大学计算机基础(1)

《大学计算机基础(1)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、大学计算机基础第一章概论第一章概论主要内容1.1计算机发展过程1.2计算机工作特点及分类1.3计算机发展趋势1.4信息与信息化社会计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。什么是计算机?1.1.1计算机的产生1.1计算机发展过程手指计数、木棍、石块算盘:几百年前我国发明手动式计算工具计算尺:1621年英国数学家冈特根据对数表设计1642年法国数学家帕斯卡发明了加法器，人类有史以来第一台机械计算机。采用齿轮旋转进位方式执行运算，但是只能做加法和减法。1

2、673年在此基础上，德国数学家莱布尼茨设计制造了计算器。1822年英国数学家巴贝奇发明了差分机1834年研制出分析机（有3个主要部分：保存数据的存储库、运算装置和对操作顺序进行控制）1.1计算机的发展过程机械计算（齿轮传动）1.1计算机的发展过程第一台计算机的诞生（ENIAC）1946年2月14日（艾尼亚克）美国宾夕法尼亚大学电子数字积分计算机重达30吨占地170m2耗电150千瓦使用18000个电子管5000次加减运算/秒机电方法制造计算机电子管1958年8月我国第一台电子管计算机103诞生缺点：没有存

3、储器，用布线接板进行控制，计算速度也就被这一工作抵消了。ENIACENIAC英国科学家艾兰.图灵（1912-1954）建立图灵机（Turingmachine）模型，奠定了可计算理论的基础；提出图灵测试，阐述了机器智能概念现代计算机体系结构冯·诺依曼机：“存储程序”的概念六十多年来，计算机系统基本结构没有变。美籍匈牙利数学家冯.诺依曼（1903-1957）计算机发展史中的关键人物1.1.2计算机发展的四个阶段时代年份器件存储器软件应用运算速度一1946—1957电子管内存:汞延迟线外存:磁鼓使用机器语言和汇

4、编语言军事研究科学计算几千次/s二1958—1964晶体管内存:磁芯外存:磁盘,磁带使用高级语言数据处理事务处理工业控制几十万次/s三1965—1971集成电路内存:磁芯,半导体存储器外存:磁盘操作系统、编译程序、网络软件开始广泛应用几十万到几百万/s四1972—大规模集成电路内存:半导体存储器外存:磁盘,光盘操作系统完善、数据库系统、计算机软件的开发广泛应用于各领域几百万到几亿万/s晶体管超大规模集成电路电子管集成电路微型机的发展微型计算机简称微型机，其特点是将运算器、控制器及寄存器集成在一块半导体芯片

5、上，这种芯片称为微处理器(MPU)，MPU内部和外部采用总线结构。第一台微型机MCS-4:Intel4004,4位1971年由Intel公司的M.E.Hoff设计。时代时间位数代表性芯片第一代1971年4位和低档8位Intel4004/8008第二代1973年8位Intel8080MC6800(Motorola)Z80(Zilog)第三代1978年16位Intel8086MC6800(Motorola)Z800(Zilog)第四代1991年起32位MC68020(Motorola)Z8000(Zilog)

6、Intel80386～486、Pentium系列、PⅡ、PⅢ、P4微处理器集成度发展示意图晶体管数目4004奔腾4420,000,0002,3000.18微米芯片10微米芯片超大型化；微机化；嵌入式；图形用户界面；多媒体；网络通信；网格计算摩尔定律晶体管数单位时间执行的指令数百万条/每秒平均每18个月芯片性能增长一倍微处理器的集成度一直遵循着“摩尔定律”在飞速发展。2011年Intel公司将推出含有10亿个晶体管、每秒可执行1千亿条指令的芯片。1.2计算机的工作特点及分类1.2.1计算机的工作特点运算速度

7、快:运算部件采用电子器件，与其他任何计算工具无法比拟，曙光5000A达到每秒230万亿次以上计算精度高:增加二进制位数提高精度，避免了各种误差，圆周率计算精度200万位以上通用性好:运行不同程序，完成不同任务记忆能力强:存储设备容量大，存储能力不断提高适合逻辑运算:计算机工作的基础，根据判断的结果决定执行命令，完成各种复杂问题的处理运算过程自动化:程序控制执行过程，自动连续工作1.2.2计算机的分类按计算机处理数据的方式分类（1）电子数字计算机以数字量（也称不连续量）作为运算对象进行运算，特点是运算速度快

8、，精确度高，具有记忆和逻辑判断能力。计算机的内部操作和运算是在程序控制下自动进行的。一般不特别说明，计算机指的是电子数字计算机。（2）电子模拟计算机以连续变化的模拟量（如电压、长度、角度来模拟实际所需要计算的对象）作为运算量的计算机。主要用于过程控制和模拟仿真。按计算机的运算速度和性能指标分类巨型机：运算速度最快、存储能力最大、处理能力最强。例如：银河、曙光系列,曙光5000A,速度可达每秒230万亿次。IBM研制Roadru