12（理論）+12（實驗）考試形式：計算機通識課程：全校非計算機專業(yè)必修課大學計算機大學計算機基礎(chǔ)學習目的大學計算機了解計算機的基礎(chǔ)知識。理解計算機科學與技術(shù)學科的基本理論與概念。了解計算機主要應用領(lǐng)域。掌握計算機硬件結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡和操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識與基本應用技能。了解程序設(shè)計思想、數(shù)據(jù)庫等基本原理。了解計算機信息安全以及多媒體技術(shù)。熟練掌握微型計算機的基本操作技能。大學計算機基礎(chǔ)大學計算機課程特點：本課程是一門集知識性、實用性和實時性為一體的公共基礎(chǔ)課程，為其他計算機課程的學習提供相關(guān)背景知識和輔助技能。學習方法：勤學+多練大學計算機基礎(chǔ)學習內(nèi)容第1章計算機文化與計算思維基礎(chǔ)（自學）第2章計算機系統(tǒng)（1講）第3章操作系統(tǒng)基礎(chǔ)（1講）第4章數(shù)制和信息編碼（1講）第5章數(shù)據(jù)處理（實驗）第6章數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)（1講）第7章信息瀏覽與發(fā)布（1講）第8章算法與程序設(shè)計語言（1講）第9章程序設(shè)計初步（后續(xù)課程）大學計算機基礎(chǔ)

人類發(fā)明工具的目的是延伸人類自身的能力，包括人的體力和腦力。計算機是對人類腦力的延伸，所以計算機也稱為電腦。它引起了人類思維概念和工作方式的改變，創(chuàng)造出一種新的文化領(lǐng)域——“計算機文化”?！坝嬎銠C文化”的知識結(jié)構(gòu)和能力素質(zhì)是以“信息獲取、信息分析與信息加工”為基礎(chǔ)，在信息化社會里，掌握和使用計算機已成為人們必不可少的技能。作為新一代大學生要培養(yǎng)和提高“吸收、處理、創(chuàng)造信息，組織利用、規(guī)劃資源”的能力。計算機文化與計算思維大學計算機基礎(chǔ)

三種科學思維以推理和演繹為特征的邏輯思維。是以數(shù)學學科為代表以觀察和總結(jié)（歸納的方式，不是數(shù)學歸納）自然規(guī)律（包括人類社會活動）為特征的實證思維。是以物理學科為代表以設(shè)計和構(gòu)造為特征的計算思維。是以計算機學科為代表理論科學、實驗科學和計算科學是科學發(fā)現(xiàn)的三大支柱，正推動著人類文明進步和科技發(fā)展。人類科學的三大支柱：大學計算機基礎(chǔ)計算思維的培養(yǎng)

計算思維的一般定義，運用計算機科學的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計，以及理解人類行為的方法，是涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算機基礎(chǔ)教育層次上的計算思維能力的培養(yǎng)（1）對計算機的認識能力（2）具有判斷選擇計算機工具與方法的能力（3）運用計算機解決專業(yè)問題的能力大學計算機基礎(chǔ)第一講計算機系統(tǒng)

電子計算機是20世紀人類最偉大的科學技術(shù)發(fā)明之一。從1946年誕生第一臺電子數(shù)字計算機以來，計算機科學是20世紀以來發(fā)展最快的一門學科。尤其是微型計算機的出現(xiàn)以及計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，使得計算機及其應用已滲透到社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了信息化社會的發(fā)展。

大學計算機基礎(chǔ)1.1計算機的形成與發(fā)展(1)圖靈與圖靈機奠定現(xiàn)代計算機發(fā)展的重要人物

-------圖靈為紀念圖靈對計算機的貢獻，美國計算機學會于1966年設(shè)立了“圖靈獎”1937年，著名的英國數(shù)學家圖靈發(fā)表了有關(guān)“理想計算機”的論文，提出了被后人稱之為“圖靈機”的數(shù)學模型，奠定了計算機科學的基礎(chǔ)。圖靈的理論:計算機是使用相應的程序來完成任何設(shè)定好的任務。(2)電子計算機的誕生

公認的第一臺電子計算機是由賓夕法尼亞大學從1943年到1946年研制的電子數(shù)字積分計算機(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)，簡稱：ENIAC。

ENIAC共用了18,000多個電子管，1500個繼電器，重達30噸，占地約170平方米，耗電約150千瓦時。主要技術(shù)指標為每秒5000次加法運算。電子管大學計算機基礎(chǔ)

1946年到1952年，美籍匈牙利科學家馮諾依曼（VonNeumann）領(lǐng)導的研制小組研制了一種“基于程序存儲和程序控制”的計算機。

該計算機根據(jù)馮諾依曼提出的原理制造而成，與ENIAC相比有了重要的改進，奠定了現(xiàn)代計算機的體系結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)也稱馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。馮諾依曼----現(xiàn)代計算機之父(3)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)計算機大學計算機基礎(chǔ)（4）馮諾依曼原理計算機的硬件模型（馮諾依曼模型）運算器控制器存儲器輸入設(shè)備輸出設(shè)備運算器和控制器的集合又稱為中央處理單元CPU。CPU中央處理器主機+外設(shè)（I/O設(shè)備）請求信號響應信號1、計算機的硬件由五部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。2、計算機的信息是以二進制表示的；3、程序與數(shù)據(jù)存放在計算機內(nèi)存，啟動后自動執(zhí)行(存儲程序原理)

。大學計算機基礎(chǔ)計算機系統(tǒng)＝硬件系統(tǒng)＋軟件系統(tǒng)根據(jù)馮諾依曼奠定的現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)，計算機采用了程序存儲和程序控制原理

?；谶@一原理，計算機的硬件是通用的，在同樣的硬件條件下，通過執(zhí)行不同的軟件，實現(xiàn)了計算機豐富多樣的功能。1.2計算機系統(tǒng)的組成大學計算機基礎(chǔ)計算機系統(tǒng)硬件軟件主機外部設(shè)備內(nèi)存CPU（中央處理器）控制器隨機存儲器(RAM)只讀存儲器(ROM)輸入設(shè)備輸出設(shè)備系統(tǒng)軟件(操作系統(tǒng)、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫等)應用軟件(辦公處理、輔助設(shè)計、用戶程序等)運算器計算機系統(tǒng)的組成外部存儲器高速緩沖存儲器(Cache)大學計算機基礎(chǔ)1.2.1運算器（ALU）15功能：進行算術(shù)運算和邏輯運算。包括：算術(shù)邏輯部件ALU、累加器、通用寄存器、狀態(tài)寄存器。功能：指揮計算機的各個部件按照指令的功能要求協(xié)調(diào)工作。包括：指令寄存器IR、程序計數(shù)器PC、指令譯碼器ID。1.2.2控制器(CU）中央處理器(CPU)：由算術(shù)邏輯單元(ALU)、控制單元(CU)、以及寄存器組成。計算機硬件系統(tǒng)大學計算機基礎(chǔ)CPU模型

ID大學計算機基礎(chǔ)171.2.3存儲器功能：用來存儲數(shù)據(jù)和程序，能按照指定位置讀寫二進制信息。包括：內(nèi)存儲器、外存儲器（又稱內(nèi)存和外存）。內(nèi)存RAM隨機存取存儲器ROM只讀存儲器存儲器內(nèi)存儲器計算機直接從內(nèi)存存取數(shù)據(jù)外存儲器與內(nèi)存進行數(shù)據(jù)交換可長期存放數(shù)據(jù)Cache高速緩沖存儲器大學計算機基礎(chǔ)內(nèi)存儲器存儲器由一個個大小相同的基本單元組成。（每個單元存放8位二進制數(shù)）為了區(qū)分各個單元，給每個單元一個編號。稱為存儲單元的地址。各單元內(nèi)存放的是數(shù)據(jù)。CPU對內(nèi)存可以讀（取）可以寫（存），要由控制信號控制。存儲器的訪問要三類信號共同配合才能完成：

地址信號、數(shù)據(jù)信號、控制信號1、存儲器的邏輯結(jié)構(gòu)111011011100110110001101111011011110100111101101111011011110110111101101111011011110110111101101100011011100110110001101111011010000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111地址存放內(nèi)容地址

內(nèi)部存儲器的作用是存放執(zhí)行的程序和程序中需要使用的數(shù)據(jù)，是整個數(shù)據(jù)存儲和變換的樞紐。大學計算機基礎(chǔ)2.存儲器的容量

存儲器的每個單元存放8位二進制，8位二進制組成一個數(shù)據(jù)單元稱為字節(jié)(Byte)，字節(jié)是存儲的基本單元，是訪問內(nèi)存的最小單位。與存儲器地址相關(guān)的概念:地址總線的寬度決定了可以訪問內(nèi)存單元的個數(shù)。每一根地址線對應一位二進制。一位二進制可以區(qū)分兩個狀態(tài)。10根地址線，可訪問的單元數(shù)是：210=1024103=1K20根地址線，可訪問的單元數(shù)是：220=1024K106=1M30根地址線，可訪問的單元數(shù)是：230=1024M109=1G32根地址線可以訪問多大內(nèi)存？“4GB”1K=1024B，1M=1024K，1G=1024M，1T=1024G字節(jié)BYTE76543210位Bit大學計算機基礎(chǔ)1.2.4

輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)實現(xiàn)主機和用戶之間的通訊，通訊是通過外部設(shè)備及其接口實現(xiàn)的。外部設(shè)備是輸入和輸出設(shè)備的總稱，簡稱為外設(shè)，外設(shè)是計算機和用戶之間或設(shè)備與主存儲器之間交換數(shù)據(jù)的工具。輸入輸出接口

由于主機是由集成電路芯片連接而成，而I/O設(shè)備通常是機電結(jié)合的裝置，在它們之間存在著速度、時序、信號電平、信號格式和類型等方面的差異。I/O接口的功能主要是解決上述的不匹配，使主機與I/O設(shè)備能協(xié)調(diào)地工作，并實現(xiàn)主機對外設(shè)的控制。輸入、輸出設(shè)備21內(nèi)存輸入設(shè)備接受用戶輸入的原始信息轉(zhuǎn)換成計算機可識別的信息形式（二進制）存放到內(nèi)存中輸出設(shè)備將內(nèi)存中的處理結(jié)果信息轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩艨山邮艿男问捷敵龌虺蔀槠渌鼨C器所能接受的形式輸出大學計算機基礎(chǔ)計算機中的一些基本I/O接口電路IDE接口：光盤、硬盤與主機的通信。并行接口：打印機、繪圖儀串行接口：鼠標USB接口：U盤、打印機等

USB2.0：傳輸速率60MBps，USB3.0傳輸速率600MBpsIEEE1394接口：攝像機、音響等多媒體設(shè)備HDMI接口：高清晰度多媒體接口，可以同時傳輸視頻和音頻信號。。。大學計算機基礎(chǔ)常用接口23大學計算機基礎(chǔ)1.2.5總線微型計算機結(jié)構(gòu)是以總線為核心的將微處理器、存儲器、輸入/輸出設(shè)備智能地連接在一起的。所謂總線，是指微型計算機各部件之間傳送信息的通道。主機內(nèi)部連接CPU與內(nèi)存以及I/O接口的總線稱為系統(tǒng)總線；而連接主機與外設(shè)的總線稱為設(shè)備總線。大學計算機基礎(chǔ)總線計算機模型地址總線(Abus):用來傳遞地址信息，CPU通過地址總線傳送需要訪問的內(nèi)存單元地址或外部設(shè)備地址。數(shù)據(jù)總線(Dbus):用來傳送數(shù)據(jù)信息，是CPU與各部件交換信息的通道?？刂瓶偩€(Cbus):用來傳送控制信號，以協(xié)調(diào)各部件之間的操作。CPU內(nèi)存I/O接口ABDBCB外設(shè)系統(tǒng)總線的分類：大學計算機基礎(chǔ)常見的系統(tǒng)總線簡介系統(tǒng)總線是連接主機內(nèi)部各部件的總線。其中地址信號線的寬度決定了總線可訪問的內(nèi)存單元數(shù)量，如果地址總線寬度為32位，則訪問的字節(jié)單元數(shù)是232（4G）。數(shù)據(jù)總線的寬度反映了總線上一次傳送的字節(jié)數(shù)，如果數(shù)據(jù)總線的寬度是32位，那么總線上一次可以傳送4個字節(jié)?？刂瓶偩€則用于控制信息的傳輸。總線標準包括了各種物理、電氣等詳細的規(guī)范。由計算機系統(tǒng)提供標準的總線接口(也稱總線插槽)，系統(tǒng)總線從結(jié)構(gòu)上提供了擴展設(shè)備的連接，只要按照總線標準設(shè)計的設(shè)備都可以連接到計算機系統(tǒng)中。微型計算機常用的總線標準有：ISA、PCI和AGP等。大學計算機基礎(chǔ)計算機硬件和總線的基本組成（外）存儲器（內(nèi)）存儲器中央處理器（CPU）控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備數(shù)據(jù)流地址控制流運算器大學計算機基礎(chǔ)1.2.6計算機的主要指標字長：字長是指計算機能直接處理的二進制信息的位數(shù)。字長是由CPU內(nèi)部的寄存器、加法器和數(shù)據(jù)總線的位數(shù)決定的。字長越長，精度越高，速度越快，但價格也越高。當前微機字長有32位、64位。主頻：指時鐘脈沖發(fā)生器在單位時間(s)內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)。頻率越高，計算機的處理信息的速度也越快。主頻的單位是兆赫茲(MHz)。存儲容量:(1)內(nèi)存容量。指內(nèi)存儲器能夠存儲信息的總字節(jié)數(shù)。容量越大，運行速度越快。內(nèi)存儲器容量大小，受限于CPU的地址總線。(2)外存容量。指外存儲器所能容納的總字節(jié)數(shù)。寫拍讀拍周期T主頻f=1/T運算速度：計算機系統(tǒng)每秒能執(zhí)行的指令條數(shù)。單位是條/秒。大學計算機基礎(chǔ)1.3計算機指令的執(zhí)行1.指令：是用來規(guī)定計算機一個基本操作的二進制代碼。一條指令對應著CPU的一種基本操作。(如：存、取數(shù)據(jù)，加法運算等。)一條指令由兩個部分組成：操作碼和操作數(shù)。(1)操作碼：操作碼指明了操作的性質(zhì)，如加、減等。(2)操作數(shù)：操作數(shù)指明了操作的對象，如兩個加數(shù)。

例如一個實現(xiàn)2+3功能的指令序列：MOVR1，2;將2存放到CPU內(nèi)部的寄存器R1中ADDR1，3;將R1的內(nèi)容加上3，結(jié)果5再存放到R1中HLT;結(jié)束

計算機完成某個任務的過程實際是執(zhí)行一個程序的過程，而程序是由一條條指示CPU完成某一個基本操作的指令組成。

大學計算機基礎(chǔ)軟件=程序+文檔2.指令系統(tǒng)：指令系統(tǒng)是某種CPU能夠執(zhí)行的所有指令的集合，不同類型的CPU結(jié)構(gòu)其指令系統(tǒng)也不同。3.程序：

是計算機能夠識別和執(zhí)行的指令序列。是由一連串指令按一定順序組成的能完成某種任務的指令序列。4.軟件：是計算機的程序、數(shù)據(jù)、方法、規(guī)則、文檔的總稱。大學計算機基礎(chǔ)5.指令的執(zhí)行過程

馮.諾依曼原理決定了計算機的工作方式是計算機能夠存儲程序，并能夠自動執(zhí)行程序。根據(jù)馮.諾依曼的原理，計算機利用存儲器存放需執(zhí)行的程序，中央處理器（CPU）依次從存儲器中取出每一條指令，并經(jīng)過分析后加以執(zhí)行，直到全部指令執(zhí)行完成。這就是計算機的存儲程序原理。指令的執(zhí)行過程分為以下幾個步驟：⑴取指令⑵分析指令⑶執(zhí)行指令⑷重復

大學計算機基礎(chǔ)計算機自動執(zhí)行程序的過程1、從內(nèi)存中取出一條指令2、翻譯并執(zhí)行這條指令取出指令分析指令完成本條指令的操作啟動地址PCPC+1PC形成轉(zhuǎn)移地址PC程序結(jié)束停機指令非轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)移指令指令性質(zhì)？啟動大學計算機基礎(chǔ)指令的執(zhí)行過程圖例①取指令按照程序計數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲器中取出指令，并送往指令寄存器。②分析指令對指令寄存器中存放的指令進行分析，由譯碼器對操作碼進行譯碼，將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應的控制電位信號由地址碼確定操作數(shù)地址。③執(zhí)行指令由操作控制線路發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息，去完成該指令所要求的操作。如：加法指令一條指令執(zhí)行完成，程序計數(shù)器加1或?qū)⑥D(zhuǎn)移地址碼送入程序計數(shù)器，然后回到①。33大學計算機基礎(chǔ)1.4計算環(huán)境的發(fā)展34（1）集中計算電子計算機時代開始標志物：ENIAC和IBM深藍目的：計算速度的提升和計算能力的提高。（2）個人計算機獨立性高，可靠性強（3）互聯(lián)網(wǎng)多臺計算機通過網(wǎng)絡連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源的共享及協(xié)同工作（4）云計算信息增長具無限性的趨勢，摩爾定律的終結(jié)；如何解決無限增長信息的存儲和計算基于互聯(lián)網(wǎng)的超級計算模式，集中信息和處理器資源通過終端連接和使用主機，所有的軟件、數(shù)據(jù)和控制都在大型機的主機大學計算機基礎(chǔ)計算機發(fā)展——微型化Altair8800

計算機不再是單一的計算機器，而是一種信息機器，一種個人的信息機器。大學計算機基礎(chǔ)2010年11月16日，中國國防科學技術(shù)大學研制的“天河一號”系統(tǒng)，在國際TOP500組織正式發(fā)布的第36屆世界超級計算機500強排行榜上，取代美國“美洲虎”超級計算機系統(tǒng)，排名位居世界第一。“天河一號A”系統(tǒng)，峰值速度4700萬億次，直接參與“天河一號A”研發(fā)的科技人員有200多人，平均年齡36歲，投資為6億人民幣。超級計算機應用：天氣預報、地震機理研究、石油和地質(zhì)勘探，衛(wèi)星圖像處理等大量科學計算的高科技領(lǐng)域。

計算機發(fā)展——巨型化運算速度可達每秒幾萬億次運算的超級計算機大學計算機基礎(chǔ)計算機發(fā)展——網(wǎng)絡化計算機網(wǎng)絡：計算機技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。計算機網(wǎng)絡的發(fā)展動力：使用遠程資源，共享程序、數(shù)據(jù)和信息資源，網(wǎng)絡用戶的通訊和合作。計算機網(wǎng)絡帶來的新技術(shù)：

移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算大學計算機基礎(chǔ)

移動互聯(lián)網(wǎng)(MobileInternet,簡稱MI)，就是將移動通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來。主要三部分組成：智能移動終端：智能手機、平板電腦、電子書等軟件：操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫和安全軟件等應用層：休閑娛樂類、工具媒體類、商務財經(jīng)類

等不同應用與服務。移動互聯(lián)網(wǎng)大學計算機基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是傳感網(wǎng)加互聯(lián)網(wǎng)。把人與人之間的互聯(lián)互通擴大到人與物、物與物之間的互聯(lián)互通。實行物理世界與信息世界的融合，構(gòu)成一個“無所不在的網(wǎng)絡社會”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。大學計算機基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)是通過各種傳感技術(shù)（RFID、傳感器、GPS、攝像機、激光掃描器……）、各種通訊手段（有線、無線、長距、短距……），將任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，以實現(xiàn)遠程監(jiān)視、自動報警、控制、診斷和維護，進而實現(xiàn)“管理、控制、營運”一體化的一種網(wǎng)絡。

典型應用：物流系統(tǒng)大學計算機基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈爆炸性發(fā)展的趨勢，“如何收集、保存、維護、管理、分析、共享正在呈指數(shù)級增長的數(shù)據(jù)是當前必須面對的一個重要挑戰(zhàn)?！?/p>

大數(shù)據(jù)時代，研究熱點從計算速度轉(zhuǎn)為大數(shù)據(jù)處理，從編程為主轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)處理為中心。大數(shù)據(jù)時代大學計算機基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)的數(shù)量級應該是“TB”（240B）大數(shù)據(jù)的4V特征，即：

數(shù)據(jù)量大（volume）

數(shù)據(jù)種類多樣（variety）

實時性強（velocity）

隱藏的價值大（value）。大數(shù)據(jù)將成為全世界下一個創(chuàng)新、競爭和生產(chǎn)率提高的前沿。大學計算機基礎(chǔ)云計算

云是對網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻。它意味著計算能力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進行流通。

云計算（CloudComputing）是分布式計算（DistributedComputing）、并行計算（ParallelComputing）、效用計算（UtilityComputing）、網(wǎng)絡存儲（NetworkStorageTechnologies）、虛擬化（Virtualization）、負載均衡（LoadBalance）等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。

云計算是一種商業(yè)計算模型