計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論第一章緒論.ppt
《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論第一章緒論.ppt》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論第一章緒論.ppt(44頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論(FoundationsofComputerScience),,計(jì)算機(jī)科學(xué):研究計(jì)算機(jī)及其周圍各種現(xiàn)象和規(guī)律的科學(xué),亦即研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、程序系統(tǒng)(即軟件)、人工智能以及計(jì)算本身的性質(zhì)和問題的學(xué)科。培養(yǎng)目標(biāo):計(jì)算機(jī)硬件與軟件相結(jié)合、面向系統(tǒng)、側(cè)重應(yīng)用的寬口徑專業(yè)。通過基礎(chǔ)教學(xué)與專業(yè)訓(xùn)練,培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、知識(shí)面寬、工程實(shí)踐能力強(qiáng),具有開拓創(chuàng)新意識(shí),在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域從事科學(xué)研究、教育、開發(fā)和應(yīng)用的高級(jí)人才。,計(jì)算機(jī)專業(yè),主要課程:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、軟件工程、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、編譯原理、離散數(shù)學(xué)、程序設(shè)計(jì)語言以及算法分析與設(shè)計(jì)等。學(xué)科特色:理論性強(qiáng),實(shí)踐性強(qiáng),發(fā)展迅速。前兩年注重自然學(xué)科基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程;后兩年主要是專業(yè)課程,突出學(xué)科方向特色,體現(xiàn)最新技術(shù)發(fā)展動(dòng)向。,計(jì)算機(jī)專業(yè),知名機(jī)構(gòu)與行業(yè)協(xié)會(huì),InstituteofElectricalandElectronicsEngineers(IEEE)電氣和電子工程師協(xié)會(huì).ACM(AssociationforComputingMachinery)美國計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)IETF(InternetEngineeringTaskForce)。Internet工程任務(wù)組,成立于1985年底,是全球互聯(lián)網(wǎng)最具權(quán)威的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織,主要任務(wù)是負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范的研發(fā)和制定,當(dāng)前絕大多數(shù)國際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出自IETF.,學(xué)術(shù)期刊的名稱,Transaction(學(xué)報(bào))Review(評(píng)論)Letter(快報(bào))Communication(通訊),學(xué)術(shù)會(huì)議的類型,Conference(會(huì)議)Convention(大會(huì))Symposium(專業(yè)討論會(huì))Colloquium(學(xué)術(shù)討論會(huì))Seminar(研究討論會(huì))Workshop(專題討論會(huì)),課程介紹,課程類型:必修課、學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)計(jì)算學(xué)科的綜述性導(dǎo)引課程課程地位計(jì)算機(jī)專業(yè)的入門課程,是學(xué)習(xí)其它專業(yè)課程的基礎(chǔ)。為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)做一個(gè)知識(shí)上的鋪墊。學(xué)習(xí)該課程時(shí)所初步建立的學(xué)科基本思想和方法,有利于后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。,課程學(xué)習(xí)要求,對(duì)知識(shí)掌握程度的要求大體分為三個(gè)層次掌握理解了解要求掌握:計(jì)算機(jī)專業(yè)各領(lǐng)域的基本概念(要求廣度)整體知識(shí)體系,對(duì)以后要學(xué)習(xí)的知識(shí)和課程做到“心中有數(shù)”。不要求:深入理解,具體知識(shí)原理會(huì)在各專業(yè)課程中學(xué)習(xí)。,學(xué)習(xí)方法,課前預(yù)習(xí),帶著問題聽課認(rèn)真聽課課下認(rèn)真做好復(fù)習(xí);課本只是參考;課下多看參考資料,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源培養(yǎng)興趣和自學(xué)能力學(xué)會(huì)使用軟件幫助,教材,計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論(FoundationsofComputerScience),[美]BehrouzA.Forouzan著,劉藝等譯,機(jī)械工業(yè)出版社。,參考書,計(jì)算機(jī)科學(xué)概論(原書第3版)(ComputerScienceIlluminated)(美)NellDale,JohnLewis著,張欣等譯,機(jī)械工業(yè)出版社。,參考書,計(jì)算機(jī)導(dǎo)論(第2版),袁方等編著,清華大學(xué)出版社。計(jì)算概論(第2版),許卓群等編著,清華大學(xué)出版社,參考書,計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論,瞿中著,清華大學(xué)出版社計(jì)算機(jī)導(dǎo)論,朱戰(zhàn)立主編,電子工業(yè)出版社網(wǎng)絡(luò)資源,第一章緒論,圖靈:(1912-1954)英國數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家提出圖靈機(jī),人工智能理論被稱為“計(jì)算機(jī)理論之父”,“人工智能之父”人們?yōu)榧o(jì)念其在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn)而設(shè)立“圖靈獎(jiǎng)”。,1)圖靈機(jī)的提出,1.1圖靈模型,,圖靈機(jī)1936年,英國劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)家阿蘭圖靈提出了一種抽象的計(jì)算模型——圖靈機(jī)(TuringMachine)。“圖靈機(jī)”不是一種具體的機(jī)器,而是一種數(shù)學(xué)模型。,圖靈機(jī)圖靈的基本思想是用機(jī)器來模擬人們用紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的過程。圖靈機(jī)被公認(rèn)為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的原型。圖靈機(jī)由下面幾個(gè)部分組成(1)無限長的紙帶(2)讀寫頭(3)內(nèi)部狀態(tài)(4)程序,,,2)可編程數(shù)據(jù)處理器,程序:,計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的指令集合。,輸出數(shù)據(jù):,受到輸入數(shù)據(jù)和程序的共同作用。,基于圖靈模型的計(jì)算機(jī):可編程數(shù)據(jù)處理器,(1)相同的程序,不同的輸入數(shù)據(jù),(2)相同的輸入數(shù)據(jù),不同的程序,(3)相同的程序,相同的輸入數(shù)據(jù),輸出結(jié)果一致。,1.2馮諾依曼模型,基于圖靈模型的計(jì)算機(jī)在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù),1944-1945年期間,馮諾依曼提出存儲(chǔ)程序的概念。,約翰馮諾依曼:(1903-1957)美籍匈牙利裔科學(xué)家、數(shù)學(xué)家,被譽(yù)為“現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)之父”。19歲就發(fā)表了有影響力的數(shù)學(xué)論文,30歲時(shí)被聘問美國普林斯頓大學(xué)終身教授,成為愛因斯坦最年輕的同事。在數(shù)學(xué)、物理學(xué)、數(shù)值分析和博弈論等領(lǐng)域都有杰出的貢獻(xiàn)。,1.2馮諾依曼模型,,,,基于馮諾依曼模型建造的計(jì)算機(jī)分為四個(gè)子系統(tǒng):(1)算術(shù)邏輯單元(2)控制單元(3)存儲(chǔ)器(4)輸入設(shè)備(5)輸出設(shè)備,,,馮諾依曼思想:(1)二進(jìn)制他根據(jù)電子元件雙穩(wěn)工作的特點(diǎn),建議在電子計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制。報(bào)告提到了二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn),并預(yù)言,二進(jìn)制的采用將大大簡化機(jī)器的邏輯線路。(2)存儲(chǔ)程序把運(yùn)算程序存在機(jī)器的存儲(chǔ)器中,程序設(shè)計(jì)員只需要在存儲(chǔ)器中尋找運(yùn)算指令,機(jī)器就會(huì)自行計(jì)算。這樣,就不必每個(gè)問題都重新編程,從而大大加快了運(yùn)算進(jìn)程。一段程序是由一組數(shù)量有限的指令組成。,,,1.3計(jì)算機(jī)組成,,計(jì)算機(jī)硬件(第五章)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(第三章)數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)(11-14章)算法(第八章)計(jì)算機(jī)軟件語言(第九章)軟件工程(第十章)操作系統(tǒng)(第七章),,,1.4歷史,1.4.1計(jì)算工具的發(fā)展概況,產(chǎn)生背景二戰(zhàn)期間美國軍方需要莫奇利(JohnMauchly)于1942年提出了試制第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的初始設(shè)想成立了一個(gè)以莫奇利、??颂兀‥ckert)為首的研制小組,電子計(jì)算機(jī)的誕生,1.4.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,ENIAC世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)于1946年在美國研制成功,取名ENIACENIAC是“電子數(shù)字集成器和計(jì)算器”(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)的縮寫。,電子計(jì)算機(jī)的誕生,,ENIAC(埃尼阿克),2、計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段,計(jì)算機(jī)發(fā)展的階段(按照采用的電子器件劃分):第一代計(jì)算機(jī)(1946——1957年)第二代計(jì)算機(jī)(1958——1964年)第三代計(jì)算機(jī)(1965——1975年)第四代計(jì)算機(jī)(1975——1985年)第五代計(jì)算機(jī)(1985年至今),,1、第一代計(jì)算機(jī)(1946—1957)真空管計(jì)算機(jī),主要邏輯元件采用真空管。,,1、第一代計(jì)算機(jī)(1946—1957)主要特征:使用真空管作為電子器件,水銀延遲線、靜電存儲(chǔ)管等作為存儲(chǔ)器,輸入輸出主要采用穿孔紙帶或卡片。軟件還處于初始階段,程序設(shè)計(jì)語言為機(jī)器語言。運(yùn)算速度:幾千到幾萬次每秒代表產(chǎn)品:ENIAC、IBM650(小型機(jī))、IBM709(大型機(jī))等。特點(diǎn):存儲(chǔ)量小、體積大、耗電多、運(yùn)算速度低、成本高、使用不方便。用途:主要用于軍事和科學(xué)研究。,1、第一代計(jì)算機(jī)(1946—1957),IBM650小型機(jī),,1、第一代計(jì)算機(jī)(1946—1957),IBM709大型機(jī),,2、第二代計(jì)算機(jī)(1958—1964)晶體管計(jì)算機(jī)主要特征:使用晶體管作為電子器件,用磁芯和磁鼓作存儲(chǔ)器,輸入輸出主要采用磁帶和磁盤。出現(xiàn)了匯編語言和高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言。,,2、第二代計(jì)算機(jī)(1958—1964)運(yùn)算速度:幾十萬次每秒代表產(chǎn)品:IBM7090、IBM7094、IBM7040。特點(diǎn):體積大大縮小、耗電少、運(yùn)算速度加快、內(nèi)存容量增加、價(jià)格有所降低。用途:用于軍事和科學(xué)研究外,還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理,并逐漸用于工業(yè)控制。,,3、第三代計(jì)算機(jī)(1965—1975)中/小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)主要特征:中、小規(guī)模集成電路代替了分立元件晶體管,半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。操作系統(tǒng)有了很大發(fā)展,出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計(jì)方法。,第一個(gè)半導(dǎo)體集成電路,1958年,美國物理學(xué)家基爾比和諾伊斯同時(shí)發(fā)明集成電路。,,3、第三代計(jì)算機(jī)(1965—1975)運(yùn)算速度:上千萬次每秒代表產(chǎn)品:IBM360特點(diǎn):集成電路體積更小,功耗更低,可靠性更高。還沒有微處理器。用途:科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)控制等。,,4、第四代計(jì)算機(jī)(1975——1985年)大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)主要特征:采用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路作為主要功能部件,半導(dǎo)體集成電路作主存儲(chǔ)器,外存儲(chǔ)器采用大容量軟、硬磁盤,還引進(jìn)入光盤引入,虛擬存儲(chǔ)技術(shù)。軟件配置豐富,軟件系統(tǒng)工程化、理論化。,,4、第四代計(jì)算機(jī)(1975——1985年)大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度:幾百萬至萬億次代表產(chǎn)品:IBM370系列(大型機(jī))、IBM4300系列/3080系列/3090系列、最新的IBM9000系列、INTEL微處理器系列。優(yōu)點(diǎn):體積進(jìn)一步縮小、性能進(jìn)一步提高,機(jī)器的性能價(jià)格比大幅度上升。用途:應(yīng)用已經(jīng)涉及各個(gè)領(lǐng)域,并且進(jìn)入了家庭。,,5、第五代計(jì)算機(jī)(1985年至今)智能計(jì)算機(jī)新一代計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)將改變傳統(tǒng)的馮?諾依曼結(jié)構(gòu),它是一種具有知識(shí)存儲(chǔ)和知識(shí)庫管理功能,具有利用已有知識(shí)進(jìn)行推理判斷、聯(lián)想和學(xué)習(xí)的功能的新型智能化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代開始,日本、美國等國家提出了研制第五代計(jì)算機(jī)的計(jì)劃。由于各種因素的制約,并未完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期研究目標(biāo)。目前的計(jì)算機(jī)仍屬于第四代計(jì)算機(jī)。,,小結(jié)1、圖靈模型2、馮諾依曼模型3、計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢,謝謝!,- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 計(jì)算機(jī)科學(xué) 導(dǎo)論 第一章 緒論
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請(qǐng)勿作他用。
相關(guān)資源
更多
正為您匹配相似的精品文檔
相關(guān)搜索
鏈接地址:http://kudomayuko.com/p-3592496.html