于二与十进制数转换。 正数（幻数）用于转换过程，在8位模式下幻数为 （2 n-1）=128 或（2 n-1）-1=127，并分别称 Excess-128与Excess-127。
Excess系统数据表示法（数据转换法）：将十进 制整数与幻数之和转换为二进制数，并补足N位。
4．第四代计算机（1974年至今）
其主要特征是以大规模和超大规模集成电路为计算机
的主要功能部件。
----------------- 注：与教材所讲有不同
.
10
第二章 数据的表示
• 数据的类型 • 计算机内部的数据 • 表示数据 • 十六进制表示法 • 八进制表示法
.
11
数据的类型
计算机能处理的数据分类为：
计算机导论第五课PPT课件
2
计算机程序，是用来告诉计算机如何处理问题或 执行操作的一组指令的集合。
支持模块中，包括了一组指令集合用于帮助计算 机连接用户可执行文件，每个支持模块都储存在 一个独立的文件中。主程序可以在需要时调用或 激活一个支持程序。如，.DLL文件等。
数据文件，包括了那些用于完成任务所必需的数 据。如软件包的帮助文件或是软件使用许可协议， 或是软件工具条上的图标。数据文件通常是 以.txt\.bmp作为文件扩展名。
17
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
18
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
7
（3）数据库管理系统 计算机要处理的数据往往相当庞大,使用数
据库管理系统可以有效地实现数据信息的 存储、更新、查询、检索、通信控制等。 微机上常用的数据库管理系统有oxPro、 Clipper、Access等,大型数据库管理系统 有Oracle、Sybase、DB2等。
8
（4）网络管理系统
应用软件还可以分为图形软件、音乐软件、教育 软件、娱乐性软件和商业软件等。
11
软件的安装和卸载 Office软件的安装
12
13
14
15
四、软件的开发过程
1、软件需求分析 软件需求分析就是回答做什么的问题。它是一个对用户的
需求进行去粗取精、去伪存真、正确理解，然后把它用软 件工程开发语言（形式功能规约，即需求规格说明书）表 达出来的过程。本阶段的基本任务是和用户一起确定要解 决的问题，建立软件的逻辑模型，编写需求规格说明书文 档并最终得到用户的认可。需求分析的主要方法有结构化 分析方法、数据流程图和数据字典等方法。本阶段的工作 是根据需求说明书的要求，设计建立相应的软件系统的体 系结构，并将整个系统分解成若干个子系统或模块，定义 子系统或模块间的接口关系，对各子系统进行具体设计定 义，编写软件概要设计和详细设计说明书，数据库或数据 结构设计说明书，组装测试计划。
计算机程序，是用来告诉计算机如何处理问题或 执行操作的一组指令的集合。
支持模块中，包括了一组指令集合用于帮助计算 机连接用户可执行文件，每个支持模块都储存在 一个独立的文件中。主程序可以在需要时调用或 激活一个支持程序。如，.DLL文件等。
数据文件，包括了那些用于完成任务所必需的数 据。如软件包的帮助文件或是软件使用许可协议， 或是软件工具条上的图标。数据文件通常是 以.txt\.bmp作为文件扩展名。
17
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
18
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
7
（3）数据库管理系统 计算机要处理的数据往往相当庞大,使用数
据库管理系统可以有效地实现数据信息的 存储、更新、查询、检索、通信控制等。 微机上常用的数据库管理系统有oxPro、 Clipper、Access等,大型数据库管理系统 有Oracle、Sybase、DB2等。
8
（4）网络管理系统
应用软件还可以分为图形软件、音乐软件、教育 软件、娱乐性软件和商业软件等。
11
软件的安装和卸载 Office软件的安装
12
13
14
15
四、软件的开发过程
1、软件需求分析 软件需求分析就是回答做什么的问题。它是一个对用户的
需求进行去粗取精、去伪存真、正确理解，然后把它用软 件工程开发语言（形式功能规约，即需求规格说明书）表 达出来的过程。本阶段的基本任务是和用户一起确定要解 决的问题，建立软件的逻辑模型，编写需求规格说明书文 档并最终得到用户的认可。需求分析的主要方法有结构化 分析方法、数据流程图和数据字典等方法。本阶段的工作 是根据需求说明书的要求，设计建立相应的软件系统的体 系结构，并将整个系统分解成若干个子系统或模块，定义 子系统或模块间的接口关系，对各子系统进行具体设计定 义，编写软件概要设计和详细设计说明书，数据库或数据 结构设计说明书，组装测试计划。
计算机科学导论学习课件教学课件PPT
机器
-6-
1、数据处理器
在讨论图灵模型之前，将计算机定义为数据处理器
计算机是一个接收输入数据、处理数据并产生输出数据 的黑盒
该模型过于宽泛，按照该模型定义，计算器也可以算做 一种计算机
-7-
2、可编程数据处理器
图灵模型是一种适用于通用计算机的模型
该模型增加了额外的元素：程序 程序是用来告诉计算机对数据进行处理的指令集合 输出数据依赖于两方面因素，即输入数据和程序
-32-
6、操作系统
在程序设计过程中，有一些指令序列对所有程序都 是公用的、通用的。
早期的操作系统是为程序访问计算机部件提供方便 的一种通用管理程序。
现代操作系统已经成为管理计算机软硬件及资源的 系统软件。(第7章讨论)
-33-
本章内容安排
图灵模型 冯.诺伊曼模型 计算机组成 历史 社会问题和道德问题 计算机科学
-18-
2、存储程序的概念
冯.诺依曼模型要求程序必须存储在存储器中，早 期的计算机只将数据存储在存储器中，执行程序通 过操作开关或改变配线完成。
现代计算机的存储器主要用来存储程序和数据。程 序和数据都以二进制(0和1的序列)模式存储在存储 器中。
-19-
3、指令的顺序执行
冯.诺依曼模型中的一段程序是由一组数量有限的 指令组成
控制单元从内存中提取指令、解释指令、执行指令；指 令按照顺序执行
一条指令可能会请求跳转到前面或后面的某个地方去执 行，跳转后仍然会顺序执行。
-20-
本章内容安排
图灵模型 冯.诺伊曼模型 计算机组成 历史 社会问题和道德问题 计算机科学
-21-
计算机组成
计算机系统由3大部分构成
计算机硬件 数据 计算机软件
-6-
1、数据处理器
在讨论图灵模型之前，将计算机定义为数据处理器
计算机是一个接收输入数据、处理数据并产生输出数据 的黑盒
该模型过于宽泛，按照该模型定义，计算器也可以算做 一种计算机
-7-
2、可编程数据处理器
图灵模型是一种适用于通用计算机的模型
该模型增加了额外的元素：程序 程序是用来告诉计算机对数据进行处理的指令集合 输出数据依赖于两方面因素，即输入数据和程序
-32-
6、操作系统
在程序设计过程中，有一些指令序列对所有程序都 是公用的、通用的。
早期的操作系统是为程序访问计算机部件提供方便 的一种通用管理程序。
现代操作系统已经成为管理计算机软硬件及资源的 系统软件。(第7章讨论)
-33-
本章内容安排
图灵模型 冯.诺伊曼模型 计算机组成 历史 社会问题和道德问题 计算机科学
-18-
2、存储程序的概念
冯.诺依曼模型要求程序必须存储在存储器中，早 期的计算机只将数据存储在存储器中，执行程序通 过操作开关或改变配线完成。
现代计算机的存储器主要用来存储程序和数据。程 序和数据都以二进制(0和1的序列)模式存储在存储 器中。
-19-
3、指令的顺序执行
冯.诺依曼模型中的一段程序是由一组数量有限的 指令组成
控制单元从内存中提取指令、解释指令、执行指令；指 令按照顺序执行
一条指令可能会请求跳转到前面或后面的某个地方去执 行，跳转后仍然会顺序执行。
-20-
本章内容安排
图灵模型 冯.诺伊曼模型 计算机组成 历史 社会问题和道德问题 计算机科学
-21-
计算机组成
计算机系统由3大部分构成
计算机硬件 数据 计算机软件
大学计算机基础教学ppt课件
防范措施
安装杀毒软件、定期更新病毒 库、不打开未知来源邮件和链 接。
数据加密与防火墙技术
数据加密原理
通过算法将敏感信息转换为无法阅读的代码 形式。
防火墙作用
监控网络流量、阻止未经授权的访问。
加密技术应用
文件加密、网络通信加密等。
防火墙类型
包过滤型、代理服务型等。
系统维护与优化
系统维护内容
硬件维护、软件维护、数据维护。
利用多媒体技术制作课件、演示文稿等，提 高教学效果。
虚拟现实技术
利用三维图形技术、多媒体技术等创建虚拟 环境，模拟真实场景。
交互式电子出版物
融合文字、图片、音频、视频等多媒体元素， 提供丰富的阅读体验。
多媒体通信系统
支持语音、视频通话以及数据共享等功能， 满足远程协作需求。
THANKS
感谢观看
大学计算机基础教学 ppt课件
目录
• 大学计算机基础概述 • 计算机硬件系统 • 计算机软件系统 • 计算机网络基础 • 计算机安全与维护 • 多媒体技术与应用
01
大学计算机基础概述
计算机的发展历程
01
02
03
04
第一代计算机
电子管时代，体积庞大、运算 速度低、成本高。
第二代计算机
晶体管时代，体积缩小、运算 速度提高、可靠性增强。
主板的性能和质量直接影响计算机的整体性能。
02
总线
总线是计算机各部件之间传输数据的通道，它决定了数据传输的速度和
稳定性。常见的总线类型有ISA、PCI、AGP等。
03
发展趋势
随着计算机技术的不断发展，主板将更加注重集成化、小型化、高性能
等方面的发展；总线将更加注重高速、稳定、兼容等方面的发展。
计算机科学与程序设计导论PPT第5章算法和程序设计语言final
折半查找key值（伪代码描述）
1 ikey←0;high←9;low←0 2 while low<high do
mid←(low+high)/2 if key=A[mid] return mid else if key>A[mid] low←mid+1 else if key<A[mid] high←mid-1
– 适合数据处理 – 函数式语言预定义一系列可供任何程
序员调用的原子函数 – 允许程序员通过若干原子函数的组合
创建新的函数
三种主要程序设计模式对比
• 对比
– 面向过程 • 根据业务逻辑从上到下写代码，使用场合包括单片机、嵌入式开发等
– 面向对象 • 将数据与函数绑定在一起，进行封装，这样能够更快速的开发程序，减少了重复代 码的重写过程
– 函数式 • 将某功能代码封装到函数中，日后便无需重复编写，仅调用函数即可，函数式更加 注重的是执行结果而非执行的过程
共同概念
• 共同概念
– 几乎每种编程语言（高级程序设计语言）都相同的内容 • 标识符 • 数据类型 • 语句 • 函数
共同概念
• 标识符
– 只用来标识某个实体的一个符号 – 变量、函数名、类名、对象名等 – 具有一定的命名规则 – 不能是语言关键字
基本算法：选择排序
• 选择排序
– 案例：对序列A进行从小到大排序，A={92,67,52,56,11,85,15,39,55,82}
对A选择排序（伪代码描述）
1
st←0; en←9; imax←0
2
for i←en to st do
imax =i
for j←st to i do
if A[imax]>A[i] imax←j
1 ikey←0;high←9;low←0 2 while low<high do
mid←(low+high)/2 if key=A[mid] return mid else if key>A[mid] low←mid+1 else if key<A[mid] high←mid-1
– 适合数据处理 – 函数式语言预定义一系列可供任何程
序员调用的原子函数 – 允许程序员通过若干原子函数的组合
创建新的函数
三种主要程序设计模式对比
• 对比
– 面向过程 • 根据业务逻辑从上到下写代码，使用场合包括单片机、嵌入式开发等
– 面向对象 • 将数据与函数绑定在一起，进行封装，这样能够更快速的开发程序，减少了重复代 码的重写过程
– 函数式 • 将某功能代码封装到函数中，日后便无需重复编写，仅调用函数即可，函数式更加 注重的是执行结果而非执行的过程
共同概念
• 共同概念
– 几乎每种编程语言（高级程序设计语言）都相同的内容 • 标识符 • 数据类型 • 语句 • 函数
共同概念
• 标识符
– 只用来标识某个实体的一个符号 – 变量、函数名、类名、对象名等 – 具有一定的命名规则 – 不能是语言关键字
基本算法：选择排序
• 选择排序
– 案例：对序列A进行从小到大排序，A={92,67,52,56,11,85,15,39,55,82}
对A选择排序（伪代码描述）
1
st←0; en←9; imax←0
2
for i←en to st do
imax =i
for j←st to i do
if A[imax]>A[i] imax←j
计算机科学导论PPT课件
计算机科学导论
第一讲 概述
• 主讲教师： 马 波 • 授课对象：2011级计算机学院学生 • 总学时数：1000003学2 时 • 理论教学学时数：11000学时24 • 上机学时8数：1000学时
2
《计算机科学导论》教材
• 教材
《计算机科学导论》
机械工业出版社
刘艺等译
3
课程目标
• 展示计算机科学的全景 • 激发学习兴趣 • 为后续课程的学习做好必要的知识准备
学支撑平台” 进行
• 计算机科学导论教学网站：
/moodle/
• “网络教学支撑平台”的用法也请登录：
/moodle/
8
学习建议
• 内容多，用系统的思想学习，掌握基本概念、基
本原理、基本操作；
• 听讲与自学相结合，可以快速浏览几本书，有针
26
冯•诺依曼与IAS, 1952
• 冯•诺依曼的 IAS 计算机诞生于
1952。
27
计算机概述——计算机的发展历史
1 电子管时代（从ENIAC诞生到50年代后期） 2 晶体管时代（50年代中期到60年代中期） 3 集成电路时代（60年代中期到70年代前期） 4 大规模集成电路时代（70年代初到80年代初） 5 超大规模集成电路时代（80年代以后） 6 生物神经网络时代（人工智能）
1833, 又开始设计可编程的自
动机械数字计算机，也称分
析引擎 “ (Analytical
Engine )”。
21
霍列瑞斯与卡片穿孔制表机，1890
计算机系统发展的重要一 步是1890年制表机的发明。 由霍列瑞斯发明，首次用 于全美的人口普查。
1896年，霍列瑞斯组织了 International Business Machines (IBM)。
第一讲 概述
• 主讲教师： 马 波 • 授课对象：2011级计算机学院学生 • 总学时数：1000003学2 时 • 理论教学学时数：11000学时24 • 上机学时8数：1000学时
2
《计算机科学导论》教材
• 教材
《计算机科学导论》
机械工业出版社
刘艺等译
3
课程目标
• 展示计算机科学的全景 • 激发学习兴趣 • 为后续课程的学习做好必要的知识准备
学支撑平台” 进行
• 计算机科学导论教学网站：
/moodle/
• “网络教学支撑平台”的用法也请登录：
/moodle/
8
学习建议
• 内容多，用系统的思想学习，掌握基本概念、基
本原理、基本操作；
• 听讲与自学相结合，可以快速浏览几本书，有针
26
冯•诺依曼与IAS, 1952
• 冯•诺依曼的 IAS 计算机诞生于
1952。
27
计算机概述——计算机的发展历史
1 电子管时代（从ENIAC诞生到50年代后期） 2 晶体管时代（50年代中期到60年代中期） 3 集成电路时代（60年代中期到70年代前期） 4 大规模集成电路时代（70年代初到80年代初） 5 超大规模集成电路时代（80年代以后） 6 生物神经网络时代（人工智能）
1833, 又开始设计可编程的自
动机械数字计算机，也称分
析引擎 “ (Analytical
Engine )”。
21
霍列瑞斯与卡片穿孔制表机，1890
计算机系统发展的重要一 步是1890年制表机的发明。 由霍列瑞斯发明，首次用 于全美的人口普查。
1896年，霍列瑞斯组织了 International Business Machines (IBM)。
计算机导论(全套课件466P)
查尔斯巴贝基
计算机导论
1.1 概述
1.1.1 近代计算机的发展
差分机
分析机
英国著名诗人拜伦的女儿阿达•拉芙拉斯伯爵夫人（Ada Augusta Lovelace，1815-1852）协助巴贝基完善了分析机的设 计，指出它可以像提花机那样编程。她被誉为世界上第一位 程序员。
计算机导论
1.1 概述
1.1.1 近代计算机的发展
ENIAC
计算机导论
1.1 概述
1.1.2 计算机的诞生
1947年莫奇莱和埃克特离开宾州大学， 创立了自己的计算机公司，生产UNIVAC 计算机，见图1-7。1951年6月14日UNIVAC
交付美国人口统计局使用。舆论界通常认
为这标志着人类进人了计算机时代。原因 有二：一是UNIVAC首次作为商品出售， 它先后生产了近50台，而ENIAC只有一台 自用；二是UNIVAC用于公众领域的数据 处理，不像ENIAC只用于军事目的。特别 是UNIVAC曾在大选中，预告艾森豪威尔
超大规模集成电路
计算机导论
计算机的商用化
计算机的第一个商业顾客——烤面包卖茶点的利昂（lyons）
ENIAC
进入社会，开启办公自动化理 念
改进 lyons参与部分投资
EDSAC
Lyons复制EDSAC
LEO充当会计师
LEO
(Lyons Electronic Office)
计算机导论
计算机发展——微型化
巴贝基生于1791年的英国，当他在剑桥大学攻读博士时，即 为了解决计算等式间的差异数，于1812年首先设计出了一台名为 差分机（Difference Engine）的机器，并于1822年制成了差分机 样机。这是一台利用蒸汽为动力，以齿轮为基础所构成的机器， 由于齿轮的数量过于庞大（约四千），以至于差分机所计算的成 果并不精确。经历十年失败的尝试，1834年巴贝基在研制差分机 的工作中，看到了制造一种新的、在性能上大大超过差分机的计 算机的可能性，从而放弃了差分机转而构想出了名为分析机的自 动运算机器，由于这台机器具备有“输入”、“运算”、“输出” 及“储存”的四大现代计算机特征，最后因英国政府停止资助使 这项计划，直到巴贝基逝世，亦未能最终实现他所设计的计算机。