息的获取、表示、存储、处理、控制等 的相关理论、原则、方法和技术
CS
研究现象和揭示其规律
CT
研制计算机和使用计算机进行信息处理的方法
和手段
1.2 数据处理机模型
Data Processor —— Computer
处理数据(Data)，得到信息(Information)
Data
从技术上
体积小，功能强
从用途上
专业到消费品
计算机和计算
Computer and Computation 计算
数学的基础 计算机的基础
期望：
计算机实现数学意义上的“自动计算”
现实： 客观世界的形态被“数字化” 计算机素质
知道它，知道它是如何做到的
第一台现代计算机
1946年的ENIAC（Electronic Numerical Integrator
And Computer，电子数字积分计算机）
计算机历史
计算机历史——硬件史
1946～1958 电子管
1959～1963 晶体管 1963～1975 集成电路（IC） 1975～ 大规模集成电路（LSIC）
1.6 因特网和万维网
Network：两台以上的计算机互连
世界上最大的网：Internet
目的：资源共享 网络的网络
管理上：无中心
特性——开放 虚拟社会
网上的各种社会形态：现实世界的Copy
万维网
World Wide Web
WWW 简称为Web 中文名为万维网
嵌入式系统
智能手机
计算机软件
软件：“看不见”的，却是不可或缺的
所有与计算机相关的文档、程序、语言等都可
以归类为软件
软件系统
系统软件：把服务于计算机本身
应用软件：解决特定问题
软件的进化
从专业到产业
计算机是如何运行的
通电后
CPU执行启
动程序BIOS
操作系统调
思考题
1．回忆一下你使用计算机的经历，列举你
使用计算机做过的事情。你是否考虑过将 研究计算机作为你的职业，为什么？ 2 ．写一篇2000字以内的短文
使用计算机研究生命科学
人类基因图研究与计算机 软件和程序 程序和算法 程序设计语言
Review
计算机的定义 计算机模型
输 出 数 据 (信 息 )
程序（Program）
简单地被理解为按照预定的步骤进行工作 程序是处理数据的算法的具体实现
具有程序能力的处理机模型
计算机的灵活性
不同的数据，相同的程序，不同的结果 相同的数据，不同的程序，相同的结果
程序原理
能够按照“程序”进行工作
程序是事先编制好并存放在计算机内部的
处理机模型 现代计算机模型
计算机系统
硬件，硬件系统 软件，软件系统
网络与Internet 计算机文化，计算思维
IPOS
CPU = ALU +Controller 三个子系统
CPU、Memory、I/O
程序存储原理
现代计算机模型要求
程序在执行前存放到存储器中 还要求程序和数据采用同样的格式 ——程序存储原理
如何使计算机自动执行程序
程序存储原理解决的问题
程序存储的另一个重要的理由是
程序的“重用”
1.4
计算机系统
处理器系统(主机)
存储器系统
硬件系统 外部设备 计算机 系统
输入设备
输出设备
系统软件
操作系统
编程语言 工具软件
软件系统
应用软件
办公软件 其他应用软件
硬件系统
计算机的物理设备叫做硬件（Hardware）
实现计算机操作过程、输入、输出互联的各种
电子设备 术语计算机设备（Device）既可以指一个价值 数亿的巨型计算机系统，也指一个只有数十元 的鼠标器
CHAPTER 1 INTRODUCTION
CS，ZJU 7/19/20 数据处理机模型
现代计算机模型 计算机系统 信息系统 因特网和万维网
计算机文化和计算思维
Computer Science
专业术语？
概念？ Fundamentals of CS
计算机的定义
计算机是一种现代化的信息处理工具，它
对信息进行处理并提供结果，其结果（输 出）取决于所接收的信息（输入）及相应 的处理算法
——《计算机科学技术百科全书》
核心词汇

工具 处理 信息 算法
计算机科学与技术
CS and CT
计算机的设计、制造，以及运用计算机进行信
PC and Internet
计算机类型
按计算机的规模及销售价进行划分
千万USD： Supercomputer 天河-1A：主机的处理器达到186368个，运算速度 达到了每秒2570万亿次。 数百万USD： Mainframe Computer 小型计算机 PC，微型计算机
原材料
Information
制成品
数据处理器模型
黒盒模型 带有程序功能的处理机模型
黑盒模型
计算机 （处理数据） 输入数据 输 出 数 据 (信 息 )
定义了计算机的功能，给出了计算机的基
本属性，即
计算机就是处理数据的机器
具有程序能力的数据处理机
程序
输入数据
计算机 （处理数据）
涵盖了计算机的方方面
科学的计算机
工具的计算机
1.1 计算机是什么
Computer——从事计算工作的人 Computer Science Computer Technology Computer Engineering
Information Technology，IT
1.3
现代计算机模型
冯·诺依曼计算机
存储器
输 入
运算器
输 出
控制器
现代计算机模型
定义了计算机的5个组成部分

输入 Input 运算 Arithmetic Logic Unit 存储 Memory 控制 Controller 输出 Output
巴贝奇（Charles Babbage，1792—1871）
入内存
BIOS引导后
计算机由操
作系统管理 和控制
1.5 信息系统
信息系统有6个要素 硬件 软件 数据/信息 人/用户（People or User）
计算机有两类用户，一类是以计算机为职业的 另一类用户主要就是使用计算机，大多数用户属于 这一类。
过程/处理 通信
原为Internet的一种应用（技术）
Link and Webpage and Website 现实：Internet的代名词
第一个浏览器软件： Mosaic
免费的浏览器
1.7 计算机文化和计算思维
Computer Literacy
理解计算机是什么 它如何被作为资源使用
Computational Thinking
是指运用计算机科学的基础概念进行问题求
解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算 机科学之广度的一系列思维活动 本质： Abstraction、Automation
状态和过程
计算思维的特征
1 2 3 4 5 6 计算思维是什么 是概念化 是根本的 是人的思维 是思想 是数学与 工程思维的互补与融合 面向所有的人，所有的地方 计算思维不是什么 不是程序化 不是刻板的技能 不是计算机的思维 不是人造物 不是空穴来风 不局限于计算学科