电脑的组成原理及基本结构介绍-电脑知识普和

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1、WORD格式整理第1章电脑的组成原理与基本结构学习目标在组装电脑之前，应首先了解组装一台电脑至少需要哪些基本部件，以及各部件的大致功能等基本常识。本章将对电脑的基本组成和结构进行讲解，剖析电脑的基本结构，让读者对电脑有一个初步的认识，了解一些关于电脑的基础知识，迈出组装电脑的第一步。本章要点þ电脑的诞生þ电脑的发展þ电脑的软件系统þ电脑的硬件系统þ电脑的基本结构1.1电脑的发展史电脑是20世纪最伟大的发明之一，可以说电脑是当代社会、科学和经济发展的奠基石。电脑的发明带动了20世纪下半叶的信息技术革命，和以往的工业革命不同的是，电脑将人类从繁杂

2、的脑力和体力劳动中解放了出来，这使得人类社会近50年来的发展速度比此前任何一个时期都快，生产总值比此前几千年来的总和还要多。电脑为什么会有如此神奇的力量呢？它究竟是什么样子呢？它又是如何被发明的？下面就来了解一下电脑的历史。1.1.1电脑的诞生电脑是人们对电子计算机的俗称，第一台电脑是1946年2月15日由美国宾夕法尼亚大学研制的，名为ENIAC。后来，由天才数学大师、美籍匈牙利数学家冯·诺依曼对其进行了改进，并命名为“冯·诺依曼”体系电脑，现在的电脑都是由“冯·诺依曼”体系电脑发展而来的，因此冯·诺依曼被西方科学家尊称为“电子计算机之父”。

3、在电子计算机之前，还有具有历史意义的一台计算器，那就是由法国数学家帕斯卡于1642年发明的。在帕斯卡小时候，其父亲在税务局上班，为了减轻父亲计算税务的麻烦，他发明了一种可以计算的小机器。这个计算器是一个不大的黄铜盒子，盒子里面并排装着一些齿轮，这些齿轮上标有0～9共10个数字，每个齿轮代表一位数，当低位齿轮转动10圈时，高位齿轮转动1圈，这样就实现了自动进位，这和机械钟表极其相似。后来，德国数学家莱布尼兹在帕斯卡计算器的基础上，于1694年学习参考资料分享WORD格式整理发明了世界上第一台能进行加减乘除法运算的机械计算机。莱布尼兹还有一项重大

4、发明，那便是当今所有电脑使用的二进制。二进制只有0和1这两个数字，遇到比1大的数就进位，例如，1＋1＝10，11＋1＝100等。1.1.2电脑的发展自1946年第一台真正意义上的电脑被发明以来，电脑已经走过了近60个年头了。从最初采用电子管的庞大电脑到如今采用超大规模集成电路的微型电脑，电脑主要经历了4个阶段和3次重大的技术革新。1．电子管时代1946年研发的第一代ENIAC电脑使用了17 468个真空电子管，耗电量达174kW，占地170m2，重达30t。由于那个时期的电脑以电子管作为基本电子元件，用磁鼓作为主存储器，因而称为“电子管时代”

5、。那时的电脑和我们现在使用的电脑还差得很远，它采用的十进制的计数方式，由冯·诺依曼改进后，电脑才开始采用二进制的计数方式，并且在电脑内加入存储器，把程序和数据一起存储在电脑内，让电脑自动完成运算过程，这便是我们今天使用的电脑的雏型。人类就是利用这些电子管电脑将人造卫星送上了天。但是这一代的电脑体积大，耗电量多，价格昂贵，运行速度较低，并且可靠性较差，使得电脑的应用范围只局限于科研、军事等少数几个领域。2．晶体管时代1956年诞生了世界上第一台晶体管电脑Lepreachaun，它是由美国贝尔实验室研制而成的，以晶体管代替电子管作为基本电子元件，

6、该时期便称为电脑的“晶体管时代”。这时电脑的体积、重量、功耗都大大地减少了，计算速度达到了300万次每秒。3．集成电路时代1962年，由美国得克萨斯公司与美国空军共同研制出了第一台采用中小规模集成电路的电脑。当时的电脑大都以集成电路为最基本电子元件，其体积、功耗都进一步减少，可靠性进一步提高，运算速度达到了4000万次每秒，这个时期便被称为“集成电路时代”。由于电脑采用了中小规模集成电路，因而集成度较高、功能增强，价格却更便宜，使电脑的应用范围变得更为广阔。4．超大规模集成电路时代随着科学技术突飞猛进的发展，20世纪70年代后，各种先进的生产

7、技术广泛应用于电脑制造，这使得电子元器件的集成度进一步加大，出现了大规模和超大规模集成电路。电脑以大规模和超大规模集成电路作为基本电子元件后，使得体积更加小型化，功耗更低，价格更便宜，这为电脑的普及铺平了道路。这时微型机应运而生，为电脑的普及以及网络化创造了条件。1.1.3电脑的未来展望戈登·摩尔是Intel公司创始人之一，1965学习参考资料分享WORD格式整理年，他预言了电脑集成技术的发展规律，那就是每18个月在同样面积的芯片中集成的晶体管数将翻一番，而成本将下降一半。几十年来，电脑芯片的集成度严格按照摩尔定律进行发展，不过它已经走到了尽

8、头。由于电脑采用的是电流作为数据传输的信号，而电流主要靠电子的迁移而产生，电子最基本的通路是原子，一个原子的直径大约等于1nm，目前芯片的制造工艺已经达到了90nm