第1章 计算机概述new

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1、大学计算机基础1.1.1计算机发展史1.1.2计算机的特点及类型1.1.3计算机应用领域1.1.4计算机的发展趋势第1章计算机概述1.1.1计算机发展史170m230吨140KW18000个5000次1.1.1计算机发展史电子管电子管时代：46--57年磁芯存储、无外存体积巨大、高耗能采用二进制机器语言1.1.1计算机发展史晶体管电子管晶体管时代：58--64年体积减小、耗电降低、速度提高出现了高级计算机语言1.1.1计算机发展史晶体管电子管集成电路标准集成电路时代：65--70年体积更小、速度更高计算机语言标准化开始商业产品1.1.1计

2、算机发展史大规模集成电路晶体管电子管集成电路大规模集成电路：71-~体积桌面化、掌上化、微型化应用普及化网络化、多媒体化运算速度快-每秒万亿次乃至千万亿次计算精度高-数据结果精度可达几十位有效数字具有超强的记忆能力-可存储大量数据具有逻辑判断功能-计算机智能化的必备条件1.1.2计算机的特点及类型1.1.2计算机的特点及类型按功能划分：专业计算机：为某种特定目的而设计的计算机。如用于数控机床、轧钢控制、银行存款等具体应用的计算机。具有针对性强、效率高、经济等优点，但其缺点是功能单一，使用范围窄。通用计算机：用于解决各类问题而设计的计算机，

3、其功能齐全，适用范围广，但牺牲了效率和经济性。通常，一般意义上的计算机都是指通用计算机。其按规模、速度和功能等又可分为巨型机、大/中型机、小型机、微型机1.1.2计算机的特点及类型按规模划分：巨型计算机大/中型计算机小型计算机微型计算机1.1.2计算机的特点及类型巨型计算机中国国防科学技术大学研制的“天河二号”2013-08-05NO1科学计算信息处理实时控制计算机辅助系统人工智能计算机网络1.1.3计算机应用领域巨型化微型化网络化智能化1.1.4计算机的发展趋势2008年9月2日报道日本研制出一种世界上最小的计算机——“空间立方体”，这

4、是一款专门为太空环境操作设计的计算机，可用于美国宇航局(NASA)、欧洲宇航局(ESA)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)进行连接通信。1.1.4计算机的发展趋势1.2.1计算机组成1.2.2计算机系统1.2.3微机工作过程1.2计算机组成、实现及工作过程1.2.1计算机组成特点：1使用二进制2五大功能部件3提出程序存储概念冯·诺依曼1.2.1计算机组成输入设备输出设备控制器运算器存储器数据流控制流以存储器为中心的计算机组成结构CPU（CentralProcessingUnit）1.2.1计算机组成运算器：进行算术运算和逻辑运算的部件

5、寄存器ALU寄存器ArithmeticandLogicUnit算术运算：+-×÷逻辑运算：AND，OR，NOT1.2.1计算机组成存储器：存储程序和数据10110110存储内容20H存储地址地址寄存器地址总线数据总线地址译码器读写控制电路读写命令内存：存储正在运行的程序和数据以及中间结果、最终结果。1.2.1计算机组成控制器：指挥中心，指挥各部件协调的工作。控制器程序计数器PC指令寄存器IR指令译码器ID操作控制器存放将要被执行的指令地址，有自动加1的功能。存放当前要执行的指令代码，等待处理。识别和翻译指令，产生相应的操作控制信号。根据译

6、码器的译码结果，产生出实现该指令的全部动作的控制信号。识别和翻译指令，产生相应的操作控制信号。识别和翻译指令，产生相应的操作控制信号。存放将要被执行的指令地址，有自动加1的功能。存放当前要执行的指令代码，等待处理。识别和翻译指令，产生相应的操作控制信号。根据译码器的译码结果，产生出实现该指令的全部动作的控制信号。存放将要被执行的指令地址，有自动加1的功能。存放当前要执行的指令代码，等待处理。识别和翻译指令，产生相应的操作控制信号。1.2.1计算机组成输入设备输出设备1.2.2.1计算机硬件系统cpu内存硬盘光驱、软驱键盘、鼠标显示器、显卡

7、主板电源机箱1.2.2.1计算机硬件系统CPU：计算机的“大脑”，最核心部件，负责控制计算机的所有动作。1速度（主频）:CPU的主频越高，CPU的运算速度就越快2字长：cpu每次可处理的二进制数的位数。3总线宽度：包括数据总线和地址总线，数据总线和字长的概念相同；地址总线的宽度决定了cpu的寻址范围。1.2.2.1计算机硬件系统1.2.2.1计算机硬件系统内存性能指标：容量，存取速度。内存：cpu可直接访问的存储器；用来存储正在运行的程序或数据，或存储计算最终结果或中间结果；采用大规模集成电路技术制成的半导体存储器，快、小、轻。内存储器

8、随机存储器RAM动态RAM静态RAM只读存储器ROMRandomAccessMemory1可读可写2易失性ReadOnlyMemory1只读2非易失性外存储器硬盘：容量大，成本低；机械转动读取