第1章 计算机应用基础知识概述

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1、第1章计算机应用基础知识概述第1讲计算机应用基础知识概述(一)教学目标及基本要求：1、了解计算机的起源与发展历程，及计算机在信息社会中的应用。2、掌握计算机的组成和计算机硬件系统的构成。教学重点：计算机的组成和计算机硬件系统的构成。1、教学难点：计算机硬件系统的构成。1、教学内容：1、计算机的起源；2、电子计算机的问世3、电子计算机的发展阶段；4、现代计算机的分类；5、未来计算机技术发展展望6、计算机的特性与应用7、计算机应用与信息社会8、计算机系统的组成9、计算机硬件系统的构成教学时间：1学时主要内容：1.1计算机的起源与发展历程1.1.1计算机

2、的起源1．最早的计算工具：人的双手（图1-1所示）图1-1人的双手1．2．劳动实践中发明的计算工具Ø原始社会：结绳、垒石Ø春秋战国：算筹Ø唐代末：算盘（图1-2所示）图1-2算盘3。十七世纪以来出现的计算工具Ø1622年英国数学家奥特瑞德：计算机尺Ø1642年法国物理学家帕斯卡：齿轮式加减法器Ø1673年德国数学家莱布尼兹：能进行四则运算的机械式计算机4．近代的计算机发展Ø1822年英国数学家查尔斯·巴贝奇：差分机Ø1834年英国数学家查尔斯·巴贝奇：分析机Ø1944年美国科学家霍德华·艾肯：提出用机电方法来实现巴贝奇分析机，制造出MarkI计算机

3、，已使计算机具有输入、处理、存储、输出及控制5个基本装置的构想，建构了今天电子计算机硬件系统组成的基本框架。1.1.2电子计算机的问世1．计算机发展中最杰出的代表人物Ø英国的艾兰·图灵主要贡献：一是建立了图灵机（TM）的理论模型，对数字计算机的一般结构、可实现性和局限性产生了意义深远的影响；二是提出了定义机器智能的图灵测试（TuringTest），奠定了“人工智能”的理论基础。Ø美籍匈牙利人冯·诺依曼在纯粹数学、应用数学、量子物理学、逻辑学、气象学、军事学、计算机理论及应用、对策论和经济学诸领域都有重要建树和贡献。首先提出了在计算机内存储程序的概念

4、，使用单一处理部件来完成计算、存储及通信工作，使具有“存储程序”的计算机成为现代计算机的重要标志。2．计算机发展的“第一”Ø第一台电子计算机：埃尼亚克（ENIAC），如图1-3所示。1946年2月14日诞生于美国。需要功率150kW，17000多只电子管、10000多只电容器、7000多只电阻、1500多个继电器，占地160m2，重30t，是名符其实的庞然大物。优点：每秒能够完成加法运算5000次。利用它计算炮弹从发射到进入轨道的40个点仅用了3s，而用手工操作台式计算机则需7～10小时，速度提高了8400倍以上。缺点：不能存储程序、使用十进制数、

5、且在机外用线路连接的方法来编排程序等严重缺陷。ENIAC宣告了电子计算机时代的到来。图1-3埃尼亚克(ENIAC)Ø第一台“存储程序”式计算机：EDVAC（离散变量自动电子计算机），1952年研制成功并投入使用，其运算速度是ENIAC的240倍。Ø第一台“存储程序”控制的实验室计算机：EDSAC，1949年5月在英国剑桥大学完成。Ø第一台“存储程序”控制的商品化计算机：UNIVAC-I，1951年问世。1.1.3电子计算机的发展阶段1．电子管计算机（1946～1957年）Ø组成：基本逻辑元件是电子管，内存储器采用水银延迟线或磁鼓，外存储器采用磁带等

6、。Ø特点：速度慢，可靠性差，体积庞大，功耗高，价格昂贵。Ø编程语言：机器语言，汇编语言。Ø代表产品：ENIAC、EDSAC、UNIVAC-Ⅰ等。Ø应用领域：军事研究中的科学计算。2.晶体管计算机（1958～1964年）Ø组成：基本逻辑元件为晶体管，内存大量使用磁性材料制成的磁芯，外存采用磁盘和磁带。Ø特点：体积小，重量轻，速度快，逻辑运算功能强，可靠性大大提高。Ø编程语言：汇编语言，FORTRAN、COBOL等。Ø代表产品：IBM700系列。Ø应用领域：扩展到数据处理和工业控制方面。3．集成电路计算机（1965～1970年）Ø组成：基本逻辑元件为中

7、小规模集成电路，内存大量使用半导体储器，而外存大量使用高速磁盘。Ø特点：体积、功耗减小，可靠性、运行速度提高，内存容量大，价格低。Ø编程语言：操作系统，BASIC，Pascal等。Ø代表产品：IBM360和PDP-11等。Ø应用领域：已扩大到各个领域。4．大规模和超大规模集成电路计算机(1971年至今)Ø组成：基本逻辑元件为大规模和超大规模集成电路。内存采用半导体存储器，外存则采用大容量磁盘和光盘。Ø特点：计算机速度达到每秒几百万次至上亿次。Ø编程语言：VC++等面向对象程序设计语言。Ø代表产品：巨型机，工作站，微型计算机，个人计算机（PC）等。1

8、.1.4现代计算机的分类1．巨型机：也称为超级计算机Ø特点：占地最大，价格最贵，功能最强，浮点运算速度最快（1998年已达