计算机导论课程

计算机导论基础知识

目录:
一、我们了解的计算机设备;
二、计算机的产生与发展历程;
三、计算机的应用领域和发展趋势;
四、计算机科学与技术学科的知识体系;
五、操作系统的基本概念 

一、我们了解的计算机设备


          计算机设备可以分为内部设备和外部设备。内部设备主要指主机,外部设备包括键盘、鼠标等输入设备和显示器等输出设备。
         下面介绍一下电脑主机的各个部件:
         主机是电脑的主体 ,在主机箱中有:电源、主板、CPU、内存、硬盘、声卡、显卡、网卡、软驱、光驱等硬件。
      (1)电源:电源是电脑中不可缺少的供电设备,它的作用是将220V交流转换为电脑中使用的5V,12V,3.3V直流电,其性能的好坏,直接影响到其他设备工作的稳定性,进而会影响整机的稳定性。 
      (2) 主板:主板是电脑中各个部件工作的一个平台,它把电脑的各个部件紧密连接在一起,各个部件通过主板进行数据传输。也就是说,电脑中重要的“交通枢纽”都在主板上,它工作的稳定性影响着整机工作的稳定性。 
      (3) CPU:CPU(Central Processing Unit)即中央处理器,其功能是执行算,逻辑运算,数据处理,传四舍五入 ,输入/输出的控制电脑自动,协调地完成各种操作。作为整个系统的核心,CPU 也是整个系统最高的执行单元,因此CPU已成为决定电脑性能的核心部件,很多用户都以它为标准来判断电脑的档次。 
      (4) 内存:内存又叫内部存储器(RAM),属于电子式存储设备,它由电路板和芯片组成,特点是体积小,速度快,有电可存,无电清空,即电脑在开机状态时内存中可存储数据,关机后将自动清空其中的所有数据。 
      (5) 硬盘:硬盘属于外部存储器,由金属磁片制成,而磁片有记功能,所以储到磁片上的数据,不论在开机,还是并机,都不会丢失。 
      (6) 声卡:声卡是组成多媒体电脑必不可少的一个硬件设备,其作用是当发出播放命令后,声卡将电脑中的声音数字信号转换成模拟信号送到音箱上发出声音。 
      (7)显卡:显卡在工作时与显示器配合输出图形,文字,其作用是负责将CPU送来的数字信号转换成显示器识别的模拟信号,传送到显示器上显示出来。 
      (8) 网卡:网卡的作用是充当电脑与网线之间的桥梁,它是用来建立局网的重要设备之一。 
      (9) 软驱:软驱用来读取软盘中的数据。软盘为可读写外部存储设备。 
      (10)光驱:光驱是用来读取光盘中的设备。光盘为只读外部存储设备,其容量为650MB左右。
 
         计算机的外部设备: 
      (1)显示器:显示器有大有小,有薄有厚,品种多样,其作用是把电脑处理完的结果显示出来。它是一个输出设备,是电脑必不可缺少的部件之一。 
      (2)键盘:键盘是主要的输入设备,用于把文字,数字等输到电脑上。 
      (3)鼠标:当人们移到鼠标时,电脑屏幕上就会有一个箭头指针跟着移动,并可以很准确切指到想指的们位置,快速地在屏幕上定位,它是人们使用电脑不可缺少的部件之一。 
      (4)音箱:通过它可以把电脑中的声音播放出来。 
      (5)打印机:通过它可以把电脑中的文件打印到纸上,它是重要的输出设备之一。 
      (6)摄像头、扫描仪、数码像机等设备。

 

二、计算机的产生与发展历程

         计算机的产生是20世纪最重要的科学技术大事件之一。1946年美国宾夕法尼亚大学经过几年的艰苦努力,研制出世界上第一台电子计算机--埃尼阿克(ENIAC)。

(一)、 计算机的发展史:

根据计算机所采用的物理器件不同,可分为四个阶段。
第一代:电子管计算机,开始于1946年,结构上以CPU为中心,使用机器语言,速度慢、存储量小,主要用于数值计算。
第二代:晶体管计算机,开始于1958年,结构上以存储器为中心,使用高级语言应用范围扩大到数据处理和工业控制。
第三代:中小规模集成电路计算机,开始于1964年,结构上仍以存储器为中心,增加了多种外部设备,软件得到一定发展,计算机处理图像、文字和资料功能加强。
第四代:大、超大规模集成电路计算机,开始于1971年,应用更加广泛,出现了微型计算机。

历程

时间

设备

第一代

1947年—1957年

电子管计算机时代

第二代

1958年—1964年

晶体管计算机时代

第三代

1965年—1971年

中小规模集成电路计算机时代

第四代

1972年—现在

大规模、超大规模集成电路

计算机硬件发展的同时,软件始终伴随其步伐迅猛发展,就计算机的编程语言而言,也划分为三代。
第一代:机器语言。每条指令用二进制编码,效率很低。
第二代:汇编语言。用符号编程,和具体机器指令有关,效率不高。
第三代:高级语言:如FORTRAN、COBOL、BASIC、PASCAL等都属于高级语言。

(二)、我国计算机的发展

我国从1956年开始电子计算机科研和教学工作。
1983年12月研制成功每秒运行1亿次的"银河"巨型计算机;
1992年11月研制成功每秒运行10亿次的"银河Ⅱ"巨型计算机;
1997年研制成功每秒运行130亿次的"银河Ⅲ"巨型计算机。

 三、计算机的应用领域和发展趋势

(一)、计算机的应用领域

计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业,正在改变着传统的工作、学习和生活方式,推动着社会的发展。计算机的主要应用领域如下:
1.科学计算(或数值计算)

科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。在现代科学技术工作中,科学计算问题是大量的和复杂的。利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算的能力,可以实现人工无法解决的各种科学计算问题。
例如,建筑设计中为了确定构件尺寸,通过弹性力学导出一系列复杂方程,长期以来由于计算方法跟不上而一直无法求解。而计算机不但能求解这类方程,并且引起弹性理论上的一次突破,出现了有限单元法。

2.数据处理(或信息处理)

数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称。据统计,80%以上的计算机主要用于数据处理,这类工作量大面宽,决定了计算机应用的主导方向。

数据处理从简单到复杂已经历了三个发展阶段,它们是:

①电子数据处理(Electronic Data Processing,简称EDP),它是以文件系统为手段,实现一个部门内的单项管理。

②管理信息系统(Management Information System,简称MIS),它是以数据库技术为工具,实现一个部门的全面管理,以提高工作效率。

③决策支持系统(Decision Support System,简称DSS),它是以数据库、模型库和方法库为基础,帮助管理决策者提高决策水平,改善运营策略的正确性与有效性。

目前,数据处理已广泛地应用于办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会计电算化等等各行各业。信息正在形成独立的产业,多媒体技术使信息展现在人们面前的不仅是数字和文字,也有声情并茂的声音和图像信息。

3.辅助技术(或计算机辅助设计与制造)

计算机辅助技术包括CAD、CAM和CAI等。
⑴计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD)

计算机辅助设计是利用计算机系统辅助设计人员进行工程或产品设计,以实现最佳设计效果的一种技术。它已广泛地应用于飞机、汽车、机械、电子、建筑和轻工等领域。例如,在电子计算机的设计过程中,利用CAD技术进行体系结构模拟、逻辑模拟、插件划分、自动布线等,从而大大提高了设计工作的自动化程度。又如,在建筑设计过程中,可以利用CAD技术进行力学计算、结构计算、绘制建筑图纸等,这样不但提高了设计速度,而且可以大大提高设计质量。
⑵计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)

计算机辅助制造是利用计算机系统进行生产设备的管理、控制和操作的过程。例如,在产品的制造过程中,用计算机控制机器的运行,处理生产过程中所需的数据,控制和处理材料的流动以及对产品进行检测等。使用CAM技术可以提高产品质量,降低成本,缩短生产周期,提高生产率和改善劳动条件。

将CAD和CAM技术集成,实现设计生产自动化,这种技术被称为计算机集成制造系统(CIMS)。它的实现将真正做到无人化工厂(或车间)。
⑶计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI)

计算机辅助教学是利用计算机系统使用课件来进行教学。课件可以用著作工具或高级语言来开发制作,它能引导学生循环渐进地学习,使学生轻松自如地从课件中学到所需要的知识。CAI的主要特色是交互教育、个别指导和因人施教。
4.过程控制(或实时控制)

过程控制是利用计算机及时采集检测数据,按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。采用计算机进行过程控制,不仅可以大大提高控制的自动化水平,而且可以提高控制的及时性和准确性,从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率。因此,计算机过程控制已在机械、冶金、石油、化工、纺织、水电、航天等部门得到广泛的应用。

例如,在汽车工业方面,利用计算机控制机床、控制整个装配流水线,不仅可以实现精度要求高、形状复杂的零件加工自动化,而且可以使整个车间或工厂实现自动化。
5.人工智能(或智能模拟)

人工智能(Artificial Intelligence)是计算机模拟人类的智能活动,诸如感知、判断、理解、学习、问题求解和图像识别等。现在人工智能的研究已取得不少成果,有些已开始走向实用阶段。例如,能模拟高水平医学专家进行疾病诊疗的专家系统,具有一定思维能力的智能机器人等等。
6.网络应用

计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络。计算机网络的建立,不仅解决了一个单位、一个地区、一个国家中计算机与计算机之间的通讯,各种软、硬件资源的共享,也大大促进了国际间的文字、图像、视频和声音等各类数据的传输与处理。

(二)、计算机的发展趋势

计算机的发展向微型化和巨型化、多媒体化、网络化、智能化方向发展。

四、计算机科学与技术学科的知识体系

 

备注:出自清华大学

五、操作系统的基本概念 

      计算机如果在没有安装任何软件之前,则被称为“裸机”,裸机是无法工作的。操作系统是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件,是系统软件的核心。
  操作系统是管理和控制计算机系统软件、硬件和系统资源的大型程序,是用户和计算机之间的接口。
  1) 操作系统的主要作用
  ◆提高系统资源的利用率;
  ◆提供方便友好的用户界面;
  ◆提供软件的开发与运行环境。
  2) 操作系统的主要功能
  ◆处理器管理。当多个程序同时运行时,解决处理器(CPU)时间的分配问题;
  ◆存储器管理。为各个程序及其使用的数据分配存储空间,并保证它们互不干扰;
  ◆设备管理。根据用户提出使用设备的请求进行设备分配,同时还能随时接受设备的请求(称为中断),如要求输入信息;
  ◆文件管理。主要负责文件的存储、检索、共享和保护,为用户提供文件操作的方便。
  ◆接口管理。为用户提供一个使用计算机的界面使其方便地运行自己的作业,并对所有进入系统的作业进行调度和控制,尽可能高效地利用整个系统的资源;  
  3) 操作系统的分类  
  (1)单用户操作系统(Single User Operating System)
  一次只能支持运行一个用户,计算机系统资源不能充分利用。如 DOS、Windows 等。
  (2)批处理操作系统(Batch Processing Operating System)
  将若干用户作业按一定的顺序排列,统一交给计算机系统,由计算机自动、顺序地完成这些作业。是一种多任务系统。如 IBM 的DOS/VSE。
  (3)分时操作系统(Time-Sharing Operating System)
  是一种多用户系统。即多个用户共享一台计算机,操作系统分时地为为每个用户服务。分时的时间单位叫时间片,多个用户按时间片轮转。如UNIX。
  分时系统的特点:
  ●交互性。用户通过终端向主机请求,主机执行后给出回答,即人机对话。
  ●及时性。计算机对用户的请求能在用户比较满意的时间范围内作出及时的响应。
  ●同时性。虽然计算机按时间片轮流地为每个用户服务,但是用户在感觉上则同时在使用计算机。
  ●独占性。用户彼此之间感觉不到对方的存在,仿佛独占了计算机。
  (4)实时操作系统(Real-Time Operating System)
  是对来自外界的作用和信息在规定时间内及时响应并处理的系统。要求在信息产生的同时进行处理,即实时处理。实时系统的特点:响应及时、高可靠性。
  (5)网络操作系统(Network Operating System)
  将分散独立的计算机系统通过通信设备和线路互联起来实现信息的交换、资源共享、互操作和协作处理的系统。
  6)分布式操作系统
  分布式系统是由多台微机组成且满足如下条件的系统:
  ①系统中任意两台计算机可以通过通信交换信息;
  ②系统中的计算机无主次之分;
  ③系统中的资源供所有用户共享;
  ④一个程序可以分布在几台计算机上并行地运行,互相协作完成一个共同的任务。
  用于管理分布式系统资源的操作系统称为分布式操作系统。

目前,操作系统代表性的有Microsoft公司的DOS操作系统、Windows操作系统,IBM公司的OS/2操作系统,AT&T公司的UXIX操作系统,还有一套免费使用和自由传播的Linux操作系统等。

现在最常见的是Windows操作系统,版本有Windows3.1、Windows95、Windows98、Windows NT、Windows me、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003等,家庭和办公中最常用的是Windows98、Windows XP。

 

posted on 2008-09-23 10:12 王冬青 阅读(1636) 评论(4)  编辑 收藏 引用

评论

# re: 计算机导论基础知识 2008-09-30 10:44 陈栋梁

其实大家的计算机知识都不是很好,只不过在上课的时候夸夸而谈,炫耀一下而已,所以老师不要以为我们个个都很棒,照顾一下大多数同学,哪怕是基础的东西,我们也要学习。一切从零开始。  回复  更多评论   

# re: 计算机导论基础知识 2008-09-30 19:24 黄宣霖

电脑与我们的生活息息相关,我们的专业与电脑的联系更为密切,要让电脑更好的服务与我们的生活!!!  回复  更多评论   

# re: 计算机导论基础知识 2008-10-05 18:25 王冬青

呵呵,看到同学们来这儿浏览,很开心,让我们一起利用这个学期学好计算机的基础知识,像栋梁说得,我们在教和学课程的时候,考虑尽量一切从零开始。正因为计算机对于我们专业的重要性,大家一定要一起努力啊,加油!  回复  更多评论   

# re: 计算机导论基础知识 2008-12-19 20:48 胡丹霞

来得太迟了!!!其实我之前对电脑真的是一窍不通.对它也不太感兴趣!只会玩游戏而已!经过这一个学期,真的收获不少.....谢谢老师!  回复  更多评论   

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