计导非课系列 第一节 初识计算机
什么是信息？
信息，指音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象，泛指人类社会传播的一切内容。
信息技术（Information Technology，缩写IT），是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。
为什么计算机得以问世
人从本质上是一种懒惰而又富于进取的高级动物。
计算机是人类不断追求计算速度的产物。
计算机的始祖是计算工具。
计算工具的发明
从古老的筹算、算盘到帕斯卡机、莱布尼兹加法机、巴贝奇差分机。
二战催生了计算机
美国人口普查起到了推动作用
例题（了解计算机历史）
1
哪位数学家制造并出售了第一台齿轮传动的、能够计算加法和减法的机械机器？
答案：帕斯卡
2
谁制造了第一台能够计算加法、减法、乘法和除法的机械机器？
答案：莱布尼兹
3
谁设计了第一台具有存储器的机械机器？
答案：巴贝奇 Babbage (巴贝奇差分机)
4
谁是第一位程序设计员
答案：Lovelace 阿达·洛夫莱斯
（一位美女是第一位程序猿哦~~）
图灵机
概念
是由数学家艾伦·麦席森·图灵提出的一种抽象计算模型，即将人们使用纸笔进行数学运算的过程进行抽象，由一个虚拟的机器替代人们进行数学运算。（也即它是假象的，不存在的！）
形象化描述
可以认为是一个五元组或者七元组（包括accept和reject两种状态）
图灵机可形式化地描述为：
图灵机是一个五元组：{K, Σ, δ, s, H}；
•K是一个有穷个状态的集合；
•Σ (sigma)是字母表，即符号的集合：{0,1,…}；
•δ (delta)是转移函数，即控制器的规则集合；
•s∈K，是初始状态；
•H∈K，是停机状态。
图片来自：百度百科
基本思想
图灵机基本思想是模拟人类用纸和笔进行数学运算的过程。
有一条长长的纸带，要多长有多长。现在你就是这个计算机，你怎么做，计算机就怎么做。
你可以拿铅笔在纸带上写字，也可以擦掉他们。同时，你可以把注意力从一个地方转移到另一个地方。
你下一步要怎么做？它和你现在关注的纸带的这个区域、你的思维状态有关。
因此，我们可以构建模型如下：
1.这条纸带有无限多个格子。每个格子上只有几个符号，这些符号来自一个小小的字母表。纸带被编号，从1到无穷的远方。
2.一个读写头。就像你的眼睛，每次可以读到一个小格子，并且认出来上面的字母是什么意思。同时，它有一支笔和一个橡皮，他可以写东西，也可以擦掉不想要的东西。
3.一套规则。有了这套规则，一切才能有条不紊地正常运行。所有东西都遵守它，这样读写头就知道了自己应该怎么做，下一步去哪里。状态寄存器也听从他的命令，就可以进入全新的状态。
4.状态寄存器。就像一个大脑，存储着你的状态。你的大脑现在怎么样，读写头读了谁，他都了如指掌。
计算机发展过程
划重点：一道填空题或者选择题
第一台电子计算机 ENIAC
可以自动计算，需要人工接线。
冯诺依曼将程序存储方式设想确立。
计算机发展的几个阶段
| 时代 | 标志 | 特点 | 意义 |
|---|---|---|---|
| 第一代 | 电子管 | 体积大 5K 可靠性低 | 奠定计算机基础 |
| 第二代 | 晶体管 | 体积变小，速度变快，可靠性变高 | 奠定集成电路发展基础 |
| 第三代 | 中小规模集成电路 | 体积变小，速度变快，可靠性变高 | |
| 第四代 | 超大规模集成电路 | 体积变小，速度变快，可靠性变高 | 一个部件可以制造在一个芯片上 |
第五代 以智能化为特征 （还未成功）
计算机第一定律：摩尔定律
每18个月芯片能力增长一倍。
计算机模型 冯·诺依曼计算机模型
划重点：一道填空题或者选择题
概念
冯诺依曼结构是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。
冯诺依曼理论要点
存储程序
顺序执行
使用二进制
冯诺依曼模型
五个部件：输入、输出、运算器、存储器、控制器
解释：
数据流：从输入设备出发，把数据传递给存储器。存储器把数据交给运算器，运算器把算好的结果交给存储器，最后把数据交给输出设备。
指令流：存储器给控制器发布指令。实质上是地址。
控制流：控制器出发，控制输入设备、存储器、输出设备。
其中，运算器、控制器都在CPU中央处理器中。
存储器也可以分为内存、外存。
控制器也控制运算器。