計算機應用基礎 任課教師 尹德輝聯系電mail ydhdkhy 作業Email ydh168666 教學內容 本課程主要介紹計算機應用基礎的基本內容 重點介紹計算機基本知識 WORD論文寫作 EXCEL圖表制作 POWERPOINT演示文稿 多媒體技術 計算機網絡 INTERNET等部份內容2 醫學圖像處理 包括圖像處理軟件PHOTOSHOP的使用 教學內容 計算機基本知識2學時尹德輝中文處理軟件Word的基本操作4學時尹德輝Excel基本操作 數據管理和統計4學時尹德輝POWERPOINT的基本操作4學時尹德輝計算機網絡知識2學時潘虹醫學圖像處理及Photoshop基本操作18學時曹高飛 計算機和計算機應用 第一章計算機系統 第一單元 第一臺電子計算機 ENIAC 1946年2月 世界上第一臺計算機于美國賓州大學誕生 取名 電子數字積分計算機 ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator 簡稱 ENIAC 埃尼亞克 運行速度 電子設備 18000個電子管 10000只電容 重量 30噸 功率 150千瓦 速度5000次 秒 1946年2月世界上第一臺計算機ENIAC 電子計算機之父 馮 諾伊曼 1933年 馮 諾依曼與愛因斯坦一起被聘為普林斯頓大學高等研究院的第一批終身教授 雖然電腦界普遍認為馮 諾依曼是 電子計算機之父 數學史界卻堅持說 馮 諾依曼是20世紀最偉大的數學家之一 他在遍歷理論 拓撲群理論等方面做出了開創性的工作 算子代數甚至被命名為 馮 諾依曼代數 物理學界表示 馮 諾依曼在20世紀30年代撰寫的 量子力學的數學基礎 已經被證明對原子物理學的發展有極其重要的價值 而經濟學界則反復強調 馮 諾依曼建立的經濟增長橫型體系 特別是20世紀40年代出版的著作 博弈論和經濟行為 為他在經濟學和決策科學領域豎起了一塊豐碑 1944年7月 美籍匈牙利科學家馮 諾依曼博士 圖1 1 2 在莫爾電氣工程學院參觀了正在組裝的ENIAC計算機后 他構思一個更完整的計算機體系方案 1946年 他撰寫了一份 關于電子計算機邏輯結構初探 的報告 該報告描述了新機器的邏輯系統和結構 首先提出了在電子計算機中存儲程序的全新概念 奠定了存儲程序式計算機的理論基礎 確立了現代計算機的體系結構 這份報告是人類計算機發展史上的一個重要的里程碑 根據馮 諾依曼提出的改進方案 科學家們不久便研制出了人類第一臺具有存儲程序功能的計算機 EDVAC 關鍵性的改進及馮 諾伊曼的最初構思和設計 計算機中的信息表示都采用二進制 存儲程序概念 計算機按程序自動執行 計算機由五大部分組成 運算器 控制器 存儲器 輸入和輸出設備 EDVAC計算機的問世 使馮 諾依曼提出的存儲程序的思想和結構設計方案成為了現實 并奠定了計算機的馮 諾依曼結構形式 現代計算機之所以能自動地連續進行數據處理 主要是因為具有存儲程序的功能 存儲程序是計算機工作的重要原理 是計算機能進行自動處理的基礎 巨型化 所謂巨型化 是指運算速度更快 存儲容量更大和功能更強的超大型計算機 主要應用于大型科學計算 巨型機的運算速度可達每秒千億次 億億次甚至更高 其海量存儲能力可以輕而易舉地存儲一個大型圖書館的全部信息 隨著計算機技術的不斷發展 電子器件的集成度將越來越高 功能會越來越強 微型化微型化是指計算機更加小巧靈便 如 筆記本電腦 掌上電腦 膝上型 書本型等微型化個人電腦將不斷涌現 越來越受到人們的歡迎和青睞 1 1 3計算機的發展 網絡化網絡化是指將不同地方 不同區域 不同種類的計算機連接起來 實現信息共享 使人們更加方便地進行信息交流 智能化智能化是指計算機夠像人一樣可以 看 說 聽 想 和 做 1 1 3計算機的發展 1 1 4計算機的發展展望 1 量子計算機量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算 存儲及處理的量子物理設備 現在的電子元件用電位的高低來表示0和1以進行存儲和計算 而量子元件通過控制粒子波動的相位來實現輸出信號的強弱和有無 量子元件的使用將使計算機的工作速度大大提高 可提高約1000倍 功耗大大減少 可減少約1000倍左右 電路大大簡化且不易發熱 體積大大縮小 1 1 4計算機的發展展望 關于量子計算機的想法 是在1994年以后才引起人們關注的 此時美國電話電報公司貝爾實驗室的一位科學家提出使用量子計算機可輕而易舉地進行周數分解 比現行計算機要快得多 1 1 4計算機的發展展望 2 神經網絡計算機神經網絡計算機是模仿人的大腦的判斷能力和適應能力 并具有可并行處理多種數據功能的計算機 具有處理零碎 含糊不清的信息的靈活性 3 化學 生物計算機 在運行機理上 化學計算機以化學制品中的微觀碳分子作信息載體 來實現信息的傳輸與儲存 因此 它具有更小的體積 更快的運算速度和強大的計算能力 其信息傳輸速度可能比人腦思維速度還要快若干倍 具有十分廣闊的發展前景 3 化學 生物計算機 生物芯片英國 自然 雜志報道 英國劍橋大學研究發現了 生物電路 一些蛋白質的主要功能不是構成生物的某些結構 而是用于傳輸和處理信息 他們對一種細菌中的蛋白質進行研究發現 細菌內部存在著由蛋白質構成的信息處理網絡 可根據分子密度和形狀等變化傳遞和處理信息 并根據接收到的信息而驅使細菌游向營養物質所在的地方 現今科學家已研制出許多種生物計算機的主要部件 生物芯片 例 合成蛋白芯片 血紅素芯片 賴氨酸芯片等 3 化學 生物計算機 DNA計算機1995年 來自各國的200多位有關專家共同探討了DNA 脫氧核糖核酸 計算機的可行性 認為DNA分子在酶的作用下可以從某基因代碼通過生物化學的反應轉變為另一種基因代碼 轉變前的基因代碼可以作為輸入數據 反應后的基因代碼可以作為運算結果 利用這一過程可以制成新型的生物計算機 麥迪遜威斯康新大學的研究人員 利用人工合成的DNA鏈狀結構制造出一臺DNA計算機 并且很巧妙地讓它來解決一些相對復雜的運算問題 4 光子計算機 光子計算機是用光子代替半導體芯片中的電子 以光互聯來代替導線制成數字計算機 光計算機的目標是充分利用光的特性 兩束光要發生干涉 必須頻率相同 振動方向一致和有不變的初始位相差 因此 同一根光導纖維中能同時傳輸許許多多波長不同或波長相同而振動方向不同的光波 它們之間不會發生干涉 光計算機和電子計算機不同的是 光計算機是 光 導計算機 光在光介質中傳輸不存在寄生電阻 電容和電感問題 因此光計算機的信息在傳輸中失真小 光器件的開關速度比電子器件快得多 信息運算速度更高 4 光計算機 美國國家航空航天局的工程師對待光學部件非常認真 其目標是在2010年能研制出每秒可以進行成千上億次計算的大規模并行計算機 美國科學家認為 這種機器必須采用光計算 光計算機必將成為很有發展前途 應用領域極廣的計算機 2 我國計算機發展歷程簡介 我國的計算機事業創始于20世紀50年代中期 我國的計算機事業發展過程中一些重大事件1958年 我國第一個計算技術研究所 中國科學院計算機技術研究所正式建立 同年 我國第一臺電子數字計算機103機研制成功 1974年 研制成功DJS系列小型計算機 1983年 757大型計算機和1億次的銀河巨型計算機先后問世 1985年6月 我國成功地研制出第一臺PC機 長城 2 我國計算機發展歷程簡介 1992年 國防科技大學研制成功銀河 型巨型機 10億次 秒 2003年推出百萬億次的 曙光4000L 型超級巨型機 2005年研制成功我國具有自主知識產權的微型計算機芯片 龍芯 1 4計算機的信息表示方法 1 4 1數字化信息編碼的概念計算機中的所有電子器件都采用具有兩個穩定狀態的二值電路表示二進制 采用二進制有如下優點 二進制代碼在物理上容易實現 如電源的開關 電磁的導通或截止等 二進制數編碼 運算規則簡單二進制代碼可進行邏輯運算 7 2 計算機中字符的編碼如 A 01000001 i 01101001 00100111用哪個二進串表示哪個字符 有何規則 答 編碼規則 ASCII碼 P29表2 1 1美國信息交換標準代碼 AmericanStandardCodeforInformationInterchange ASCII碼 后被國際標準化組織ISO采用 美國標準信息代碼 ASCII ASCII碼基本字符集包括了128個字符 采用7位編碼 00000000 01111111 最高位為0 共8位 在內存中存儲占一個字節 編碼規律 例 a z 97 122 A Z 65 90 0 9 48 57規律 空格 標點符號 數字 大寫字母 小寫字母另 ASCII碼表中也有不可顯示不可打印字符 對應十進制值為0 32 例 從鍵盤上按鍵輸入 CHINA 的字串 傳送進計算機的是 01000011 01001000 01001001 01001110 01000001 3 計算機中漢字的編碼漢字在內存中存儲二進制編碼形式 機內碼國標GB2312 80 漢字交換碼 共收收集漢字 字母 圖形等符號7445個 其中漢字共有6763個 按94行 94列排成一張表 相關內容 區位碼 漢字 符號等在國標GB2312 80大碼表中排列的行 區號 列 位 十進制編號 如 啊 的區位碼為 1601 國標碼