第1章计算机基础知识.doc

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1、第1章计算机基础知识§1.计算机的发展1.1.1电子计算机简介第1台电子数字计算机P11946年由美国的宾夕法尼亚大学采用真空管建造一台电子计算机，帮助军方计算弹道轨迹(科学计算)，名为ENIAC，它被公认为世界上第一台现代意义上的计算机。如图1-1所示。ENIAC本身存在两大缺点：P2没有存储器；用布线接板进行控制，电路连线繁琐耗时。ENIAC项目的一个研究人员冯.诺依曼，研制了EDVAC计算机，它的主要特点：计算机的程序和程序运行所需要的数据以二进制形式存放在计算机的存储器中；程序和数据存放在存储器中，计算机执行程序时，无需人工干预，能自动

2、、连续地执行，并得到预期的结果。冯.诺依曼原理和思想P2计算机必须有输入、存储、运算、控制和输出五部分组成。今天计算机的基本结构仍然采用冯.诺依曼提出的原理和思想。计算机发展的四个阶段表1-1P3根据计算机所采用的物理器件，将计算机发展分为四个阶段：年代部件第一阶段（1946-1959）第二阶段（1959-1964）第三阶段（1964-1972）第四阶段（1972至今）主要电子器件电子管晶体管中小规模集成电路大、超大规模集成电路内存汞延迟线磁芯存储器半导体存储器半导体存储器外存储器穿孔卡片、纸带磁带磁带、磁盘磁盘、磁带、光盘处理速度(每秒指令数

3、)几千条几万至几十万条几十万至几百万条上千万至万亿条现在的微型机、巨型机属于第四阶段的计算机。我国计算机研制情况P41958年研制出第一台电子管计算机；1964年研制出第二代晶体管计算机；1971年研制出第三代集成电路计算机；1977年研制出第一台微型计算机DJS050；我国自主研制的巨型计算机有“银河”、“曙光”和“神威”三大系列。例如：2013.11.18国际TOP500组织公布了最新全球超级计算机500强排行榜榜单，中国国防科学技术大学研制的“天河二号”比第二名美国的“泰坦”快近一倍的速度再度轻松登上榜首。1.1.2计算机的特点、用途和分

4、类1．计算机的特点：P4-P5(1)高速、精确的运算能力。(2)准确的逻辑判断能力：计算机能够进行逻辑处理，即能够“思考”，如信息查询等方面，能够根据要求进行匹配检索。(3)强大的存储能力：它可以轻易地“记住”一个大型图书馆的所有资料。(4)自动功能(通过程序控制计算机运行)。(5)网络与通讯功能。2．计算机的应用(8方面)：P5-P6名称说明科学/数值计算是最早的应用。如人类基因序列分析计划、人造卫星的轨道测算、天气预测报告等。数据/信息处理对各种形式的信息(数据、文字、图像、声音等)收集、输入、分类、存储、合并、整理、统计、报表、检索查询等

5、。过程控制对生产过程、制造过程或运行过程进行检测与控制，使被控对象能够正确地完成生产、制造或运行。计算机辅助主要有：计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)，计算机辅助教育(CAI)，计算机辅助技术/测试(CAT)，计算机仿真模拟（如核爆炸和地震灾害的模拟）。网络通讯通过网络，人们坐在家里通过计算机可预订机票、可购物等。人工智能利用计算机进行图像和物体的识别，模拟人类的学习过程和探索过程。如机器翻译、智能机器人等。多媒体应用人和计算机交互进行多种媒介信息的捕获、传输、转换、编辑、存储、管理等。嵌入式系统特殊的计算机用于不同的设备中，完

6、成特定的处理任务。如数码相机、数码摄像机都使用了不同功能的处理器。3．计算机的类型：P7-P8按计算机性能、规模和处理能力分类(5类)：巨型(超级)机：是速度最快、处理能力最强的计算机。大型通用机：是具有较高的运算速度、极强的综合处理能力和极大性能覆盖。微型机：因其小、轻、使用方便、价格便宜等优点，成为计算机的主流。工作站：是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能及联网功能。服务器：作为网络的结点，存储、处理网络上80%的数据、信息，被称为网络的

7、灵魂。1.1.3计算科学研究与应用人工智能P9研究如何让计算机完成过去只有人才能做的智能工作，核心目标是赋予计算机人脑一样的智能。如指纹识别技术。网格计算P9它是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“结点”，而整个计算是由成千上万个“结点”组织成的“一张网格”。中间件技术P10是介于应用软件和操作系统之间的系统软件，在客户机C和服务器S之间增加的一组服务。见图1-2所示。云计算P10是分布式计算、网格计算、并行计算、网络存储及虚拟化计算机和网络技术发展融合的产物。它的组成包括硬件

8、、软件和服务。1.1.4未来计算机的发展趋势电子计算机的发展方向P11名称说明巨型化是计算速度更快、存储容量更大、功能更完善、可靠性更高的计算机。微型