计算机基础word版

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1、第1章计算机基础知识概述教学目标◆了解计算机的发展与应用◆掌握计算机硬件系统和软件系统的组成◆掌握计算机的工作原理◆掌握衡量计算机性能的主要指标电子计算机是一种能自动、高速、正确地完成数值计算、数据处理、实时控制等功能的电子设备。它的出现是20世纪科学技术最卓越的成就之一，是科学技术和生产高速发展的产物，是人类智慧的高度结晶。随着信息时代的到来，计算机占据越来越重要的地位，成为人们生活中不可缺少的工具。了解计算机的发展史、熟悉它的运行机制，是学好计算机必备的基础。本章主要介绍计算机的基础知识。1.1计算

2、机的发展与应用1.1.1计算机的发展世界上第一台电子计算机ENIAC（如图11所示）于1946年2月诞生在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院。图1-1世界上第一台电子计算机ENIAC但学术界公认，电子计算机的理论和模型是由英国数学家图灵（AlanMathisonTuring，1912－1954）在1936年发表的一篇名为《论可计算数及其在判定问题中的应用》论文中奠定基础的。因此，当美国计算机协会（ACM）在1966年纪念电子计算机诞生20周年，即图灵的论文发表30周年之际，决定设立计算机界的第一个奖项——“图

3、灵奖”，以纪念这位计算机科学理论的奠基人。“图灵奖”也被称为“计算机界的诺贝尔奖”。2000年，ACM第一次将图灵奖授予华裔学者——姚期智，以鼓励他在计算机理论、算法设计与分析、密码学等方面所做的贡献。距ENIAC的诞生，至今已经有60多年了。在这期间，计算机以惊人的速度发展。根据计算机所使用的电子元器件不同，计算机的发展经历了四代。第一代：电子管计算机（1946－1957年）在第二次世界大战中，美国政府寻求计算机以开发潜在的战略价值，这促进了计算机的研究与发展。1944年HowardH.Aikien（

4、1900－1973）研制出全电子计算机，为美国海军绘制弹道图。这台简称MarkⅠ的机器有半个足球场大，内含500英里的电线，使用电磁信号来移动机械部件，速度很慢（3~5秒进行一次计算）并且实用性很差，只用于专门领域。1946年2月14日，标志现代计算机诞生的ENIAC（ElectronicNumericalIntergratorandComputer）在费城公之于世。ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑，它通过不同部分之间的重新接线编程，拥有并行计算能力。ENIAC使用了18000个电子管，70000

5、个电阻器，有500万个焊接点，耗电160千瓦，其运算速度比MarkⅠ快1000倍，ENIAC是第一台普通用途计算机。与此同时，美国数学家冯.诺依曼提出了现代计算机的基本原理——存储程序控制。1949年，冯.诺依曼和莫尔根据存储程序控制原理造出的新计算机EDSAC（ElectronicDelayStorageAutomaticCalculator，爱达赛克）在英国剑桥大学投入运行。EDSAC是世界上第一台存储程序计算机，是所有现代计算机的原型和范本。第二代：晶体管计算机（1958－1964年）这一时期，组

6、成计算机的主要元器件是晶体管，内存采用磁心存储器，外存采用磁带。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。在这一时期出现了高级语言COBOL和FORTRAN，以单词、语句和数学公式代替了含混的二进制机器码，使计算机编程更容易。新的职业（程序员、分析员和计算机系统专家）和整个软件产业由此诞生。第三代：中小规模集成电路计算机（1965－1970年）虽然晶体管与电子管相比是一个明显的进步，但晶体管还是产生大量的热量，这会损害计算机内部的敏感部分。1958年得州仪器的工程师JackKilby发明了集成电路

7、IC，将三种电子元器件集成到一片小小的硅片上。于是，计算机变得更小、功耗更低、速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。第四代：大规模、超大规模集成电路计算机（1971年至今）出现集成电路后，唯一的发展方向就是扩大规模。大规模集成电路（LSI）可以在一个芯片上容纳几百个电子元器件。到80年代，超大规模集成电路（VLSI）在芯片上容纳了几十万个电子元器件，后来的特大规模集成电路（ULSI）将元器件的数目扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳

8、如此数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。1981年，IBM推出的个人计算机用于家庭、办公室和学校。20世纪80年代个人计算机的竞争使得价格不断下跌，拥有量不断增加，计算机继续缩小体积，从桌上到膝上到掌上。与IBMPC竞争的APPLEMacintosh系统于1984年推出，Macintosh提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标方便地操作。从20世纪80年代开始，日、美等国家开始了新一代“智能计算机”的系统研究，并