第一章概述1.1計算機的概念人生在勤，不索何獲1.1.1計算機定義和特性計算機是一種信息處理工具。計算機處理的信息形式是多種多樣的，可以是數值、文字、圖形、圖像、聲音、視頻等多種不同類型的信息。計算機處理信息的多樣化，反映了計算機用途的廣泛性。計算機系統除了對信息進行算術運算和邏輯運算外，還能進行搜索、識別、變換，甚至聯想、思考和推理等。隨著計算機技術的不斷發展，其處理功能會越來越強。人生在勤，不索何獲1.1.1計算機定義和特性計算機系統具有以下特性：（1）速度快。計算機采用高速電子器件，能以極高的速度工作。計算機的運算速度從最初每秒幾千次加法運算到現在的每秒萬億次、甚至百萬億次的浮點運算，還可以進行大信息量的處理和復雜運算，在社會各領域得到大量應用，提高了人類的工作效率，取得了重大的經濟與社會效益。（2）通用性強。計算機能夠處理范圍相當廣泛的各類信息，所處理的信息具有多樣性。因此，計算機的應用廣泛，現已深入到工業、農業等各個行業，具有極強的通用性。（3）運算精度高。計算機具有高速、高精度的硬件基礎，用戶在解決現實世界中相應問題時，通過設計正確的算法，編制成高效、準確的程序，就能在計算機上得到準確的結果。人生在勤，不索何獲1.1.2計算機的分類按計算機所處理對象的表示形式不同，可以分成模擬計算機與數字計算機兩類。模擬計算機是對連續變化的直流電壓、電流或電荷，進行加、減、乘、除、微分、積分等數學運算的解算裝置。數字計算機是一種能自動對用離散符號表示的數字化信息進行處理的通用裝置。數字計算機比模擬計算機速度快、精度高、應用更廣泛。目前一般意義上的計算機指的是數字計算機。也可以把模擬計算機與數字計算機結合起來，組成混合計算機。人生在勤，不索何獲1.1.2計算機的分類計算機按其用途來分可以分成專用機和通用機兩類。專用機是針對某一特定領域設計的系統，針對特定的應用任務進行了優化，對于特定的用途而言，最經濟最有效，但適應性差。通用機能完成各種計算任務，適應性強，但是對某一特定用途，則工作效率不是最佳。人生在勤，不索何獲1.1.2計算機的分類根據計算機的規模、性能來分，又可分為巨型機、大型機、小型機、微型機等多種類型。巨型機，是計算機家族中速度最快、性能最高、技術最復雜、價格也是最貴的一類計算機，也稱超級計算機。大型機是使用當代的先進技術構成的一類高性能、大容量計算機，但性能與價格指標均低于巨型機，它代表該時期計算機技術的綜合水平。小型機是一種規模與價格均介于大型機與微型機之間的一類計算機。微型機是以微處理器為核心組成的計算機系統。它是20世紀70年代初隨著大規模集成電路的發展而誕生的。微型機的誕生與發展，是計算機發展歷程中影響最深遠的一步。人生在勤，不索何獲1.1.3計算機的應用（1）科學計算。科學計算一直是計算機的重要應用領域。利用計算機的高速性、大存儲容量、連續運算能力，可以解決人工無法完成的各種科學計算問題。（2）事務信息處理。事務信息處理的主要特點是其處理的對象不僅是數值，還包括語言文字、圖形圖像信息。處理的過程不僅是數字運算，還包括分類、比較、增刪、判別等。（3）計算機輔助技術。計算機作為一個有效的工具，在設計、生產、教學等過程中進行輔助性的工作，以充分發揮人的創造力，提高效率，降低成本。該技術應用十分廣泛，其中主要有計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工程(CAE)和計算機輔助教學(CAI)等。（4）計算機網絡通信。將計算機技術和通信技術結合，通過通信線路把不同地域多臺計算機連接起來實現信息交流和資源共享。（5）計算機控制。計算機控制是計算機用于生產活動過程中進行操作控制的過程和技術。它通過不斷采集被控對象的各種狀態信息，由計算機按照被控對象模型和一定的控制策略實時地計算和處理后，作為控制信息對被控對象進行自動調節和控制。