《计算机应用基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第1章 计算机与计算

山求程王大彩 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 第一篇计算与计算思维 第1章计算与计算机

第一篇计算与计算思维 第1章 计算与计算机

0 目录 件菜凤利学与拉未学腐 1. 计算 计算机的起源与发展 信息与信息技术

目录 3. 信息与信息技术 2. 计算机的起源与发展 1. 计算

1.1计算 0 计草机利学与校术学网 1.1.1什么是计算 计算就是根据一定的规则输入一些数据从而得到结论的过程。 “计算”是一种广义的计算，不单纯是数值计算，更多的是通 过大量复杂的法则和逻辑解决问题。 广义的计算包括数学计算、逻辑推理、文法的产生式、集合论 的函数、组合数学的置换、变量代换、图形图像的变换、数理统计： 图论的路径问题、网络安全、代数系统理论、上下文表示感知和推 理、机器人设计、建筑设计等。 大量复杂的计算数据需求下，辅助计算的机器应运而生

1.1计算 1.1.1 什么是计算 大量复杂的计算数据需求下，辅助计算的机器应运而生。 3 计算就是根据一定的规则输入一些数据从而得到结论的过程。 “计算”是一种广义的计算，不单纯是数值计算，更多的是通 过大量复杂的法则和逻辑解决问题。 广义的计算包括数学计算、逻辑推理、文法的产生式、集合论 的函数、组合数学的置换、变量代换、图形图像的变换、数理统计； 图论的路径问题、网络安全、代数系统理论、上下文表示感知和推 理、机器人设计、建筑设计等

1.1.2自动计算 什草凤利学与技本学网 自动计算的基本特征是自动运行程序，自 动计算能在程序控制下自动连续的高速运算， 并在有限步骤内求出结果。 如：计算一元二次方程的根。 自动计算式包含数据和计算规则两部分

1.1.2 自动计算 自动计算的基本特征是自动运行程序，自 动计算能在程序控制下自动连续的高速运算， 并在有限步骤内求出结果。 如：计算一元二次方程的根。 自动计算式包含数据和计算规则两部分。 4

1.1.3可计算性 计草机利学与校未学网 ■可计算性是指一个实际问题是否可以使用计算机来解决 一个可以使用计算机解决的问题应该被定义为“可以在有 限步骤内被解决的问题”，故哥德巴赫猜想这样的问题是 不属于“可计算问题”之列的，因为计算机没有办法给出 数学意义上的证明。 ■不能期待计算机能解决世界上所有的问题

1.1.3 可计算性 ◼ 可计算性是指一个实际问题是否可以使用计算机来解决 ◼ 一个可以使用计算机解决的问题应该被定义为“可以在有 限步骤内被解决的问题”，故哥德巴赫猜想这样的问题是 不属于“可计算问题”之列的，因为计算机没有办法给出 数学意义上的证明。 ◼ 不能期待计算机能解决世界上所有的问题。 5

无处不在的计算 件菜凤利学与拉未学腐 计算可以和广阔的专业领域结合，通过学科交叉与 融合，迸发出前景广阔的研究空间。 计算机在“Any time、Any where、Any thing、 Anybody、Any device”为人们所利用. 特征：情境感知、隐身型的计算机、无处不在的传感器 手机的“情景智能”、可穿带设备、网络智能家电等

无处不在的计算 计算可以和广阔的专业领域结合，通过学科交叉与 融合，迸发出前景广阔的研究空间。 计算机在“ Any time 、Any where 、Any thing、 Anybody、Any device”为人们所利用。 特征：情境感知、隐身型的计算机、无处不在的传感器 手机的“情景智能”、可穿带设备、网络智能家电等。 6

科技防疫超硬核 0 计草机利学与校未学网 ■抗疫路上的高科技 口无人机喊话：高速路口和主干道路上，无人机喊话进行交通疏导和大 范围排查，配合地面指挥人员高效完成工作 口AI测温系统：高铁站等交通枢纽，使用AI测温系统，保证在人流密集 通过时，筛查出体温异常人员，大大减轻手工测温的劳动强度 口机器人服务：在隔离区，无人配送机器人承担起物资、食物的运送工 作。在医院智能机器人实现无人导诊、引领病人和初步诊疗。还可以 实现递送化验单和药物的工作。阿里巴巴达摩院1月28号推出一款“智 能疫情机器人”，用于智能问诊服务。淄博也有无人车，配送蔬菜，实 现自动避障和路径规划

科技防疫超硬核 ◼ 抗疫路上的高科技 ❑ 无人机喊话：高速路口和主干道路上，无人机喊话进行交通疏导和大 范围排查，配合地面指挥人员高效完成工作 ❑ AI测温系统：高铁站等交通枢纽，使用AI测温系统，保证在人流密集 通过时，筛查出体温异常人员，大大减轻手工测温的劳动强度 ❑ 机器人服务：在隔离区，无人配送机器人承担起物资、食物的运送工 作。在医院智能机器人实现无人导诊、引领病人和初步诊疗。还可以 实现递送化验单和药物的工作。阿里巴巴达摩院1月28号推出一款“智 能疫情机器人”，用于智能问诊服务。淄博也有无人车，配送蔬菜，实 现自动避障和路径规划。 7

1.2计算机起源及其发展 什辣凤利学与技未学脑 ■算盘中国唐代第一种手动式计数器 ■计算尺1622年，英国William Oughtred(奥特瑞德) 手动式、减、乘、除、指数和三角函数运算 ■加法器 1942年，法国Blaise Pascal(帕斯卡) 机械式，只能做加法 ■计算器 1673年，德国Gottfried Leibniz(莱布尼茨) 机械式，加、减、乘、除和开方 ■ 差分机1822年，英国Charles Babbage(巴贝奇) ■分析机1834年，英国Charles Babbage ■计算机1946年，宾夕法尼亚大学ENIAC

8 1.2 计算机起源及其发展 ◼ 算 盘 中国唐代 第一种手动式计数器 ◼ 计算尺 1622年，英国William Oughtred（奥特瑞德） 手动式、减、乘、除、指数和三角函数运算 ◼ 加法器 1942年，法国Blaise Pascal（帕斯卡） 机械式，只能做加法 ◼ 计算器 1673年，德国Gottfried Leibniz（莱布尼茨） 机械式，加、减、乘、除和开方 ◼ 差分机 1822年，英国Charles Babbage（巴贝奇） ◼ 分析机 1834年，英国Charles Babbage ◼ 计算机 1946年，宾夕法尼亚大学ENIAC

差分机和分析机（计算机的直系祖先 计草机利学与校术学网 查尔斯巴贝奇 1812年差分机 第一台“会制表的机 器”。它有3个寄存器， 每个寄存器有6个部分， 每个部分有一个字轮。 它可以编制平方表和 些其他的表格，还能计 算多项式的加法，运算 的精确度达6位小数。 1819年，英国科学家巴贝奇设计“差分机” 1822年制造出可动模型 1991年，为纪念巴贝奇诞辰200周年，伦敦科学博物馆制作了完整差 分机，它包含4000多个零件，重2.5吨

9 查尔斯.巴贝奇 1812年差分机 差分机和分析机（计算机的直系祖先） 1819年，英国科学家巴贝奇设计“差分机” 1822年制造出可动模型 1991年，为纪念巴贝奇诞辰200周年，伦敦科学博物馆制作了完整差 分机，它包含4000多个零件，重2.5吨。 第一台“会制表的机 器”。它有3个寄存器， 每个寄存器有6个部分， 每个部分有一个字轮。 它可以编制平方表和一 些其他的表格，还能计 算多项式的加法，运算 的精确度达6位小数

差分机 什草凤利学与拉未学脑 差分机的研制成功，极大地鼓舞了巴贝奇。他在给英国皇家学会 主席的信中，提出准备造一台比这台差分机大得多的差分机，它应当 可以处理20位数，有7个20位的寄存器，并且还附设了印刷装置，可 以直接将结果制成表格。这台新的差分机可用于编制天文和航海表。 英国政府认为巴贝奇的“新机器”颇有意义，给予1.7万英镑的研 制资金。1823年，巴贝奇开始研制“新机器”。计划原定两至三年 完成。估计制成的机器重约两吨。可是，限于当时的机械制作工艺水 平，所研制的部件精度不够；再加上在研制过程中，巴贝奇不断地修 改设计方案，引起工程人员的不满，以致纷纷离开研制小组，因此， 工作进展缓慢。 10年过去了，巴贝奇只完成“新机器”的一部分，可政府资助的 经费早已用完，巴贝奇自己还花费了1.3万英镑。巴贝奇还指望政府 予以进一步的资助，可政府认为这是在造一部“吃英镑”的机器，因 此不予资助。巴贝奇毫无办法，只好中断研制工作。半成品的差分机 连同它的全部图纸，被送至伦敦的皇家学院博物馆保存。 10

10 差分机 差分机的研制成功，极大地鼓舞了巴贝奇。他在给英国皇家学会 主席的信中，提出准备造一台比这台差分机大得多的差分机，它应当 可以处理20位数，有7个20位的寄存器，并且还附设了印刷装置，可 以直接将结果制成表格。这台新的差分机可用于编制天文和航海表。 英国政府认为巴贝奇的“新机器”颇有意义，给予1.7万英镑的研 制资金。1823年，巴贝奇开始研制“新机器”。计划原定两至三年 完成。估计制成的机器重约两吨。可是，限于当时的机械制作工艺水 平，所研制的部件精度不够；再加上在研制过程中，巴贝奇不断地修 改设计方案，引起工程人员的不满，以致纷纷离开研制小组，因此， 工作进展缓慢。 10年过去了，巴贝奇只完成“新机器”的一部分，可政府资助的 经费早已用完，巴贝奇自己还花费了1.3万英镑。巴贝奇还指望政府 予以进一步的资助，可政府认为这是在造一部“吃英镑”的机器，因 此不予资助。巴贝奇毫无办法，只好中断研制工作。半成品的差分机 连同它的全部图纸，被送至伦敦的皇家学院博物馆保存