《大学计算机》陈刚主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《大学计算机》

【作　者】陈刚主编

【丛书名】普通高等教育“十二五”规划教材

【页 数】 448

【出版社】 北京：北京邮电大学出版社 , 2018.07

【ISBN号】978-7-5635-4754-8

【价 格】48.00

【分 类】电子计算机-高等学校-教材

【参考文献】 陈刚主编. 大学计算机. 北京：北京邮电大学出版社, 2018.07.

图书封面：

图书目录：

《大学计算机》内容提要：

本书内容包括:计算机基础知识;数据在计算机中的表示;计算机硬件系统;计算机软件系统;Windows7操作系统;Windows7文件管理;Word基本操作;Word中对象的插入;Excel基本操作等。

《大学计算机》内容试读

第1讲

一下出小

计算机基础知识

本讲要点

1.计算机的概念与发展史

●什么是计算机

●计算机发展的4个阶段，第1台现代计算机出现，微机的产生和发展

·冯·诺依曼结构计算机

2.计算机的基本功能和分类

·各种名词缩写

3.数制与数制转换（本讲重点、难点）

●数制的概念

●二进制与十、八、十六进制的转换

·二进制的计算规则

1.1计算机的概念与发展史

从远古结绳记事到唐代的算盘，从欧洲中世纪的加法器、分析机到现代电子计算机，人类的计算工具已经发生了深刻变革。以电子驱动和存储控制为主要特征的现代计算机，作为电子信息处理工具，逐步成为人类社会各个领域不可缺少的一部分。现代社会对人们的计算机能力和计算机素养也提出了更高的要求

在中国，对各种计算工具的研究一直没有停止过，从最早的“屈指可数”，到商代的算筹，唐代的算盘。中国在古代的计算工具中曾经处于领先地位，可惜到了近代就没有什么大的发展。

西方则从中世纪文艺复兴开始，研制机械式的计算工具，先后出现了计算尺、加法器和差分机等，并在此基础上终于产生了以电子驱动的现代计算机。

1.1.1现代计算机的产生

明理生个

般认为，世界上第一台现代意义上的电子计算机产生于1946年2月，美国宾夕法尼亚大学为了军事目的而研制了ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator),如图1-1所示。它占地167m,重30t,使用18800只电子管，1500多个继电器，功率为150kW。它的运算速度仅为每秒5000次加法运算，如果用现在的标准，这简直比蜗牛还慢，但在当时

2|大学计算机是很快很了不起的了。

1946年，美籍匈牙利科学家冯·诺依曼(John.Von.Neumann)与美国莫尔学院的一个科研小组合作，提出了一种通用电子数字计算机方案EDVAC(Electronic Discrete Variable

Automatic Computer),提出了著名的冯·诺依曼结构计算机，其硬件的基本结构如图1-2所示。

冯·诺依曼结构计算机具有两大基本特征：一是采用“二进制”(binary)代码表示数据和指令，即所有进入计算机的数据和命令都用二进制表示出来；二是采取“程序存储”(programstorage)的概念，即按照事先存储的程序，自动、高速地对数据进行输入、计算处理、输出和存储的系统，这一原理奠定了现代数字计算机的基础。

主机

CPU

输入

运算器

内存储器

输出

设备

控制器

设备

外存储器

图1-1 ENIAC的部分场景

图1-2冯·诺依曼结构计算机硬件基本组成

冯·诺依曼结构计算机工作时，先通过输入设备将要执行的命令和数据用二进制代码的

形式存储到外存储器中，然后通过内存和CPU进行数据交换处理，最后，将处理的结果通过

输出设备显示出来。

虽然计算机技术的发展日新月异，计算机的硬件材料也不断更新换代，但是到现在为止，世界上绝大多数计算机仍然采用这种结构。

1.1.2现代计算机的发展

现代计算机以计算机物理器件的变革作为标志，可以划分为以下几个阶段。

1.第一代(1946一1958年)

电子管计算机时代。计算机的主要逻辑元件是电子管，主存储器先采用延迟线，后采用磁鼓、磁芯，外存储器使用磁带；完全采用机器语言和汇编语言编写程序，还没有软件的概念。这个时期计算机的特点是：体积庞大、运算速度低（一般每秒几千次到几万次）、成本高、可靠性差、内存容量小。

这个时期的计算机主要用于科学计算工作。其代表机型有ENIAC、BM650(小型机)、

IBM709(大型机)等。

2.第二代(1959一1964年)

晶体管计算机时代。采用晶体管作为计算机的主要逻辑元件，主存储器采用磁芯，外存储器使用磁带和磁盘；引入了中断等一系列现代计算机硬件技术，大大提高了系统处理能力和输

人输出能力。软件方面出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等一系列高级程序设计语言及

第1讲计算机基础知识3

其编译程序，将计算机从少数专业人员手中解放出来，成为广大科技人员都能够使用的工具，推进了计算机的普及与应用，计算机的应用扩展到了数据处理、自动控制等方面。操作系统和子程序库也是在这一时期出现的。

这一时期计算机的运行速度已提高到每秒几十万次，体积也大大减小，可靠性和内存容量

也有较大的提高。这个时期典型的计算机有IBM公司生产的IBM7090、7094计算机等。

3.第三代(1965一1970年)

集成电路(Integrated Circuit,IC)计算机时代。在这一时期，中、小规模集成电路替代了分立元件，半导体存储器替代了磁芯存储器；软件方面则广泛引入了功能完备的现代操作系统，同时还提供了大量的面向用户的应用程序。计算机的运行速度也提高到每秒几百万次，可靠性和存储容量进一步提高；出现了种类繁多的外部设备；计算机和通信密切结合起来，诞生了Internet的前身一ARPANET;计算机应用扩展到数据处理、事务管理、工业控制等领域。

典型的第三代计算机有IBM公司的BM一360和370系列，DEC的PDP一8和PDP-11系

列以及VAX系列计算机等。这些类型的计算机由于价格低、性能好、适用面广，因而在计算

机的应用中曾经发挥了重要的作用。

4.第四代(1971年延续至今】

大规模和超大规模集成电路计算机时代。这一时期的计算机主要采用大规模和超大规模集成电路，硬件技术和软件技术都有了巨大的发展。这一时期计算机的发展还具有以下特征。

(1)计算机硬件继续以摩尔定律所预言的速度持续发展，历经三十余年而不衰。摩尔定律

即CPU的速度等性能指标每18个月翻一番，如图1-3所示，而价格不变甚至下降。实际上，

除了CPU外，内存储器、外存储器这两种部件也在以接近摩尔定律的速度发展。目前，计算

机的运行速度已经达到每秒十亿次到万亿次，内外存储容量也都已经达到吉(G)数量级

(2)计算机科学及其各个分支日趋完善和成熟。在体系结构方面进一步发展了并行处理、多机系统、分布式计算机系统和计算机网络系统。在软件方面，操作系统不断发展和完善，同时发展了数据库管理系统、通信软件、分布式操作系统及软件工程标准等

(3)计算机的类型除小型、中型、大型机外，开始向巨型机和微型机（个人计算机）两个方面发展。

每18个月片能力长一倍

图1-3摩尔定律与微机

微型计算机的诞生是超大规模集成电路应用的直接结果。超大规模集成电路技术的发展使得在一个芯片上能够包含几十万甚至几百万个晶体管元件。19？5年，第一台商业化的微型计算机MITS Altair8800(牛郎星)问世，它使用了Intel公司的8080微处理器芯片。不过，当时的微型计算机并未形成主流，仅仅是面向计算机业余爱好者而已。1977年Apple公司成立，并先后成功地开发了“Apple-一I”和“Apple一Ⅱ”型的微型计算机系统，使得Apple公司

41大学计算机一

在当时成为微型计算机市场的主导力量之一。1980年，IBM公司开始研制个人计算机一PC

机。1981年，使用Intel的微处理器芯片和Microsoft的操作系统的IBM PC机问世。此后，微机便雨后春笋般蓬勃发展起来。

(4)计算机的发展进入了计算机网络时代。在这一时期，包括远程网、局域网、城域网在内的各种计算机网络如百花齐放，先后发展起来，并形成了今天几乎覆盖全世界每一个角落的

Internet。.Internet为计算机文化的最终形成与传播创造了最后的条件。a

5.第五代计算机

目前人们使用的计算机都属于第四代计算机，而新一代计算机即第五代计算机正处在设想和研制阶段。从20世纪80年代开始，日本、美国以及欧洲共同体都相继开展了第五代计算机的研究。第五代计算机的研究目标是试图突破冯·诺依曼式的计算机结构的体系结构，使得计算机能够具有像人那样的思维、推理和判断能力。也就是说，新一代计算机将由处理数据信息为主，转向处理知识信息为主，如获取知识、表达知识、存储知识及应用知识等，并有推理、联想和学习等人类智能方面的能力，能帮助人类开拓未知的领域和获取新的知识。新一代计算机包括超导计算机、量子计算机、光子计算机、生物计算机、神经网络计算机等。

1.1.3计算机在我国的发展

计算机在我国的发展也是日新月异。尤其是在巨型机研制方面走在世界的前列。

中国科学院于1990年成立国家智能计算机研究开发中心并启动研制曙光计算机。在863计划支持下，中国科学院计算所国家智能计算机研究开发中心先后研制成功曙光一号多

处理机、曙光1000大规模并行机、曙光1000A、曙光2000一I、曙光2000一Ⅱ和曙光3000机

群结构超级服务器。同时在“九五”国家科技攻关计划的支持下先后推出了曙光Internet服务

器、曙光高可用服务器、曙光NT机群系统和曙光安全服务器。曙光计算机的体系结构从对称

式多处理机(SMP)到大规模并行机(MPP)再发展到机群结构(Cluster)。于2001年发布的曙

光3000由70个节点(280个处理机)构成，内存总容量为168GB,磁盘总容量为3.6TB(提交

给用户将扩大到6TB),峰值计算速度每秒4032亿次，实际浮点运算速度接近每秒3000亿

次。目前曙光计算机的速度已超过每秒万亿次。

1983年，位于湖南长沙的国防科技大学研制成功“银河一I”巨型计算机，运行速度达每

秒1亿次。1992年，国防科技大学计算机研究所研制的巨型计算机“银河一Ⅱ”通过鉴定，该机运行速度为每秒10亿次。而“银河一Ⅲ”巨型计算机的运行速度达到每秒130亿次，其系统的综合技术已达到当时国际先进水平，填补了我国通用巨型计算机的空白，标志我国计算机的研制技术进入了世界先进行列。2009年10月29日，国防科技大学为国家超级计算天津中心研制的业务主机“天河一号”研制成功，其峰值性能达到每秒1206万亿次，成为我国首台千万亿次计算机。采用自主研发的银河麒麟操作系统，名列当年的全球超级计算机500强排行榜世界第五位、亚洲第一位的排名，并使中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。2010年时，“天河一号”曾在全球500强超级大型计算机排行榜中排名第

一，但在2011年时被日本最新研发的超级计算机“京”超越了。到了2012年，美国的“泰坦”又超越了日本的“京”。

“天河二号”是由国防科学技术大学研制的超级计算机系统，以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首，成为全球最快超

第1讲计算机基础知识|5

级计算机。2014年11月17日公布的全球超级计算机500强榜单中，中国“天河二号”以比第

二名美国“泰坦”快近一倍的速度连续第四次位居榜首。2015年11月16日，全球超级计算机500强榜单在美国公布，“天河二号”超级计算机以每秒33.86千万亿次连续第六次位居榜首。

1.2计算机基本功能

计算机的诞生起源于数值计算，所以当时人们称之为“计算机”。但随着计算机科学与技术的发展，计算机应用也发展到各种非数值计算领域，包括文字、语音、符号、图形、图像等各种信息的处理。现代计算机作为一种通用的信息处理工具，已渗透到人类社会生活的各个方面，而且正在不断地改变着人们的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。

1.2.1计算机的应用领域

按照应用领域，计算机的应用可以归纳为以下几个方面：科学计算、数据（信息）处理、自动控制，计算机辅助工程、人工智能和娱乐与游戏等。亡

1.科学计算

科学计算即数值计算。科学计算的特点是计算量大、数值范围广。计算机最开始是为解决科学研究和工程设计中遇到的大量数学问题的数值计算而研制的计算工具。计算能力强，计算速度快是它的看家本领。虽然现在计算机的应用已经发展到各个不同的领域，科学计算依然是最能体现计算机强大功能的最主要的领域之一。例如，人造卫星轨迹的计算，房屋抗震强度的计算，火箭、宇宙飞船的研究设计等都离不开计算机的精确计算。而类似天气预报这一类高度复杂且数据量极大的计算仍然是巨型计算机强大计算能力的一统天下。

2.数据信息处理

这是现代计算机应用最广泛的领域。数据处理的特点是数据输入输出量大，计算相对简单。数据处理就是对数据进行收集、存储、分类、排序、计算、统计、制表、传输等操作，如人事管理、库存管理、财务管理、图书资料管理、商业数据交流、情报检索、经济管理等。信息处理是现代化管理的基础，已成为当代计算机的主要任务。据统计，全世界计算机用于数据处理的工作量占全部计算机应用的80%以上。用于信息处理的计算机系统包括各种管理信息系统

(MIS)、资源规划系统(MRP)和电子信息交换系统(EDI)等。

3.自动控制

所谓自动控制是指对现场数据进行实时采集、检测、处理和判断，对生产过程或机器设备进行自动调节的过程。过程控制的特点是具有良好的实时性和高可靠性。自动控制在计算机问世以前就已经存在，计算机的出现则使得它如虎添翼，由相对粗糙的模拟控制转向以精确的数字控制为主。目前计算机控制被广泛用于钢铁、石油化工、医药等生产领域中，无人驾驶飞机、导弹、人造卫星和宇宙飞船等飞行器的控制，也是靠计算机实现的。

4.计算机辅助工程

计算机辅助工程指计算机在人们进行的某项工作中起一定的辅助作用，它不是完全由人来完成，也不像自动控制那样完全由计算机来完成。计算机辅助工程包括的范围很广，目前主

6大学计算机

要有以下几种。

(I)计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD),指借助计算机的帮助来完成各种设计工作。

(2)计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,CAI),指用计算机辅助进行课堂教学或实验教学。

(3)计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,CAM),指用计算机来辅助生产过程，产品开发。

(4)计算机辅助测试(Computer Aided Test,CAT),指借助计算机的帮助进行复杂的测试工作。

5,人工智能

所谓人工智能(Artificial Intelligence,AI)是指用计算机来模拟人类的某些智力行为。它是计算机应用中极有前途极有诱惑力的一个领域，也是发展最为艰难的一个领域。相对于它的目标来说，人工智能目前还处于初级阶段

机器人是计算机人工智能的典型例子，目前已经发展到第三代。第三代机器人具有感知和理解周围环境，使用语言、推理、规划和操纵工具的技能，能模仿人完成某些动作。机器人不怕疲劳、精确度高、适应力强，现已开始用于搬运、喷漆、焊接、装配等工作中。机器人还能代替人在危险工作中进行繁重的劳动，如在有放射线、污染有毒、高温、低温、高压、水下等环境中工作。

6.其他应用领域

随着电子技术特别是通信和计算机技术的发展，人们已经有能力把文本、音频、视频、动画、图形和图像等各种“媒体”综合起来，构成一种全新的概念一“多媒体”(multimedia)。多媒体的应用以很快的步伐在医疗、教育、商业、银行、保险、行政管理、军事、工业、广播电视和出版等领域出现。

多媒体技术的不断发展，使得计算机能够以图像和声音的形式向人们提供一种“虚拟现实”。利用“虚拟现实”环境可以在计算机上模拟训练汽车驾驶员和飞机驾驶员，模拟拍摄科学幻想电影片。实践证明，计算机模拟不仅成本低，而且模拟效果好，很容易实现逼真的被模拟环境。

多媒体技术的不断发展也使得计算机游戏从简单的纸牌、棋类等游戏发展到带有故事情节和复杂动画画面的视频与音频相结合的游戏。现在，人们可以在计算机上观看影视节目，可以播放歌曲和音乐。许多影视节目、歌曲和音乐也可以从计算机网络上下载，供人们免费或有偿地欣赏。

需要注意的是：计算机游戏是一把双刃剑。一方面，它具有很强的趣味性，可以激发人们使用计算机的兴趣，锻炼人的注意力、手眼脑协调能力以及使用鼠标和键盘的能力。另一方面，它也容易使人沉溺于游戏之中，长期下去，会对人的身体和精神都造成极大的伤害。所以，我们不提倡中、小学生玩计算机游戏。即使是大学生，也应当把主要的精力放在学习专业知识上，防止沉溺于计算机游戏之中而荒废了学业。

1.2.2计算机的分类

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计算机的分类一般有两种方法。一种是按计算机的功能可分为专用计算机和通用计算

···试读结束···