1、計算機導論目 錄 第2章 計算機的組成第3章 從機器語言到多媒體第4章 信息系統第5章 計算機網絡第6章 計算機科學第1章 計算機的發展史第3章 從機器語言到多媒體3.1 機器語言與高級語言計 算 機 硬 件計 算 機 硬 件僅僅知道僅僅知道0和和1有 問 題 需有 問 題 需要 計 算 機要 計 算 機解決的人解決的人交流的鴻溝交流的鴻溝計 算 機 硬 件計 算 機 硬 件僅僅知道僅僅知道0和和1有 問 題 需有 問 題 需要 計 算 機要 計 算 機解決的人解決的人程序設計語言程序設計語言3.1.1 機器語言操作碼操作碼操作數地址操作數地址 記不住、難理解、效率低、不易維護。記不住、難理解

2、、效率低、不易維護。B8 7F 01BB 21 0203 D8B8 1F 042B C3操作碼操作碼操作數地址操作數地址 3.1.2 匯編語言 為了克服機器語言的缺點，在科研人員的研究工作中很快就發明和產生了比較易于閱讀和理解的匯編語言。大多數情況下，一條匯編指令對應一條機器指令，少數對應幾條機器指令。對應的匯編語言程序對應的匯編語言程序MOV AX 383MOV BX 545ADD BX AXMOV AX 1055SUB AX BXB8 7F 01BB 21 0203 D8B8 1F 042B C3 匯編語言的執行過程匯編語言的執行過程 3.1.3 高級語言MOV AX 383MOV BX

3、545ADD BX AXMOV AX 1055SUB AX BX匯編語言程序匯編語言程序 。編譯編譯連接連接執行執行可執行程序可執行程序目標程序目標程序運行結果運行結果 匯編語言源程序匯編語言源程序 解釋程序按照高級語言程序的語句書寫順序，解釋一句、執行一句，最后產生運行結果，但不生成目標程序代碼，解釋程序結構簡單、易于實現，但效率低。 3.1.4 面向對象的語言3.1.5 常用編程語言簡介 3.2 算法、數據結構與程序3.2.1 算法及算法的表示 1） 算法中的每一個步驟必須能夠實現。如在算法中不允許出現分母為0的情況，在實數范圍內不能求一個負數的平方根等。 算法執行的結果要能夠達到預期的目

4、的。 針對實際問題設計的算法，人們總是希望能夠得到滿意的結果。算法總是與特定的計算工具有關。 2） 3） 4）。 。 3.2.2 簡單算法舉例3.2.3 數據結構1）：是對客觀事物的符號表示是對客觀事物的符號表示 2）：是數據集合中的一個實體，是計算機程序中：是數據集合中的一個實體，是計算機程序中加工處理的基本單位加工處理的基本單位 3數據的抽象數據的抽象(邏輯邏輯)結構，即數據結構中包結構，即數據結構中包，相互之間有什么關系等。例如：，相互之間有什么關系等。例如： 1） 2） 3.3 程序設計基礎3.3.1 程序的一般概念 3.3.2 程序設計步驟3.3.3 結構化程序設計 結構化程序設計誕

5、，已經成為當時程序設計的主流方法，它的產生和發展形成了現代軟件工程的基礎，的控制結構。自頂向下、逐步求精的方法，使所要解決的問題逐步細化，并最終實現由順序、選擇和循環這三種基本結構構成的描述。 3.3.4 面向對象的程序設計 面向對象是從本質上區別于傳統的結構化方法的一種新方法、新思路。它吸收了結構化程序設計的全部優點，同時又考慮到現實世界與計算機解空間的關系，認為現實世界是由一系列彼此相關并且能夠相互通信的實體組成，這些實體就是面向對象方法中的對象，每個對象都有自己的自然屬性和行為特征，而一些對象的共性的抽象描述， 例如，仍以一個簡單的人事管理程序為例，我們可以將人員信息與對這些信息的處理方

6、法封裝在一起，構成一個“人員”類。當這個類被應用到不同的場合時(如；學生信息管理、教師信息管理)，可以根據需要派生新類，并在派生的類中添加新的成員。 3.4 操作系統3.4.1 操作系統的概念和功能 3.4.2 計算機操作系統環境的演變與發展3.4.3 文件和文件夾3.4.4 面向圖形的操作系統3.4.5 UNIX操作系統 3.4.6 LINUX操作系統3.5 應用軟件3.5.1 辦公自動化軟件 3.5.2 圖形圖像處理軟件3.5.3 視頻處理軟件 3.6 多媒體計算機3.6.1 文本3.6.2 數字聲音3.6.3 數字圖像圖3.21 圖像的數字化過程 130 x94260 x188520 x

7、3763.6.4 數字視頻 國際標準化組織和各大公司都積極參與視頻壓縮標準的國際標準化組織和各大公司都積極參與視頻壓縮標準的制定，并且已推出大量實用的視頻壓縮格式。制定，并且已推出大量實用的視頻壓縮格式。3.6.5 多媒體技術的研究內容及前景第4章 信息系統4.1 信息、數據與數據處理 信息是關于現實世界事物的存在方式或運動狀態的反映的綜合，信息是關于現實世界事物的存在方式或運動狀態的反映的綜合，具體說是一種被加工為特定形式的數據，但這種數據形式對接收者具體說是一種被加工為特定形式的數據，但這種數據形式對接收者來說是有意義的，而且對當前和將來的決策具有明顯的或實際的價來說是有意義的，而且對當前

8、和將來的決策具有明顯的或實際的價值。值。 源于物質和能量，它不可能脫離物質而存在。源于物質和能量，它不可能脫離物質而存在。 是可以感知的，人類對客觀事物的感知，可以通過感覺是可以感知的，人類對客觀事物的感知，可以通過感覺器官，也可以通過各種儀器儀表和傳感器等，不同的信息源有不器官，也可以通過各種儀器儀表和傳感器等，不同的信息源有不同的感知形式。同的感知形式。 是可存儲、加工、傳遞和再生的。是可存儲、加工、傳遞和再生的。4.1.1 數據與信息 4.1.2 數據處理 4.1.3 計算機信息系統4.2 數據處理技術的產生與發展 應用程序1數據集1數據集數據集2 2 文件文件n n應用程序應用程序1

9、1應用程序應用程序2 2應用程序應用程序n n文件文件1 1文件文件2 2圖圖4.2 4.2 數據的文件系統管數據的文件系統管理階段理階段 .數據庫系統中用戶共享數據庫資源數據庫系統中用戶共享數據庫資源4.3 數據庫系統4.3.1 數據庫概論 4.3.2 數據庫管理系統支持的數據模型 實體的某一特征稱為屬性。每個實體都有許多特征，以區別實體的某一特征稱為屬性。每個實體都有許多特征，以區別于其它實體。如一本書的主要特征是書名、作者名、出版社于其它實體。如一本書的主要特征是書名、作者名、出版社、出版年月和定價等。、出版年月和定價等。 實體的每個屬性都有一個確定值稱為屬性的值。當某實實體的每個屬性都

10、有一個確定值稱為屬性的值。當某實體有多個屬性時，則它們的值就構成一組值，稱為元組。體有多個屬性時，則它們的值就構成一組值，稱為元組。 唯一標識實體的屬性集稱為碼，例如學號是學生實體的碼。唯一標識實體的屬性集稱為碼，例如學號是學生實體的碼。實體間的實體間的“聯系聯系”反映了現實世界中客觀事物之間的關聯。反映了現實世界中客觀事物之間的關聯。這種聯系是復雜的、多種多樣的，但歸納起來可分為三類：這種聯系是復雜的、多種多樣的，但歸納起來可分為三類： DB數據數據: 應用單位所涉及數據的綜合，應用單位所涉及數據的綜合，反映數據本身的內容，反映數據本身的內容，反映數據之間的聯系。反映數據之間的聯系。 圖 4

11、.4 教員學生數據庫模型 系編號 系名 辦公地點 教研室編號 教研室 學號 姓名 成績 職工號 姓名 研究方向 系 教研室 學生 職工 網狀模型是一種比層次模型更具普遍性的結構，它去掉了網狀模型是一種比層次模型更具普遍性的結構，它去掉了層次模型的兩個限制，它允許多個結點沒有雙親結點，也允許層次模型的兩個限制，它允許多個結點沒有雙親結點，也允許一個結點可以有多于一個的雙親，還允許兩個結點之間有多種一個結點可以有多于一個的雙親，還允許兩個結點之間有多種聯系，因此網狀模型更能描述現實世界。圖聯系，因此網狀模型更能描述現實世界。圖4.5是一個學生選課是一個學生選課數據庫的網狀模型。學生與選課、課程與選

12、課是一對多的聯系。數據庫的網狀模型。學生與選課、課程與選課是一對多的聯系。 選課學號 姓名 系別號課程號 課程名 學分學號 課程號 成績學生課程圖4.5 網狀數據模型 E.F.Codd-關系數據庫之父親關系數據庫之父親 課課 程程 開開 設設 表表 （ C C ） C N O C N A M E L H O U R S E M E S T E R C C -1 1 2 軟軟 件件 工工 程程 6 0 春春 C S -2 0 2 數數 據據 庫庫 4 5 秋秋 E E -1 0 3 控控 制制 工工 程程 6 0 春春 M E -2 3 4 數數 學學 分分 析析 4 0 秋秋 M S - 2

13、1 1 人人 工工 智智 能能 6 0 秋秋 一個關系就是一張二維表，每個關系有一個關系名。一個關系就是一張二維表，每個關系有一個關系名。在計算機中，一個關系可以存儲為一個文件。在計算機中，一個關系可以存儲為一個文件。 二維表中垂直方向的列稱為屬性，也叫做一個字段。二維表中垂直方向的列稱為屬性，也叫做一個字段。 ：一個屬性的取值范圍叫做一個域。一個屬性的取值范圍叫做一個域。：二維表中水平方向的行稱為元組，也叫做一條記錄。二維表中水平方向的行稱為元組，也叫做一條記錄。又稱為關鍵字。二維表中的某個屬性，若它的值唯一地又稱為關鍵字。二維表中的某個屬性，若它的值唯一地標識了一個元組，則稱該屬性為侯選碼

14、。標識了一個元組，則稱該屬性為侯選碼。硬 件操作系統DBMS應用開發工具應用系統利用利用DBS資源開發的資源開發的,解決管解決管理和決策問題的各種應用程理和決策問題的各種應用程序序. 4.3.3 數據庫系統的組成4.3.4 數據庫設計 從軟件工程的角度，數據庫的設計過程可劃分為以下幾個階從軟件工程的角度，數據庫的設計過程可劃分為以下幾個階段：段： （4.3.5 數據庫的體系結構 美國美國ANSI/X3/SPARC的數據庫管理系統研究小組于的數據庫管理系統研究小組于1975年和年和1978年提出了將數據庫結構分為三級模式的標準化建議。年提出了將數據庫結構分為三級模式的標準化建議。應用程序用戶1應

15、用程序用戶2應用程序用戶3應用程序用戶4外模式A外模式B外模式C外模式到概念模式的映射概念模式概念模式到內模式的映射內模式內模式到物理模式的映射物理數據庫OSDBMS系統緩沖區應用程序A程序工作區系統緩沖區物理數據庫內模式OSDBMS工作日志模式應用程序A使用的子模式4.3.6 常用數據庫管理系統圖4.9 Access 2003的窗口組成 4.3.7 數據庫的發展。4.4 軟件工程 大型軟件系統開發成本高，大型軟件系統開發成本高，可靠性差，甚至有時人們無法可靠性差，甚至有時人們無法管理自身所創造出來的管理自身所創造出來的復雜邏輯系統，致使軟件生產復雜邏輯系統，致使軟件生產和維護出現了很大的困難

16、，和維護出現了很大的困難，當時人們稱此為當時人們稱此為“軟件危機軟件危機”。 正確理解和表達應用需求是艱正確理解和表達應用需求是艱 巨的任務巨的任務.但常常被忽略。但常常被忽略。 軟件是邏輯產品。軟件開發過軟件是邏輯產品。軟件開發過 程是思考過程，很難進行質量程是思考過程，很難進行質量 管理和進度控制。管理和進度控制。 隨著問題復雜度的增加，處理隨著問題復雜度的增加，處理 問題的效率隨之下降，而所需問題的效率隨之下降，而所需 時間和費用則隨之增加。時間和費用則隨之增加。4.4.1 軟件工程研究的內容4.4.2 軟件工程的基本原則4.4.3 軟件開發過程 4.5 典型信息系統介紹4.5.1 制造

17、業信息系統4.5.2 電子政務 4.5.3 地理信息系統和數字地球 4.5.4 遠程教育 4.5.5 遠程醫療 4.5.6 數字圖書館 第6章 計算機科學 6.2.1 6.2.2 6.3.1 6.3.2 6.3.3 科學家們在幾個相關領域進行的研究使我們增長了關于科學家們在幾個相關領域進行的研究使我們增長了關于人工智能的知識。人工智能的知識。 今天，大多數計算機都采用了圖形用戶界面（今天，大多數計算機都采用了圖形用戶界面（GUl），），即用一只鼠標從菜單里選擇適當的選項，或點擊屏幕上的即用一只鼠標從菜單里選擇適當的選項，或點擊屏幕上的“按按鈕鈕”，從而發出不同的命令。通過操作屏幕上的圖標，可完成，從而發出不同的命令。通過操作屏幕上的圖標，可完成像文件復制這樣的工作。鼠標和鍵盤是兩種基本的輸入工具，像文件復制這樣的工作。鼠標和鍵盤是兩種基本的輸入工具，而顯示器和打印機是最常用的輸出工具。而顯示器和打印機是最常用的輸出工具。6.3.4 6.4.1 圖6.4 腕托6.4.2 6.4.3 計算機已經開辟了一些原來不大可能的職業，比如涉及因計算機已經開辟了一些原來不大可能的職業，比如涉及因特網和法律的律師。對于