-计算机科学导论-概述
计算机科学导论-概述 ppt课件
程序（存储在存储器中）
输入 8,12,22,3
输3,出8,12,22
冯•诺依曼模型（John Von Neumann1903－1957）
现代计算机都是基于冯•诺依曼模型
1. 4个子系统 2. 程序存储 3. 指令顺序执行
计算机硬件 计算机软件
12
计算机概述——计算机系统分层结构
通信
程序
网络，多台计算机联接在一起，实现信息交换和资 源共享
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 参考书：
➢ 计算机科学导论，王玲，宋斌编著，清华大学出版社， 2008
➢ 计算机科学导论（第2版），瞿中 等编著，清华大学 出版社， 2007
➢ 计算机科学导论（第7版）（影印版），布鲁克希尔 著，清华大学出版社 ，2004
第10讲：数据库
（第14章）
第11讲：人工智能与计算理论 （第17，18章）
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 针对性的上网查阅或图书查阅；
多上机，多实践，提高动手能力
本讲内容
1.1．计算机系统分层结构 1.2．计算机的发展历史 1.3．计算机的分类 1.4．计算机应用
计算机科学导论
第一讲 概述
课程简介
《计算机科学导论》是计算机类各专业全程教学内容的导 引课程，介绍计算机硬件、软件、数据组织和计算理论等方面的 内容，包括编码及计算机体系结构的基本原理、操作系统、计算 机网络、算法、程序设计语言、数据结构和数据库、人工智能以 及计算理论等专业知识的知识点以及与信息技术有关的社会人文 等知识，力求使学生对计算机科学有比较全面的了解。与此同时， 使读者对后续课程的学习有一个概括的了解，为今后的学习打下 良好的基础。
中科大计算机科学导论
调制是将基带信号转换为适合在信道中传输的已调信号的过程，解 调是调制的逆过程。
网络安全与隐私保护
网络安全概念
指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改 、泄露，确保系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。
网络安全威胁
包括计算机病毒、黑客攻击、网络钓鱼、恶意软件等。
常见算法与数据结构
常见的算法包括排序算法、查找算法、图论算法等；常见的数据结 构包括数组、链表、栈、队列、树、图等。
编程实例分析
实例一
冒泡排序算法实现。冒泡排序是一种简单的排序算法，通过不断比较相邻元素并交换位置 ，将最大（或最小）的元素逐渐“冒泡”到序列的一端。
实例二
二叉树遍历算法实现。二叉树是一种常见的数据结构，遍历二叉树是二叉树操作的基本算 法之一。常见的遍历方式有前序遍历、中序遍历和后序遍历。
隐私保护技术
包括数据加密、匿名化技术、访问控制等，旨在保护用户的个人隐私不被泄露或滥用。
06
人工智能与机器学习
人工智能概述
人工智能定义
人工智能是计算机科学的一个分支，旨在研究、开发能够模拟、延 伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统。
人工智能发展历程
人工智能的发展经历了符号主义、连接主义和深度学习等阶段，逐 渐从单一的算法研究向多领域交叉融合的方向发展。
云计算与大数据处理
01
云计算架构
通过虚拟化技术将计算资源池化， 提供按需、易扩展的计算服务。
02
大数据处理技术
采用分布式存储和计算框架，实 现对海量数据的快速处理和分析。
03
云计算与大数据融 合
结合云计算的弹性和大数据处理 的能力，提供高效、灵活的数据 处理和分析服务。
计算机科学导论 高职
计算机科学导论高职
计算机科学导论是一门介绍计算机科学基础知识和理论的课程，旨在培养学生对计算机科学的理解和应用能力。
对于高职院校的学生来说，计算机科学导论通常作为学习计算机科学专业的第一门重要课程。
计算机科学导论的主要内容包括：
1. 计算思维和计算方法：介绍计算机科学的思维方式和思维方法，培养学生解决问题的思维能力和创造力。
2. 计算机硬件和软件：介绍计算机的基本硬件结构和工作原理，以及常见的操作系统和编程语言等软件基础知识。
3. 数据结构与算法：介绍常见的数据结构和算法，如数组、链表、栈、队列、树、图等，培养学生分析和设计有效算法的能力。
4. 计算机网络和网络安全：介绍计算机网络的基本原理和架构，以及网络安全的基本概念和方法。
5. 数据库和信息管理：介绍数据库的基本概念、数据模型和数据库管理系统的基本操作。
6. 软件工程和项目管理：介绍软件开发的基本原理和方法，以及项目管理的基本知识。
通过学习计算机科学导论，学生将建立起对计算机科学的整体认识和全面了解，为后续的专业课程学习和实际应用奠定基础。
计算机科学导论
➢ 什么是信息？ ➢ 什么是工程？
计算机——为什么不叫发动机？ 导——导弹？——为什么不叫炮弹？
论——华山论剑？
对有计算能力机器的科学引导论述的研究
计算机思想
➢ 有利于以后学习。 ➢ 计算机思想提高对信息工程相关的认识。
计算机科学导论内容
计算机（手机或电脑）
通讯设备有那些计算 计算机（服务器数据并且 输出 数据。
程序（存储在存储器中）
输入
8,12,22,3
输出 3,8,12,22
冯 . 诺依曼模型 （ John Von Neumann1903 － 1957 ） 现代计算机都是基于冯 . 诺依曼模型
1. 4 个子系统 2. 程序存储 3. 指令顺序执行
巴贝奇与
差分引擎
，1823
? 1823 年 , 设计了 一台自动的机械 计算器，也称
差 分引擎 “ (Difference
Engine ) ”。
1833, 又开始设计可编程的自
分 析引擎 “ (Analytical
动机械数字计算机，也称 Engine ) ”。
霍列瑞斯与 卡片穿孔制表机 ， 1890
1951 年由 莫奇利与埃克特设计制造。
冯 ? 诺依曼与 IAS , 1952
?
冯 ?诺依曼的 IAS 计算机诞生于 1952
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）
空间 :1,000 平方英尺 25
EDVAC, 1950 与 UNIVAC, 1951
计算机科学导论以python为舟第三版答案
计算机科学导论以python为舟第三版答案计算机科学导论以python为舟第三版答案第一章：计算机概述- 计算机：是一种能够按照预设程序运行、能够自动、精确、高速处理信息的电子设备- 计算机的历史：从古代的算盘到现代的电子计算机- 计算机的分类：按照性能划分，分为超级计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机和嵌入式计算机- 计算机的发展趋势：集成度逐步提高，体积逐渐缩小，性能逐步强化，应用领域逐渐扩展第二章：Python语言概述- Python是一种高级编程语言，由Guido von Rossum在1989年开发而来- Python语言的特点：简单易学，可读性强，代码量少，模块化管理，流程控制灵活，面向对象编程等- Python语言的版本：Python 2和Python 3，其中以Python 3为主流第三章：Python语言基础- Python语言的标识符、注释、保留字、数据类型和计算表达式- Python语言的流程控制结构：顺序结构、选择结构和循环结构- Python语言的函数：函数定义、调用和参数传递第四章：Python语言高级特性- Python语言的递归算法：递归和非递归实现、递归的应用场景- Python语言的列表、元组、集合和字典：数据结构、操作方法和应用场景- Python语言的文件操作：文件打开、读写、关闭和异常处理第五章：面向对象编程- 面向对象编程的思想和方法：面向对象的三大特征、面向对象的五大原则- Python语言的面向对象编程：类的定义、继承、封装、多态和特殊方法- Python语言的异常处理：异常的类型、捕获和处理、自定义异常类第六章：函数式编程- 函数式编程的思想和方法：纯函数、不可变性、高阶函数、闭包、柯里化、递归和惰性计算- Python语言的函数式编程：匿名函数、高阶函数、map和reduce函数、filter函数、装饰器、生成器和协程总结：计算机科学导论以Python为舟第三版，全面介绍了计算机基础、Python语言概述、Python语言基础、Python语言高级特性、面向对象编程和函数式编程。
计算机导论大一知识点整理
计算机导论大一知识点整理一、知识概述《计算机导论大一知识点》①基本定义：计算机导论就是计算机科学的一个入门课程，它让刚接触计算机专业的学生对计算机这个大概念有个初步全面的认识。
就像给你一把钥匙，打开计算机这个神秘大屋子的门。
②重要程度：在计算机学科里，那可是基础中的基础。
就好比盖大楼打地基一样，这个学好了，后面深入学习如数据结构、操作系统啥的就轻松点儿。
③前置知识：说实话不需要多少前置知识，有点数学和逻辑思维就够了。
比如知道简单的数学运算和基本的逻辑判断就像如果A成立，那么做B这种。
④应用价值：在现实生活中，你明白了计算机导论，就知道为啥电脑能运行软件，为啥网上购物这么方便这些和计算机相关的事儿了。
二、知识体系①知识图谱：它在整个计算机学科知识体系里处于最前端，是个大框架。
②关联知识：和计算机硬件、软件、网络等很多知识点都有关联。
硬件就像人的身体器官，软件就是灵魂，网络像是人与人沟通的渠道，都离不开计算机导论的基本概念。
③重难点分析：- 掌握难度：对于大一新生来说，概念太多，觉得很抽象是难点。
比如位、字节这些概念。
- 关键点：理解基本的计算机系统组成和各个部分的功能和联系。
④考点分析：- 在考试中的重要性：是基础，占比不小。
- 考查方式：选择题、填空题考查概念，简答题考查对系统运行的理解。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：- 计算机系统：简单说就是硬件和软件的组合体。
硬件就是那些能看到摸到的东西，像电脑机箱、显示器等。
软件就是程序，像操作系统、各种办公软件。
就好比一个人，硬件是身体，软件是人的思维思想。
②特征分析：- 计算机硬件：具备电子性、数字性等。
电子性就意味着靠电来运行，像电脑没电就无法工作。
数字性就说计算机硬件处理的都是数字信息，例如0和1这些二进制数字。
- 计算机软件：具有不可见性和逻辑性。
不可见性就是你看不到软件长啥样，逻辑性就是软件运行的逻辑得遵循一定的规则。
③分类说明：- 硬件分类：按功能有输入设备（如鼠标、键盘，用来输入信息到计算机）、输出设备（显示器、打印机把计算机的处理结果显示打印出来）、中央处理器（CPU，计算机的大脑，处理数据特别快）、存储设备（硬盘、内存，用来存储数据的地方）。
计算机科学导论和计算机科学概论
计算机科学导论和计算机科学概论一、计算机科学导论1. 什么是计算机科学导论计算机科学导论是一门介绍计算机科学基本概念和原理的课程，旨在使学生对计算机科学有一个基本的了解。
它涉及到计算机科学的基本概念、发展历史、核心技术以及相关的伦理和社会问题。
2. 计算机科学导论的学习内容计算机科学导论的学习内容包括计算机系统的基本组成、计算机网络原理、操作系统的功能与原理、软件工程基础知识、数据结构与算法、数据库原理与技术、计算机组成原理等等。
通过这些学习内容，学生可以对计算机科学的基本知识有一个系统的了解。
3. 计算机科学导论的重要性计算机科学导论是计算机专业的入门课程，它为后续学习打下了坚实的基础。
通过学习计算机科学导论，学生可以对计算机领域有一个整体的认识，为以后的深入学习和研究奠定了基础。
计算机科学导论还可以帮助学生养成系统性思维和问题解决能力。
二、计算机科学概论1. 计算机科学概论的定义计算机科学概论是一门介绍计算机科学发展及相关技术应用的课程，旨在使学生对计算机科学有一个整体的认识。
它包括了计算机科学的发展历史、核心技术及其应用领域、未来发展趋势等内容。
2. 计算机科学概论的学习内容计算机科学概论的学习内容包括计算机科学的发展历程、计算机科学的基本理论、计算机科学的应用技术、计算机科学的未来发展趋势等内容。
通过这些学习内容，学生可以对计算机科学有一个更加全面的认识，了解计算机科学在不同领域的应用。
3. 计算机科学概论的重要性计算机科学概论是一门综合性强的课程，它不仅可以帮助学生了解计算机科学的基本概念和原理，还可以帮助学生了解计算机科学的发展趋势和应用领域。
通过学习计算机科学概论，学生可以更好地把握计算机科学的脉络，为将来在计算机科学领域的研究和发展奠定基础。
总结计算机科学导论和计算机科学概论是计算机专业的基础课程，它们为学生对计算机科学的整体认识和系统学习打下了坚实的基础。
通过学习这两门课程，学生可以对计算机科学有一个全面而深入的了解，为以后的学习和研究打下了基础。
计算机科学导论 综述
摘要：计算机科学与技术不仅是一门学科与技术，特别是internet 出现和广泛应用，它已经形成新型的人类社会的IT生态环境，全球的新型的文明形式。
文中讨论了科学及其发展方向，并具体阐述了计算机部分分支的发展方向，并概括了学习计算机的方法。
关键词：冯•诺依曼数据程序算法信息操作系统引言计算机使当代社会的经济、政治、军事、科研、教育、服务等方面在概念和技术上发生了革命性的变化，对人类社会的进步已经并还将产生极为深刻的影响。
目前，计算机是世界各发达国家激烈竞争的科学技术领域之一。
随着信息时代的到来，计算机逐渐成为技术及科学领域的核心。
随着计算机的普及，其应用领域逐渐广泛，深刻影响着我们的学习，工作及生活。
因而，计算机的学习与我们的生活息息相关。
经过学习，我对计算机方面的知识有了初步的了解1计算机发展史基于冯·诺依曼模式的计算机 1950年以后出现的计算机差不多都是基于冯·诺依曼模式。
虽然计算机变得速度更快，体积更小，价格更便宜，但原理却基本上是相同的。
历史学家把这一时期划分为几代，每一代计算机的改变主要体现在硬件或软件上。
第一代计算机以商用计算机的出现为主要特征。
这以时期的计算机只有专家们才能使用。
它们被锁在房子里，限制作者和计算机专家以外的人进入。
计算机体积庞大，且使用真空管作为电子开关。
第二代计算机用晶体管代替真空管。
这既减少了计算机的体积，也节省了开支，从而小型企业也可以负担的起。
FORTRAN和COBOL两种高级计算机程序设计语言的发明使用使得编程更加容易。
第三代计算机。
集成电路（晶体管、导线以及其它部件坐在一块单芯片上）的发明更加减少里计算机的体积。
小型计算机出现在市场上。
小公司也可以买到需要的软件包，而不用自己编写程序。
一个新的工业，软件工业就此诞生了。
第四代计算机出现了微型计算机。
第一台桌面计算机出现在1975年。
电子工业的发展允许将整个计算机子系统做在单块电路板上。
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计算机的分类——巨型计算机
最快速的、最昂贵的计算机，每秒能处理一万亿多条 指令。
巨型计算机的典型应用包括世界范围的天气预报、 核爆炸的仿真等。
计算机的分类——巨型计算机
计算机的分类——大型计算机
大型的、快速的、 昂贵的计算机，一般用
来为商业或政府机构提
供中心存储处理或大量
数据的管理。
计算机的分类——大型计算机
程序（存储在存储器中）
输入
8,12,22,3
输出 3,8,12,22
冯•诺依曼模型（John Von Neumann1903－1957）
现代计算机都是基于冯•诺依曼模型
1. 4个子系统
2. 程序存储
3. 指令顺序执行
计算机硬件 计算机软件
计算机概述——计算机系统分层结构
通信
程序
网络，多台计算机联接在一起，实现信息交换和资 源共享
应用
由原始事实和图像等各种信息组成 通过指令完成计算和数据管理 硬件
管理计算机资源 在不同领域充分利用计算机的能力 由物理元器件构成
操作 系统
数据 信息
计算机基础——计算机的发展历史
机械计算器时期 (1930以前)
帕斯卡与机械计算机 Pascaline， 1642 莱布尼兹与 改进的Pascaline，1672 巴贝奇与 差分引擎，1823 霍列瑞斯与卡片穿孔制表机，1890
1950年。
UNIVAC (Universal Automatic Computer ), 第一 台商业计算机，1951年由 莫奇利与埃克特设计制造。
冯•诺依曼与IAS, 1952
冯•诺依曼的 IAS 计算机诞生于 1952。
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）
IBM360的贡献在于通用化、标准化、系列化。
可用于科学计算、商业数据处理。 内部硬件和其它设置可适应多方面的应用。 同一程序可在机器语言一级上在不同的计算机 上执行。 IBM360有大、中、小三大类六个型号。
从IBM360开始有了计算机兼容的概念。
26
IBM 360 系列机
27
1896年，霍列瑞斯组织了 International Business Machines (IBM)。 该组织后来在计算机发展 中发挥了重要的作用。
图灵与图灵机、巨人计算机 Colossus， 1943
1943年，图灵设计了 “Colossus”
(巨人计算机)，主要用于第二次世
界大战破译德国的密码。
计算机对无人驾 驶飞机做实时控制
计算机的应用 （续）
辅助工程
辅助设计（CAD） Computer Aided Design
CAD能将设计方案转化为 图纸，并能对设计方案进行 分析、测试CAM）
Computer Aided Manufacturinge
学出版社， 2007
计算机科学导论（第7版）（影印版），布鲁克希尔
著，清华大学出版社 ，2004
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
学习要求
了解计算机科学的内涵与应用领域、计算机的硬件
结构与组成原理、软件工程、计算机网络与信息安 全、多媒体技术、人工智能等领域的基本知识；
电子计算机时期 (1930 ~ 1950)
图灵与图灵机、巨人计算机 Colossus，1943 莫奇利和埃克特与ENIAC, 1946 EDVAC, 1950 与UNIVAC, 1951 冯•诺依曼 与IAS, 1952
现代计算机时期 (1950 ~ now)
帕斯卡与机械计算机 Pascaline，1642
（第1章） （第2、3、4章） （第5章） （第7章） （第8，11,12章） （第6章） （第10章） （第9章） （第16章） （第14章） （第17，18章）
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 针对性的上网查阅或图书查阅； 多上机，多实践，提高动手能力
初步掌握计算机科学的基本概念和术语、操作系统 的功能、数据结构和数据库的基本概念和相关技术、
计算机基本应用技能等。
课程安排
讲授内容 第1讲：概论 第2讲：数据和数的表示 第3讲：计算机硬件 第4讲：计算机操作系统 第5讲：数据结构与算法 第6讲：计算机网络 第7讲：软件工程 第8讲：计算机程序设计基础 第9讲：计算机信息系统安全 第10讲：数据库 第11讲：人工智能与计算理论
工程计算、地震预 测、气象预报、火 箭发射等要求高速 度、高精度的科学 计算都需要计算机
计算机的应用 （续）
过程控制(实时控制)
计算机越来越多 地应用于生产自动 化。它在计算复杂 的多变量控制问题 和自动控制系统的 组织上都是必不可 少的基本技术工具。 广泛应用于冶金、 机械、石油、化工、 电力及各种自动化 系统等部门。
编程: 通过插孔和开关实现 速度: 5,000 次/秒
输入/输出: 卡片, 指示灯, 开关, 插孔
空间:1,000 平方英尺
EDVAC, 1950与UNIVAC, 1951
EDVAC (Electronic Discrete
Variable Automatic Computer )
是第一台存储程序的计算机， 基于冯•诺依曼思想，诞生于
计算机科学导论
第一讲 概述
课程简介
《计算机科学导论》是计算机类各专业全程教学内容的导
引课程，介绍计算机硬件、软件、数据组织和计算理论等方面的 内容，包括编码及计算机体系结构的基本原理、操作系统、计算 机网络、算法、程序设计语言、数据结构和数据库、人工智能以 及计算理论等专业知识的知识点以及与信息技术有关的社会人文
图灵在1936年发表的论文中，
提出了一种计算机抽象模型，
利用这种计算机可用一些简单 的机械动作实现推理。这种计 算机也称“图灵机”。
莫奇利、埃克特与 ENIAC, 1946
第一台电子计算机， Electronic Numerical Integrator And Calculator
(ENIAC), 诞生于1946年，由莫奇利与埃克特设计。
29
Intel 4004微处理器芯片
微处理芯片和微型计算机
30
计算机的发展历史
第一台个人计算机
美国微型仪器和遥感系统公司1972年推出的MITS816，是世界上第一台供个人使用的数字微型计算机。
1977年苹果公司推出的“苹果II型”，是世界上第一
台有彩色图形界面的个人计算机，使用摩托罗拉6502芯 片，每秒50万次加法、48K基本内存。 1981年8月 IBM 推出 IBM 5150 个人计算机，使用 Intel8088芯片，4.77兆主频、64K内存、MS—DOS操作 系统，售价单色显示器3000美元、彩色显示器6000美元。
计算机的分类——小型计算机
中规模、较便宜、功耗小于大型计算机，能为小型商业提供 38 适当的计算能力。
计算机的分类—— 微型计算机 计算机的分类 —— 微型计算机
这些是什么 ??? 微型计算机!!!
计算机的分类——微型计算机
一种建立在单处理器芯片上的计算机，也叫个人计算
机或PC机。
桌面型计算机 笔记本式计算机 个人数字助理 (PDA)
等知识，力求使学生对计算机科学有比较全面的了解。与此同时，
使读者对后续课程的学习有一个概括的了解，为今后的学习打下 良好的基础。
《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
参考书： 计算机科学导论，王玲，宋斌编著，清华大学出版
刘艺等译
社，2008
计算机科学导论（第2版），瞿中 等编著，清华大
辅助教学（CAI）
Computer-assisted instruction
44
通过教师、学生与计算机系统 的对话，实现教学的技术。
远程教育
远程健康护理
网络交易
网上购物
计算机的应用 （续）
数值计算
气象预报由 什么工具来 计算？
计算机改变了一些学 科传统的研究方法， 促成了计算力学、计 算物理、计算化学、 生物控制论等新学科 的出现。
巴贝奇与 差分引擎，1823
1823年, 设 计了一台自 动的机械计 算器，也称
差分引擎 “ (Differen
ce Engine )”。
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 )”。
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。
计算机的分类 —— 微型计算机 计算机的分类 —— 微型计算机
桌面型计算机
笔记本式计算机：膝上型计算机
计算机的分类 —— 微型计算机 计算机的分类 —— 微型计算机
个人数字助理 (Personal
digital assistant )
掌上型计算机
计算机无处不在
计算机概述——计算机应用
早期最重要的计算工具是算盘 (abacus)
计算工具最重要的发展是帕斯卡机械计算 机 ，也称“Pascaline”，1642由法国数 学家 Blaise Pascal发明。可对所以数字 做加减法运算。
莱布尼兹与 改进的Pascaline， 1672