《计算机导论》刘挺，陈劲舟，徐剑主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《计算机导论》

【作　者】刘挺，陈劲舟，徐剑主编

【丛书名】全国普通高等院校“十三五”规划教材

【页 数】 303

【出版社】 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社 , 2019.08

【ISBN号】978-7-5661-2442-5

【分 类】电子计算机

【参考文献】 刘挺，陈劲舟，徐剑主编. 计算机导论. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社, 2019.08.

图书封面：

图书目录：

《计算机导论》内容提要：

本书主要内容包括:数据的表示与编码、计算机系统、计算机程序设计、操作系统、算法与数据结构、计算机网络与网络安全、数据库技术与应用、微课与慕课、软件工程等。

《计算机导论》内容试读

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基础理论

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第1章

绪论

计算机的发展已经有70多年的历史，无论在科学领域、工程领域，还是在生活、工作中，计算机都发挥着重要的作用。计算机科学研究、计算机设计与制造及利用计算机进行信息获取、处理、控制等相关的理论、方法和技术，伴随着计算机的发展而迅速崛起。

本章主要介绍计算机的概念，计算机科学的概念，计算机科学的学科知识体系结构。

1.1计算机概述

随着计算机技术的飞速发展，计算机应用日益普及。计算机被称为“智力工具”，因为计算机能提高人们完成任务的能力。计算机擅长于执行快速计算、信息处理及自动控制等工作。虽然人类也能做这些事情，但计算机可以做得更快、更精确，使用计算机可以让人类更具创造力。

问题导入」

“未来之屋”

位于美国西北部华盛顿州的豪宅一“未来之屋”，已是世界上最受嘱目的名人官邸，“未来之屋”以其超乎想象的智能化和自动化，被视为人类未来生活的典范：主人在回家途中，浴缸已经自动放水调温；厕所里安装了一套检查身体的系统，如发现主人身体异常，计算机会立即发出警报；车道旁的一棵140岁的老枫树，主人可以对它进行24小时全方位监控，一旦监视系统发现它“渴”了，将释放适量的水来为它“解渴”；当有客人到来时，都会得到一个别针，只要将它别在衣服上，就会自动向房屋的计算机控制中心传达客人最喜欢的温度、电视节目和对电影的喜好。未来之屋，就像微软的Windows,它也随时在更新，以便有最新的科技融入到这栋房子。然而在未来之屋里，你却感觉不到任何技术的存在，甚至难以找到一台计算机。“未来之屋”集移动通信、计算机技术、小型计算设备制造、便携式操作系统及相关软件技术于一体，改变了传统的“人使用计算机”模式，人不再被迫使用鼠标键盘这些人机交互设备来

计算机导论

操作计算机，而是和计算机环境融合一体，以人为需求中心，使用户随时随地都能在不被打扰的情况下主动而动态地接受网络服务。

在这里我们看到了网络技术的神奇？看到了数字计算机的魅力？计算机导论课程将讨论计算与计算机科学、计算机技术相关的知识。

1.1.1什么是计算机

对于“什么是计算机？”这个问题，可以从计算机的定义、特点、用途及计算机的历史与发展等几个方面去理解。

1.计算机的定义

从广义上讲，计算机(Computer)是一种能够进行计算或辅助计算的工具。在这种广义的概念下，计算机也有着广义分类方法，可以分为机械计算机和电子计算机。现在，当人们谈到计算机的时候，除加以特殊说明之外，都是指电子数字计算机。

电子数字计算机是一种能按照事先存储的程序，自动地、高速地、精确地进行大量数值计算，并且具有记忆（存储）能力、逻辑判断能力和可靠性能的数字化信息处理能力的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。

现在，电子计算机不仅能作为计算工具进行数值计算，而且能进行信息处理，并常常用于自动控制等各种领域。随着计算机的发展、应用领域的扩大，计算机更多地用于信息处理。有统计资料表明，当今80%以上的计算机将主要用于信息处理。由于计算机在它出现的初期阶段主要是进行数值计算，所以我们延续下来了“计算机”这个名称。因此，当沿用“计算机”这个称谓的时候，人们应对计算机的含义有个比较全面的理解。现在，更多的人把它称为“计算机”，主要是指计算机可作为人脑功能的扩展和延伸。

2.计算机的特点

计算机之所以具有很强的生命力，并得以飞速的发展，是因为计算机本身具有诸多特征。具体体现在以下几个方面。

(1)运算速度快。计算机内部电路组成，可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次，微机也可达每秒亿次以上，使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如，卫星轨道的计算，大型水坝的计算，24小时天气计算需要几年甚至几十年，而在现代社会里，用计算机只需几分钟就可完成。

(2)计算精确度高。科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展，需要高度精确的计算。导弹之所以能准确地击中预定的目标，是与计算机的精确计算和控制分不开的。一般的计算机可以有十几位甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具所望尘莫及的。

(3)逻辑运算能力强。逻辑运算能力也是计算机的一大特征，计算机能对信息进行

第1章绪论

比较和判断、存储输入数据和中间结果，并根据比较和判断的结果自动执行下一条指令。

(4)存储容量大。计算机内部的存储器件具有记忆功能，可以存储大量的信息，不仅包括各类数据信息，还包括加工这些数据的程序。

(5)自动化程度高。由于计算机具有存储记忆能力和逻辑判断能力，人们可以将预先编好的程序组纳人计算机内存，在程序控制下，计算机可以连续、自动地工作，不需要人工干预。

3.计算机的分类

由于计算机科学技术的迅速发展，计算机已经形成了一个庞大的体系。按照不同的分类标准，计算机具有不同的分类。

(1)按信息的表示方式分类，可分为数模混合计算机，模拟计算机和数字计算机。数字模拟混合式计算机是综合数字和模拟两种计算机的长处设计出来的。它既能处理数字量又能处理模拟量。但是这种计算机结构复杂，设计困难。

模拟计算机是用连续变化的模拟量即电压来表示信息，其基本运算部件是由运算放大器构成的微分器、积分器、通用函数运算器等运算电路组成。模拟计算机解题速度极快，但精度不高，信息不易存储，通用性差，它一般用于解微分方程或自动控制系统设计中的参数模拟。

数字计算机是用不连续的数字量“0”和“1”来表示信息，其基本运算部件是数字逻辑电路，数字电子计算机的精度高、存储量大、通用性强，能胜任科学计算、信息处理、实时控制、智能模拟等方面的工作。

(2)按应用范围分类，可分为专用计算机和通用计算机。

专用计算机是为解决一个或一类特定问题而设计的计算机。它的硬件和软件的配置依据解决特定问题的需要而定，并不求全。专用计算机功能单一，配有解决特定问题的固定程序，能高速、可靠地解决特定问题。一般在过程控制中使用此类计算机。

通用计算机是为能解决各种问题，具有较强的通用性而设计的计算机。它具有一定的运算速度和存储容量，带有通用的外部设备，配备各种系统软件、应用软件。一般的数字计算机多属此类。

(3)根据计算机的性能指标，如机器规模的大小，运算速度的高低，主存储容量的大小，指令系统性能的强弱及机器的价格等，可将计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和工作站。

巨型机是指运算速度在每秒亿次以上的计算机。巨型机运算速度快、存储量大、结构复杂、价格昂贵，主要用于尖端科学研究领域。我国研制的“银河”计算机就属于巨型机。

大、中型机是指运算速度在每秒几千万次左右到一亿次之间的计算机。大中型计算机具有丰富的外部设备和功能强大的软件，一般用于要求高可靠性、高数据安全性和中心控制等场合，例如常用于计算机中心和计算机网络中。

小型机的运算速度在每秒几百万次左右。小型计算机应用范围非常广，可广泛应用于企业管理、银行、学校等单位

计算机导论

微型机也称为个人计算机(PC),是目前应用最广泛的机型，是一种能独立运行，

完成特定功能的设备。它具有体积小、价格低、功能较全、可靠性高、操作方便等优点。通常所说的台式机、一体机、笔记本计算机、平板计算机都属于微型机。

工作站主要用于图形、图像处理和计算机辅助设计。它实际上是一台性能更高的微型机。但是相对普通的微型机来说，工作站有其独特之处，它易于联网，拥有大容量存储设备、大屏幕显示器，具有强大的图形图像处理能力，尤其适用于计算机辅助

设计及制造(CAD/CAM)和办公自动化(OA)。

随着大规模、超大规模集成电路的出现与发展，目前小型机、微型机、工作站乃至大中型机的性能指标界限已不再明显，现在某些高档微机的速度已经达到甚至超过了十年前一般大中型计算机的运行速度。

4.计算机的用途

计算机已经渗透到人类社会的每个角落，成为人们工作、生活、学习的一部分。依据不同的行业，可以把计算机的应用归纳为以下几个方面。

(1)科学计算。计算机的最早运用就是在科研和工程领域进行复杂的数值计算例如：设计制造、天气预报、宇宙飞行等领域中工作量极大的计算任务只能依靠计算机完成。

但目前科学计算能力仍然有限，例如，在天气数值预报方面只能进行中、短期预报，在飞机气动力设计方面只能分部件进行，在石油勘探方面只能处理粗糙的数学模型。因为要进行长期的天气数值预报、整体的飞机气动力设计和在石油勘探中处理更精确的数学模型，都必须配备更强大的计算机。许多基础学科和工程技术部门已提出超过现有计算能力的大型科学计算问题。这些问题的解决，有赖于两方面的努力：一是创造出更高效的计算方法，二是大大提高计算机的速度。

(2)数据处理。借助计算机对数据及时地加以记录、整理和计算，加工成人们所要求的形式，称为数据处理。在计算机应用普及的今天，计算机更多地应用在数据处理方面。例如，对工厂的生产管理、计划调度、统计报表、质量分析和控制等；在财务部门，用计算机对账目登记、分类、汇总、统计、制表等。用计算机进行文字录人、排版、制版和打印，比传统铅字打印速度快、效率高，并且使用更加方便；用计算机通信即通过局域网或广域网进行数据交换，可以方便地发送与接收数据报表和图文传真。相对于数值计算，数据处理的主要特点是原始数据多，处理量大，时间性强，但计算公式并不复杂。

(3)过程控制。在工业生产过程中，采用计算机进行自动控制，可以大大提高产品的数量和质量，提高劳动生产率，改善人们工作条件，节省原材料的消耗，降低生产成本等。

(4)辅助教学。计算机辅助教学(CAI)是利用计算机对学生进行教学。计算机辅

助教学的第一个大型系统是在20世纪60年代由美国伊利诺伊大学开发的PLATO。现

在世界上发展的各方教学软件已无法准确统计。CAI的专用软件称为课件，是CAD的

一大分支，它可按不同教学方式方法以及不同领域内容进行分类。

···试读结束···