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信息与计算机&从传统计算机到“无处不在”的计算(计算机导论 11.21)

第1章 信息与计算机

1.5 计算机科学的定义

1.5.1 计算机科学的基本思路

计算机科学是一个学科。

计算机科学涵盖了从理论研究、到模型抽象及工程设计三个方面,这三方面各不相同,都遵循一定的步骤进行。

理论是数学的根本。 抽象是自然科学的根本。 设计是工程的根本。

1.5.2 计算机科学的学科形态

计算机科学处在理论、抽象与设计三者交汇处。

1.5.3 计算机科学的含义和基本问题

一般来说,计算机科学(CS)是处理信息的学科,主要包括信息的处理、管理和改善;它是对描述和交换信息的算法过程的系统研究,包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用。

计算机科学的基本问题是:什么能(有效地)自动进行。

计算机科学所关注的,不仅仅是去理解实现类似游戏、浏览器这些软件的程序的性质,更要通过现有的知识创造新的程序或者改进已有的程序。

第2章 从传统计算机到“无处不在”的计算

2.1 个人计算机

2.1.1 冯·诺伊曼体系结构

1945年,“现代计算机之父”、“博弈论之父”约翰·冯·诺依曼(John von Neumann)提出存储程序思想,成为现代计算机的基础。存储程序原理的主要思想如下。 (1)计算机内部采用二进制计数。 (2)程序由一系列指令构成,程序和数据存放在内存储器中,进行统一编址,并按照同样的方法存取。 (3)计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成。 (4)将编好的程序和原始数据事先存入内存储器,计算机在程序的控制下一步一步地处理数据,直到得出结果。

目前所使用的计算机大都属于冯·诺伊曼体系结构计算机,其组成框图如下。