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1、計算技術導論,主講：王治宇,課程名稱：計算機技術導論 代 碼：NN1011 課程學時：54學時 課時安排：從2-15周，每周1次大課1次小課 學 分：3分,課程介紹,考核辦法,考勤： 15% 平時成績：作業(yè)和實驗 45% 期末考試: 40% 答疑時間安排： 星期二：17:0018:20 星期四：17:0018:20 地 點：網(wǎng)絡系辦公室,本課程的教學目和要求,介紹計算機科學基礎知識； 引導學生進入計算機技術大門； 培養(yǎng)學生綜合素質和創(chuàng)新能力。,課程考核及要求,特別注意： 根據(jù)學院教學管理的相關要求： 沒有參加期末考試，其總評成績?yōu)榱悖?上課缺勤1/3以上，考勤分為零。
2、缺勤1次，扣考勤分1分。,課程考核及要求,特別注意： 高等院校和任何學術交流都嚴禁任何方式的抄襲和作弊行為。 學生在考試中有任何作弊行為，將根據(jù)學院學生考試作弊行為處理規(guī)定（修訂）條例由教務處給予處罰。 作弊課程考核成績以零分計，不得參加重考。,課程考核及要求,特別注意： 有關抄襲。如果不同學生的作業(yè)有70%以上的內(nèi)容雷同，或同一段里有70%相類似，或連續(xù)30個中文字（15個英語單詞）是一樣的，視為抄襲。 抄襲和被抄襲的作業(yè)或考試被評為零分。有抄襲行為的學生，其作業(yè)或相關證據(jù)將提請學院教務處認定和向相關學生發(fā)出處理通知書。,網(wǎng)上資源,閱讀、下載課件等學習資料: ftp://172.26.3.2
3、40/ 用戶名和密碼：kjdown 上傳作業(yè)：workup_wzy 作業(yè)文件名規(guī)定：小組號+學號+姓名 作業(yè)要用統(tǒng)一封面可到“my.sise表格下載教學管理類作業(yè)管理類”下載，用A4紙?？梢允謱懀岢蛴?。,計算機科學技術的研究范疇,計算機理論：離散數(shù)學、算法分析理論、形式語言與自動機理論、程序設計語言與理論、程序設計方法學。 硬件：元器件與存儲介質、微電子技術、計算機組成原理、微型計算機、計算機體系結構。,計算機科學技術的研究范疇,3、軟件：程序設計語言的設計、數(shù)據(jù)結構與算法、編譯/翻譯原理、操作系統(tǒng)、DB系統(tǒng)、算法設計與分析、軟件工程學、可視化技術。 4、網(wǎng)絡：網(wǎng)絡拓撲、數(shù)據(jù)通信與協(xié)議、
4、網(wǎng)絡服務、網(wǎng)絡安全。 5、計算機應用：軟件開發(fā)工具、系統(tǒng)優(yōu)化、新應用領域、人-機工程。,第 一 章 認識計算機和計算機科學,1.1 計算機是數(shù)據(jù)處理機 1.2 計算機科學 1.3 機內(nèi)信息表示基礎：二進制數(shù),1.1 計算機是數(shù)據(jù)處理機,1.1.1 數(shù)據(jù) （data） 1.定義：客觀事物屬性的記錄表示 數(shù)據(jù)：事物的特征 數(shù)據(jù)實體：數(shù)據(jù)屬性的集合 事物特征 (數(shù)據(jù))實體 (數(shù)據(jù))屬性 2.數(shù)據(jù)名：學生 學號、姓名、系 數(shù)據(jù)值：(04001，張三，計算機),學生成績表,數(shù)據(jù)集,數(shù)據(jù)值,,,數(shù)據(jù)名是一類事物的特征組合，數(shù)據(jù)值是一類事物中的個體，數(shù)據(jù)集是同一類數(shù)據(jù)值的集合。,
5、數(shù)據(jù)名,,3. 數(shù)據(jù)的形式：數(shù)、文字（字符串）、圖象、聲音 4. 數(shù)據(jù)的存儲介質：大腦、紙、磁帶、磁盤、光盤,1.1.2 信息(Information) 1.定義：客觀事物給出的知識 2.成立三要素：源、理解規(guī)則、接收者 氣象規(guī)則（理解規(guī)則） (數(shù)據(jù)源) 晚霞 觀測者（接收者） (信息) 明天天晴 3.信息和數(shù)據(jù) 信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵；數(shù)據(jù)是信息的符號形式。 顯然數(shù)據(jù)和信息是不同的，但有時卻可以混用。,,,,1.1.3 數(shù)據(jù)處理/信息處理 1.含義：(源)數(shù)據(jù) 加工 結果數(shù)據(jù)(信息) 數(shù)值性的加工動作：數(shù)學運算、求和、求平均 非數(shù)值性的加工動作: 非數(shù)學意義的數(shù)據(jù)變換操作，如查找、排序 2
6、.基本環(huán)節(jié)： 收集 錄制、輸入 加工 輸出（使用）,,,,存儲,,,,,,,,1.1.4 數(shù)據(jù)處理機 定義：任何數(shù)據(jù)處理過程都必須在某種物理實體上進行，稱之為數(shù)據(jù)處理機或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。 1.人作為數(shù)據(jù)處理機 五官：收集、輸入不同形式的數(shù)據(jù)（視覺 聽覺 味覺 嗅覺 觸覺） 大腦：存儲、加工數(shù)據(jù)控制和協(xié)調處理過程 講話、寫字、動作：輸出數(shù)據(jù) 神經(jīng)：傳輸數(shù)據(jù),,2. 計算機作為數(shù)據(jù)處理機 輸入設備：鍵盤、掃描儀、讀卡機 輸出設備：顯示器、打印機 存儲器：內(nèi)存、外存：磁盤、光盤、磁帶 中央處理器(CPU)：運算器、控制器、寄存器CPU是計算機的核心 總線BUS：傳送各類數(shù)據(jù)信息,課堂練習：,舉例說明數(shù)
7、據(jù)名和數(shù)據(jù)值兩個概念的差別。 從數(shù)據(jù)表示類型的角度，說明數(shù)123和數(shù)字串“123”的區(qū)別。 舉例說明數(shù)據(jù)和信息的聯(lián)系和區(qū)別。 請分析“到銀行柜臺取錢”過程包含的數(shù)據(jù)處理基本環(huán)節(jié)。,1.2 計算機科學,1.2.1 理解計算機科學 研制并利用計算機完成數(shù)據(jù)處理任務所涉及的理論、方法和技術的學科。 理解綱領:(1)數(shù)據(jù)的表示方法 (2)數(shù)據(jù)加工的表示方法 (3)計算機系統(tǒng)的構成 (4)抽象,1.2.2 算法（algorithms） 1. 定義：計算機完成一類數(shù)據(jù)處理任務的操作序列（操作過程）。 2. 例： 求任意兩個整數(shù)最大公約數(shù)的算法,步驟0：輸入m(=33),n(=27)的值； 步驟
8、1：r=6;m=27,n=6; 步驟2：r=3; 步驟3：m=6,n=3; 步驟4：r=0; 步驟end：n(=3)為所求的最大公約數(shù)。,3. 算法特征： 確定性 有窮性 能行性（每步都能行） 輸入 輸出,4 .算法的表達形式 自然語言 圖形語言（算法流程圖） 類程序設計語言（偽代碼）,1.2.3 用計算機解決數(shù)據(jù)處理問題 1. 一般步驟： 問題分析和定義 解題模型 算法設計 程序設計：用規(guī)定形式（程序設計語言） 來表示算法,1.2.3 用計算機解決數(shù)據(jù)處理問題 2. 計算機的應用特點 通用電子數(shù)字計算機 高速、準確 海量存儲 程序存儲,3. 應用領域： 數(shù)據(jù)處理的一切領域 科學計算：(狹義的
9、)數(shù)據(jù)處理 自動控制： 制造業(yè)：CAD、CAM、CIMS 通訊：Email 辦公自動化：娛樂，Game 人工智能：AI,4. 計算機系統(tǒng)/計算機應用系統(tǒng) 硬件(hardware):存儲器、CPU、I/O設備、總線；軟件(software)：程序，包括操作和數(shù)據(jù). 硬件和軟件合稱為計算機系統(tǒng) 計算機系統(tǒng)+應用系統(tǒng)=計算機應用系統(tǒng),返 回,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,.,應用軟件,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),系統(tǒng)支撐和服務程序,語言處理程序,操作系統(tǒng),系統(tǒng)軟件,軟件系統(tǒng),Photoshop,DDS IE,Microsoft Office,硬件-系統(tǒng)軟件-應用軟件 ---之間關系
10、,基礎關系 集成關系 滲透關系,1.2.4 發(fā)展階段 第一臺計算機（1946年 ENIAC ） 馮.諾依曼的計算機（1950年 EDVAC 和EDSAC）,第一臺計算機ENIAC,5000次加法/秒 體重30噸 占地170m2 18800只電子管 1500個繼電器 功率174KW 用于彈道計算,ENIAC,微型化,巨型化,網(wǎng)絡化,智能化,多媒體化,計算機的發(fā)展趨勢,,計算機發(fā)展巨型化,中國最快超級服務器：“曙光3000” 運算速度為每秒3800億次（排名80位） 48小時精確天氣預報需1小時38分鐘； 一個月的氣候預報僅用15分鐘； 1000萬人每天可以在網(wǎng)上點擊800次網(wǎng)頁； 1000萬人每
11、人每天可以收發(fā)7封“電子郵件”。,計算機發(fā)展趨勢,計算機發(fā)展網(wǎng)絡化,IT術與通信技術結合 發(fā)展動力：程資源共享 數(shù)據(jù)和信息資源; 設備。,計算機發(fā)展趨勢,計算機發(fā)展智能化,“總有一天，人類會造出一些舉止跟人一樣的 沒有靈魂的機械來”。 笛卡爾（1637）,人類第一個“工業(yè)機器人”：一頭在紡織機上挑紗的“驢”（1742年） 第一代機器人機械手（1962年出現(xiàn)） 第二代機器人具有“感覺”的機器人 第三代機器人裝有啟發(fā)式計算機的“智能機器人”,計算機發(fā)展趨勢,練習題,1、說明計算機系統(tǒng)中硬件的組成及相互關系。 2、說明計算機系統(tǒng)中系統(tǒng)軟件、應用軟件的作用及相互關系。 2、設計一個求解一元二次方程的算
12、法。 3、設計一個算法來解決學籍管理中的一個問題。 全班60名同學參加了英語考試，成績公布后系統(tǒng)要求計算班級的平均成績。,1.3 機內(nèi)信息表示基礎 二進制數(shù) binary number,1.3.1 位置記數(shù)法 數(shù)的形式：數(shù)字串 an-1 a1a0 數(shù)值的表示規(guī)則：帶權多項式 0 ai*pi i= n-1 基數(shù) P：指定的一個無符號整數(shù) 數(shù)字位上的權 pi 0 i p-1 數(shù)字（值） ai 0 1 2 3 P-1,,常用的進位計數(shù)制,十、二、八、十六進制之間的對應關系,二進制的算數(shù)運算規(guī)則,邏輯運算規(guī)則,,基數(shù)為P,有0到P-1個數(shù)字，逢P進1,借1當P (101)10=1*102+
13、0*101+1*100=101 (101)2 =1*22+0* 21+1*20=5 (101)8 =1*82+0*81+1*80=65 (10)8 =1*81+0*80=8 (101)16=1*162+0*161+1*160=257 16進數(shù)的16個數(shù)字：09 AF ( 1E )16 = 1*161 + 14*160 = 30,1.3.2 P進制數(shù),1.3.3、數(shù)制轉換 1. P進制 十進制：計算帶權多項式的值 2. 十進制 P進制: “除P取余”法 (35)10=(100011)2 (35)10=(43)8 (35)10=(23)16 35 1 8 35 3 16 35 3 2 17
14、 1 4 2 2 8 0 2 4 0 2 2 0 1,,,,,,,,,,,,,,,3. 二進制 8/16進制 23 = 81 24 = 161 自右至左! 二進數(shù)的每三位對應八進數(shù)的一位 自右至左! 二進數(shù)的每四位對應十六進數(shù)的一位 ( 1000110 )2 = ( 106 )8 = ( 46 )16 1 000 110 100 0110 1 0 6 4 6 十進數(shù)二進數(shù)，可考慮：十進數(shù)八進數(shù) 二進數(shù),數(shù)制轉換總結：,P進制 十進制:計算加權(P)和; 十進制 P進制: 整數(shù)部分 除P取余，自下而上； 小數(shù)部分 乘P取整，自上而下。,,,課堂練習:,分別寫出和十進數(shù)127、256等價的二進數(shù)、八進數(shù)、十六進數(shù)。 分別寫出和二進數(shù)110110、100011等價的八進數(shù)、十進數(shù)、十六進數(shù)。 解釋不能把十六進制數(shù)字“A”寫成“10”的原因。,
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