北京中医药大学：《数据科学导论》课程教学资源（PPT课件）第2章 计算机基础

@ 数据科学导论 计算机基础 韩爱庆 北京中医药大学管理学院 2020.09

数据科学导论 计算机基础 韩爱庆 北京中医药大学 管理学院 2020.09

计算机的基本概念 数据科学导论 ·电子计算机是一种可以存储程序，并且通过执行程序指令，可以 自动、高速、精确地对数字信息进行各种复杂处理，然后输出运 算结果的高科技智能电子设备

计算机的基本概念 数据科学导论 • 电子计算机是一种可以存储程序，并且通过执行程序指令，可以 自动、高速、精确地对数字信息进行各种复杂处理，然后输出运 算结果的高科技智能电子设备

电子计算机发展简史 数据科学导论 ·第一代(1946~1958)：电子管，主要用于科学计算，用机器语言编程，体积大、速度慢、 能耗高、使用不便且经常发生故障，只供少数计算机专家使用； ·第二代(1958~1964)：晶体管，使用汇编语言及高级语言，出现了系统软件，操作和使用 开始普遍化； ·第三代(1964~1974)：集成电路，不同种类的软件出现（操作系统、编译程序、网络软件 等)； ·第四代(1974至今)：大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI),微机，并行处理 多机系统、分布式计算机，软件（数据库、分布式操作系统、软件工程标准)； ·未来计算机：智能计算机（具有人的思维、推理和判断能力）、神经网络计算机（模拟人 脑神经网络工作原理，能自学习和联想记忆)、生物计算机（突破现在的硅半导体技术)、 超导计算机、纳米计算机、光计算机、DNA计算机、量子计算机

电子计算机发展简史 数据科学导论 • 第一代 (1946~1958) ：电子管，主要用于科学计算，用机器语言编程，体积大、速度慢、 能耗高、使用不便且经常发生故障 ，只供少数计算机专家使用； • 第二代 (1958~1964) ：晶体管，使用汇编语言及高级语言，出现了系统软件，操作和使用 开始普遍化； • 第三代 (1964~1974) ：集成电路，不同种类的软件出现（操作系统、编译程序、网络软件 等）； • 第四代 (1974至今) ：大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路(VLSI)，微机，并行处理、 多机系统、分布式计算机，软件（数据库、分布式操作系统、软件工程标准）； • 未来计算机：智能计算机（具有人的思维、推理和判断能力）、神经网络计算机（模拟人 脑神经网络工作原理，能自学习和联想记忆）、生物计算机（突破现在的硅半导体技术）、 超导计算机、纳米计算机、光计算机、DNA计算机、量子计算机、 3

电子计算机发展简史 第1代电子管计算机 1946年2月14日，在美国宾夕法尼亚大学诞生 存储容量小： 世界上第一台电子管（真空管）计算机(ENIAC); 在外部通过开关和插线安排计算程序， 重量：30吨 面积：170平米 程序无法重用； 电子管：18000 电阻：70000 故障率高；（每15分钟烧掉一个真空管， 15分钟才能找到。耗电惊人！)运行了9 电容：1000 耗电：140千瓦+ 年。 价值：40多万美元

电子计算机发展简史 数据科学导论 1946年2月14日，在美国宾夕法尼亚大学诞生 世界上第一台电子管(真空管)计算机（ENIAC）； 重量：30吨 面积：170平米 电子管：18000 电阻：70000 电容：1000 耗电：140千瓦+ 价值：40多万美元 存储容量小： 在外部通过开关和插线安排计算程序， 程序无法重用； 故障率高；（每15分钟烧掉一个真空管， 15分钟才能找到。耗电惊人！）运行了9 年。 第1代 电子管计算机

电子计算机发展简史 第2代晶体管计算机 1958年，美国的1BM公司制成了第一台 全部使用晶体管的计算机RCA501型。由 于第二代计算机采用晶体管逻辑元件， 及快速磁芯存储器，计算速度从每秒几 千次提高到几十万次，主存储器的存贮 量，从几千提高到10万以上

电子计算机发展简史 数据科学导论 第2代 晶体管计算机 1958年，美国的IBM公司制成了第一台 全部使用晶体管的计算机RCA501型。由 于第二代计算机采用晶体管逻辑元件， 及快速磁芯存储器，计算速度从每秒几 千次提高到几十万次，主存储器的存贮 量，从几千提高到10万以上

电子计算机发展简史 第3-4代集成电路计算机 ·小型集成电路(SSl英文全名为Small Scale Integration)逻辑门10个以下或晶 体管100个以下。 ·中型集成电路(MSl英文全名为Medium Scale Integration)逻辑门11~l00个 或晶体管101-1k个。 ·大规模集成电路(LSl英文全名为Large Scale Integration)逻辑门101~1k个或 晶体管1,001-10k个。 ·超大规模集成电路(VLSl英文全名为Very large scale integration)逻辑门 1,001-10k个或晶体管10,001~100k个。 ·极大规模集成电路(ULSl英文全名为Ultra Large Scale Integration)逻辑门 10.001-1M个或晶体管100,001~10M个

电子计算机发展简史 数据科学导论 第3-4代 集成电路计算机 • 小型集成电路（SSI英文全名为Small Scale Integration）逻辑门10个以下或 晶 体管100个以下。 • 中型集成电路（MSI英文全名为Medium Scale Integration）逻辑门11~100个 或 晶体管101~1k个。 • 大规模集成电路（LSI英文全名为Large Scale Integration）逻辑门101~1k个或 晶体管1,001~10k个。 • 超大规模集成电路（VLSI英文全名为Very large scale integration）逻辑门 1,001~10k个或 晶体管10,001~100k个。 • 极大规模集成电路（ULSI英文全名为Ultra Large Scale Integration）逻辑门 10,001~1M个或 晶体管100,001~10M个

计算机分类 数据科学导论 ·计算机从总体上来说分为两大类： ·模拟计算机和数字计算机。 ·各自主要特点： ·模拟计算机：由模拟运算器件构成，处理在时间和数值上连续的模拟量 (如：电压、电流等)； ·数字计算机：由数字逻辑器件构成，处理离散的数字量

计算机分类 数据科学导论 • 计算机从总体上来说分为两大类: • 模拟计算机和数字计算机。 • 各自主要特点： • 模拟计算机：由模拟运算器件构成，处理在时间和数值上连续的模拟量 （如：电压、电流等）； • 数字计算机：由数字逻辑器件构成，处理离散的数字量

计算机分类 数据科学导论 ·数字计算机又可分为： ·专用计算机和通用计算机。 ·专用机一是以快速、经济和高集成度为主要指标的特殊计算机，它是针对特定任 务设计的计算机，适应性较差（如：工控机、ATM等）。 ·通用机一适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经济性，如个人电脑

计算机分类 数据科学导论 • 数字计算机又可分为: • 专用计算机和通用计算机。 • 专用机——是以快速、经济和高集成度为主要指标的特殊计算机，它是针对特定任 务设计的计算机，适应性较差（如：工控机、ATM等）。 • 通用机——适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经济性，如个人电脑

计算机分类 数据科学导论 ·按照系统规模和计算能力，也可以分为： ·巨型机（超算） ·大型机 ·小型机 ·微型机，等等 ·它们的系统规模和计算能力依次递减。 ·随着超大规模集成电路技术的不断发展，类型的划分会动态变化

计算机分类 数据科学导论 • 按照系统规模和计算能力，也可以分为： • 巨型机（超算） • 大型机 • 小型机 • 微型机，等等 • 它们的系统规模和计算能力依次递减。 • 随着超大规模集成电路技术的不断发展，类型的划分会动态变化

数据科学导论 数值数据的表示方法

数据科学导论 数值数据的表示方法