《大学计算机基础 第2版》何黎霞，刘波涛主编；向华，王桃群，罗爱军，彭元珍副主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《大学计算机基础 第2版》

【作　者】何黎霞，刘波涛主编；向华，王桃群，罗爱军，彭元珍副主编

【丛书名】普通高等教育公共基础课系列教材.计算机类

【页 数】 333

【出版社】 科学技术出版社 , 2022.01

【ISBN号】978-7-03-070999-8

【价 格】65.00

【分 类】电子计算机-高等学校-教材

【参考文献】 何黎霞，刘波涛主编；向华，王桃群，罗爱军，彭元珍副主编. 大学计算机基础 第2版. 科学技术出版社, 2022.01.

图书封面：

图书目录：

《大学计算机基础 第2版》内容提要：

本书根据普通高等学校非计算机专业对计算机知识的基本要求、教育部全国计算机等级考试基础内容，由多年在教学一线从事计算机基础系列课程教学的教师团队编写而成。本书围绕计算机相关知识，从计算机的发展历史讲起，逐步引入操作系统、计算机网络、数据库等概念，以帮助学生建立一个完整的计算机立体形象。为了帮助读者更直观地感受计算机的交互方式，方便读者更便捷地理解和学习，本书详细介绍了当前流行的操作系统Windows10及办公软件Office2016的操作方法，部分案例提供了操作演示视频，并且每章的习题都给出了答案，读者可通过扫描二维码观看。同时，为了让读者具备使用计算机解决计算问题的基本能力，本书以Python为例简要介绍了程序设计的基本原理及方法，为学习程序设计打下了基础。本书可作为普通高等学校非计算机专业的教学用书，还可作为计算机从业人员或计算机爱好者的参考用书。

《大学计算机基础 第2版》内容试读

第①章

计算机基础知识

计算机的出现和发展极大地推动了人类社会前进的步伐，现在计算机已被广泛地应用于社会各行各业，正在改变着人们的工作、学习与生活的方式。在21世纪，掌握以计算机为核心的信息技术的基础知识，并具有一定的应用能力，是现代大学生必备的基本素质。

本章主要介绍计算机的基础知识，包括计算机的发展与分类、计算机的特点与应用、计算机软硬件系统的基础知识等。通过本章的学习，我们可以了解计算机的历史与发展脉络。

1.1计算机的发展与分类

1946年2月，电子数字积分计算机(electronic numerical integrator and computer,ENIAC)

在美国宾夕法尼亚大学研制成功，它被公认为世界上第一台通用电子数字计算机。ENAC

的结构复杂，体积庞大，占地170m2,重达30t,使用了约18000个电子管，功率高达150kW。虽然它每秒只能进行5000次加减法或400次乘法运算，在性能方面完全无法与今天的计

算机相比，但是，ENIAC的研制成功在计算机发展史上具有划时代的意义，它标志着电子

计算机时代的到来，人类的计算工具和世界文明进入了一个崭新的时代。

英国科学家艾伦·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing,1912一1954)和美籍匈牙利科学家约翰·冯·诺依曼(John von Neumann,1903一1957)是计算机科学发展史上的两位关键人物。图灵的主要贡献在于，建立了“图灵机”的理论模型，并提出图灵测试理论，为现代计算机体系结构和人工智能奠定了理论基础。美国计算机协会以其名字命名的图灵奖，是目前计算机领域的最高成就奖。冯·诺依曼被称为“计算机之父”，

他和他的同事们研制了ENIAC电子计算机，提出“存储程序控制”原理的数字计算机

体系结构，在后来研制的EDVAC(electronic discrete variable automatic computer)中采用了这一原理，并首次采用了二进制。冯·诺依曼体系结构一直沿用至今，对计算机的发展产生了深远的影响。

1.1.1计算机的发展

从第一台电子数字计算机诞生至今，计算机技术获得了突飞猛进的发展，给人类社会带来了巨大的变化。根据组成计算机电子元器件的不同，计算机的发展可分成4个阶段。第1阶段：电子管计算机(1946~1957年)。其主要特点是采用电子管作为基本电子元器件，体积大、能耗高、寿命短、可靠性差、成本高：存储器采用水银延迟线。在

大学计算机基础（第二版）》

这个时期，计算机没有系统软件，主要使用机器语言进行编程，只能在少数尖端领域应用。

第2阶段：晶体管计算机(1958~1964年)。其主要特点是采用晶体管作为基本电子元器件，体积缩小、质量减小、能耗降低、成本下降，计算机的运算速度和可靠性均得到提高：存储器采用磁芯和磁鼓；出现了系统软件（监控程序），提出了操作系统的

概念，并且出现了高级语言，如FORTRAN语言等。在这一时期，计算机应用扩大到了

数据和事务处理。

第3阶段：集成电路计算机(1965~1971年)。其主要特点是采用中、小规模集成电路作为基本电子元器件，从而使计算机体积更小、质量更小、能耗更低、寿命更长、成本更低，运算速度有了更大的提高；采用半导体存储器取代磁芯存储器作为主存储器，存储器的容量和存取速度都取得了革命性的突破，进一步增强了系统的处理能力：系统软件也有了较大发展，出现了多种高级语言，如BASIC、Pascal等。

第4阶段：大规模、超大规模集成电路计算机(1972年至今)。其主要特点是采用大规模、超大规模集成电路作为基本电子元器件，使计算机的体积、质量、成本均大幅度降低，计算机的性能空前提高，操作系统和高级语言的功能越来越强大，并且出现了微型计算机。

1.1.2计算机的发展趋势

计算机的发展趋势是趋于巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化。

(1)巨型化

巨型化并不是指计算机的体积大，而是相对于大型计算机而言的一种运算速度更高、存储容量更大、功能更完善的计算机。

(2)微型化

由于大规模和超大规模集成电路的飞速发展，计算机的微型化发展十分迅速。微型计算机的发展以微处理器的发展为特征。微处理器将运算器和控制器集成在一块大规模或超大规模集成电路芯片上，以微处理器作为中央处理单元，再加上存储器和接口芯片，便构成了微型计算机。微型计算机的体积小、功能强、携带方便、可靠性高、适用范围广。

(3)网络化

利用计算机网络，把分散在不同地理位置的计算机通过通信设备连接起来，实现互相通信和资源共享，可以让计算机发挥更大的作用。网络计算机的设计理念已被广泛应用于计算机软硬件设计开发中。新一代的微型计算机硬件在设计时已经将网络接口集成到主板上，实现了计算机技术与网络技术的真正结合。每一次操作系统版本的升级，都会将计算机网络的更多应用集成到系统中，使人们与网络的联系更加紧密。

(4)智能化

计算机智能化要求计算机具备人工智能的能力，即使计算机能够进行图像识别、定理证明、研究学习、探索、联想、启发和理解人的语言等，它是新一代计算机要实现的目标。目前，正在研究的智能计算机是一种具有类似人类的思维能力、能“说”“看”“听”

第1章计算机基础知识

“想”“做”、能替代人类进行一些体力劳动和脑力劳动的计算机。人工智能的发展，使计算机正朝着智能化的方向发展，并越来越广泛地应用于工作、生活和学习中，这将对社会和生活起到不可估量的作用。

(5)多媒体化

多媒体技术是指利用计算机来综合处理文字、图形、图像、声音等媒体数据，形成

一种全新的声频、视频、动画等信息的传播形式。目前，多媒体化已成为计算机发展的

一个重要的方向。

1.1.3计算机的分类

集成电路技术的迅速发展推动计算机类型不断分化，形成了各种不同种类的计算机。按照计算机的结构原理，计算机可分为模拟计算机、数字计算机和混合式计算机。按照计算机的用途，计算机可分为专用计算机和通用计算机。在众多的分类方法中，较为普遍的是按照计算机的运算速度、字长、存储容量等综合性能指标进行分类，其可分为巨型机、大型机、小型机、微型计算机等。

(1)巨型机

巨型机也称为超级计算机，它的体积庞大、价格昂贵、浮点运算能力强，可达到每秒千万亿次，是功能最强大的计算机。目前，超级计算机主要应用于战略武器设计、生命科学、航空航天、地球物理勘探、海洋环境模拟、天气预报等国家高科技领域和尖端技术研究。超级计算机直接关系到国计民生和国家安全，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。2009年，我国国防科技大学发布峰值性能为1.206千万亿次/秒的“天河

一号”超级计算机，成为继美国之后第二个可以独立研制千万亿次超级计算机的国家。

(2)大型机

大型机一般指System/360开始的一系列BM计算机，其最大的特点是强大的I/O(input/output,输入输出)处理能力和非数值计算能力、高可靠性、高可用性和高服务性。大型机主要应用于政府机构、银行、大型跨国企业，以及规模较大的高校和科研机构。

(3)小型机

在我国，小型机一般指UNX服务器。它采用精简指令集处理器，性能和价格介于

微型服务器和大型主机之间。小型机主要用于金融、证券和交通等要求业务的单点运行具有高可靠性的行业。

(4)微型计算机

大规模及超大规模集成电路的发展是微型计算机得以产生的前提。通过集成电路技术将计算机的核心部件一运算器和控制器集成在一块超大规模集成电路芯片，即中央处理器(central processing unit,CPU)上。CPU是微型计算机的核心部件，是微型计算机的心脏。目前，微型计算机已广泛应用于办公、学习、娱乐等社会生活的方方面面，是发展最快、应用最为普及的计算机。日常使用的台式计算机、笔记本式计算机、掌上电脑等都是微型计算机。

(5)工作站

工作站通常配有高分辨率的大屏幕显示器及大容量的存储器，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力。工作站主要是为满足工程设计、动画

大学计算机基础（第二版）

制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能微型计算机。

(6)服务器

服务器是在网络环境下为网上多个用户提供信息资源共享和其他各种服务的一种高性能计算机，在服务器上需要安装网络操作系统、网络协议和各种网络服务软件。服务器主要为网络用户提供文件、数据库应用及通信等方面的服务。

(7)嵌入式计算机

顾名思义，嵌入式计算机是一种嵌入在对象体系中实施智能控制的专用计算机。嵌入式计算机系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可根据应用的需要进行裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统及用户应用程序等4个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。例如，日常生活中使用的电冰箱、全自动洗衣机、空调、电饭煲、数码产品等都采用了嵌入式计算机技术。

1.2计算机的特点与应用

1.2.1计算机的特点

计算机能够按照事先编制并存储在内存中的程序，自动高速地进行大量数值计算和信息处理，完成各种复杂的处理任务。与其他计算设备相比，计算机主要具有以下几方面的特点。

(1)运算速度快

运算速度是计算机的一个重要性能指标。计算机的运算速度通常用每秒执行定点加法的次数或平均每秒执行指令的条数来衡量。即便是一台微型计算机，其计算速度也能达到每秒亿次以上。计算机具有的高速运算能力，是其他计算工具望尘莫及的。过去人工计算需要花费几年或几十年，甚至看起来无法完成的计算任务，现在借助计算机都可以轻松地完成。

(2)计算精度高

一般的计算工具只有几位有效数字，往往不能满足尖端科学技术所需要的计算精度要求。而计算机只要其内部用于表示数值的位数足够多，就可以达到数十位、上百位，甚至可以达到任意的计算精度要求。

(3)记忆能力强

借助存储设备，计算机可以方便、可靠地存取大量的数据。随着半导体技术和光电子技术的发展，计算机中单台存储设备的容量越来越大，单位存储成本越来越低。现在，

一台普通微型计算机的内存容量就可以达到8GB甚至更高，外部存储设备的容量也越

来越大，计算机能够存储和处理更多的程序和数据。

(4)具有逻辑判断能力

解决问题主要依靠思维能力，而其本质是一种逻辑判断能力。计算机不仅具有快速

第1章计算机基础知识

的算术运算能力，还具有强大的逻辑判断能力，这是其他的计算工具不具备的功能。

(5)自动化程度高，通用性强

计算机可以按照人们事先编制好的程序完成指定的任务，整个过程不需要人工参与和干预。这也是计算机区别于其他计算工具的最本质特征。

1.2.2计算机的应用

从第一台计算机诞生至今，计算机已经渗透到了各行各业，计算机技术给人们的生产和生活方式带来了翻天覆地的变化，并不断地催生出一些新的行业。特别是21世纪初20年的时间里，人类社会相继经历了互联网时代、大数据时代，并正在进入人工智能时代。总体而言，计算机的应用领域主要有以下几个方面。

(1)科学计算

由于计算机具有运算速度快、计算精度高及逻辑判断能力强的特点，科学计算至今仍然是计算机应用的一个重要领域，计算机在高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等方面运用广泛。伴随着计算机技术的发展，先后产生了计算力学、计算物理、计算化学、生物控制论等一批新的学科。

(2)过程控制

过程控制是利用计算机对工业生产过程中的某些信号自动进行检测，并把检测到的数据存入计算机的存储器中，再根据控制要求对这些数据进行处理，以实现工业生产自动化。过程控制在治金、机械、石油、电力、建材等行业的应用十分广泛，能提高控制精度，降低生产成本，缩短生产周期，提高生产效率和产品质量，为企业和社会带来了可观的经济效益。

(3)信息管理

信息管理是目前计算机应用最广泛的一个领域，借助计算机强大的数据处理能力来加工、管理与操作任何形式的数据资料，如企业管理、物资管理、报表统计、账目管理、信息情报检索等。国内许多机构纷纷建设了自己的管理信息系统(managementinformation system,MIS),生产企业也开始采用企业资源计划(enterprise resourceplanning,ERP),商业流通领域则逐步使用电子数据交换(electronic data interchange,

EDI),即无纸贸易。

(4)辅助系统

计算机辅助系统是指利用计算机辅助进行工程设计、产品制造、性能测试，辅助完成不同任务的系统。常见的计算机辅助系统有计算机辅助教学(computer aidedinstruction,CAI)、计算机辅助设计(computer aided design,CAD)、计算机辅助工程(computer aided engineering,CAE)、计算机辅助制造(computer aided manufacturing,CAM)、计算机辅助测试(computer aided test,.CAT)、计算机辅助翻译(computer aidedtranslation,CAT)、计算机集成制造(computer integrated manufacturing,CM)等系统。

(5)人工智能

人工智能通过计算机来模拟人的感知、判断、理解、学习、识别等智能活动，使计算机具有一定的自适应学习和逻辑推理功能。人工智能经过近70年时间的发展，尽管经历了近10年的发展瓶颈，但已经在机器学习、计算机视觉、知识工程、自然语言处

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大学计算机基础（第二版》

理、语音识别等方面取得了前所未有的成就。现在，大量人工智能产品已经成功应用于金融贸易、教育医疗、科学研究、工业交通、远程通信、玩具游戏、音乐艺术等诸多方面。

(6)多媒体技术

多媒体技术利用计算机把文字、图片、照片、声音、动画和影片等多种媒体信息数字化，并整合到交互式界面上，使计算机具有交互展示不同媒体形态的能力。多媒体技术拓展了计算机的适用空间，使计算机在工业生产管理、教育培训、信息咨询、商业广告、军事指挥与训练，以及家庭生活与娱乐等方面都得到了广泛应用。

(7)大数据

大数据是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，具有大量、高速、多样、低价值密度、真实性等5个方面的特点。大数据要求采用新的处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力。大数据技术已经被用于预测犯罪、预测疫情散布、预测选举结果、城市规划、智能电网、商品零售、医疗数据分析等方面。

1.3计算机系统基础

一个完整的计算机系统，包括硬件系统和软件系统两部分。硬件系统是组成计算机系统的各种物理设备的总称，是各种计算机软件运行的基础：软件系统是指挥计算机工作的各种程序的集合，是操作和控制计算机硬件的灵魂。计算机系统通过执行程序而运行，计算机工作时软硬件协同工作，二者缺一不可。计算机系统的基本组成如图1-1所示。

运算器

中央处理器〈控制器

寄存器

主机

“只读存储器

,主存储器随机存取存储器

硬件系统

高速缓冲存储器辅助存储器

外部设备输入设备

输出设备

其他数码设备

计算机系统结构

操作系统软件

程序设计语言和语言处理程序

“系统软件数据库管理系统

网络管理软件

,软件系统

系统服务程序

了通用软件

应用软件(专用软件

图1-1计算机系统的基本组成

···试读结束···