chapter2.3.计算机系统-硬件与软

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1、第二章计算机系统-硬件与软件第二章要点计算机的发展史计算机硬件系统计算机软件系统2.1计算机的发展史计算机是信息处理的主要工具。计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。计算机软件包括系统软件和应用软件两大类。中国东汉发明的十进位计数法；宋朝发明了珠算盘。1617年，苏格兰发明家约翰·奈皮尔（JohnNapier）用骨制工具进行除法、减法以及加法和乘法的混合运算，发明了计算尺。1622年英格兰的威廉·奥特雷得（WilliamOughtred）发明了滑动计算尺。在开普勒的积极参与下，谢克哈特终于在1624年在海德堡大学开始研制第一台有加减乘除四种运算功能的计算

2、器（计算钟），可惜在建造中样机模型毁于一场大火。1642年，帕斯卡（BlaiscPascal，1623-1662，法国数学家）发明了一台手动计算机器。1673年，莱布尼茨（G.W.Leibnitz，1646-1716，德国伟大的数学家）建造了一台能进行四则运算的机械计算机器，轰动了整个欧洲。他的机器在进行乘法运算时采用进位-加（shift-add）的方法，这种方法后来演化为二进制，也被现代电子计算机采用。1822年，英国数学家查尔斯·巴贝奇设计了一台差分机的模型，可以执行算术运算。具有六位数的计算能力，更重要的是能够计算到二次方的任何函数。2.1.1现代计算

3、机的“史前”时代（-1946）digital:数字的,手指的,《BeingDigital》1884年，美国工程师赫尔曼·霍勒雷斯（HermanHollerith，1860-1929）制造了第一台电动计算机。在1890年，他用电磁继电器代替一部分机械元件来控制穿孔卡片，在美国人口普查时大显身手，是人类第一台机电式自动计算机。1937年，德国的康拉德·朱斯（KonradZuse,1910-1995）建造了Z-1机电式计算机；1941年11月5日，Z-3研制成功，这是完全由程序控制的机电式计算机，全部使用继电器，所有材料耗资25000马克（当时合6500美元）。1

4、944年5月，美国哈佛大学的应用数学教授霍华德·阿肯建成了“哈佛IBM自动序列控制计算机”，后来称为“马克1号”，它的元件还是继电器。现代计算机的前身是帕斯卡在1642年建造的第一台机械式的计算机，后来，巴贝奇在1822年建造了机械式的数字微分机，这些都是在现代电子计算机诞生前，人类创造计算工具的重要实践。2.1.1现代计算机的“史前”时代（-1946）从某种意义上讲，图灵机模型（1934）与真正的计算机结构之间还有一段距离。在计算机上运行的计算机程序实际上就是计算机指令序列。软件开发的主要任务就是根据人们的需要把特定的计算机指令序列编制出来。图灵机提出10

5、年后，经过不断努力，冯.诺依曼确定了现代存储程序式电子数字计算机的基本结构和工作原理；主要由5部分组成：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。2.1.2存储程序式计算机的基本结构与工作原理第一台”存储程序”计算机——EDVAC冯·诺依曼冯.诺依曼型计算机存储程序，顺序控制可以采用二进制指令和数据都可以存储在机器内。（原来只保存数据，指令由外界输入）机器执行指令时从存储器读取数据，计算结果又写入存储器。2.2计算机硬件系统计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统主要由中央处理器、内存储器、输入/输出设备（包括外存储器、多媒体配套设备）等组成。中

6、央处理器CPU运算器　　运算器的功能是对数据进行各种算术运算和逻辑运算，即对数据进行加工处理。控制器　　是整个计算机的中枢神经，其功能是对程序规定的控制信息进行解释，根据其要求进行控制，调度程序、数据、地址，协调计算机各部分工作及内存与外设的访问等。计算机的五个主要组成部分输入设备 　　输入设备的作用是将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机。常见的输入设备有键盘、鼠标器、光电输入机、磁带机、磁盘机、光盘机等。存储器　　存储器的功能是存储程序、数据和各种信号、命令等信息，并在需要时提供这些信息。（内外存储器，内存？RO

7、M,RAM）运算器控制器输出设备　　输出设备与输入设备同样是计算机的重要组成部分，它把外算机的中间结果或最后结果、机内的各种数据符号及文字或各种控制信号等信息输出出来。微机常用的输出设备有显示终端CRT、打印机、激光印字机、绘图仪及磁带、光盘机等。输入设备与输出设备合你为外部设备，简称外设，计算机可分为模拟计算机和数字计算机两大类。模拟计算机的主要特点是：参与运算的数值由不间断的连续量表示，其运算过程是连续的，模拟计算机由于受元器件质量影响，其计算精度较低，应用范围较窄，目前已很少生产。数字计算机的主要特点是：参与运算的数值用断续的数字量表示，其运算过程按

8、数字位进行计算，数字计算机由于具有逻辑判断等功能，是