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1、微机与PLC电子信息与电气工程系李建兴(lijx@fjut.edu.cn)第1部分计算机基础电子信息与电气工程系李建兴(lijx@fjut.edu.cn)第1章计算机概论1.1什么是计算机1.2计算机的诞生与发展1.3计算机的分类1.4计算机的特点1.5计算机的应用1.6计算机的发展趋势1.7计算机中信息的表示1.1什么是计算机计算机是一种能够自动高速地进行数字运算和信息加工处理的电子机器。计算机是由电子器件组成,再配以适当的程序。程序输入后,执行程序,自动工作。1.2计算机的诞生与发展计算机的诞生1946年2月世界上第一台数字电子计算机ENIAC
2、(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator,电子数字积分计算机)在美国宾夕法尼亚大学诞生。1.2计算机的诞生与发展逻辑元件设计语言运算速度内存容量第一代1949-1957电子管机器语言或汇编语言几千次每秒几KB第二代1958-1964晶体管FORTRANALGOLCOBOL几十万次每秒几十KB第三代1965-1970中、小规模集成电路操作系统和会话式语言百万次每秒第四代1971-大规模或超大规模集成电路几百万亿次每秒第五代智能化计算机正在研制之中,使计算机具有人工智能,可像人一样能看、能听、能说、能思考,
3、具有学习功能,能自动进行逻辑判断等1.2计算机的诞生与发展微型计算机属于第四代计算机。在微处理器集成度不断提高的同时,性能也在飞速增强。集成度愈高,芯片内部集成的功能部件就愈多,芯片内部结构也愈加复杂。从其时钟频率来说,由开始的8086(88)的5MHz,增加到Pentium-Ⅲ的600MHz。这还不是最快的微处理器,今天就有达到1000MHz以上的处理器。1.3计算机的分类按计算机中信息的表示形式分类(1)电子数字计算机(2)电子模拟计算机(3)数模混合计算机1.3计算机的分类按计算机的应用范围分类(1)专用计算机(如:IPC、PLC等)(2)通
4、用计算机1.3计算机的分类按计算机规模分类1.巨型机运算速度快、存储容量大,可达1亿次每秒以上运算速度,主存容量高达几百兆至几千兆字节,字长可达64位2.大型机运算速度一般在100万次/秒~几千万次/秒,字长32位~64位,主存容量在几百兆字节以上。它有比较完善的指令系统,丰富的外部设备和功能齐全的软件系统。3.中型机中型机规模介于大型机和小型机之间。4.小型机规模较小、结构简单、成本较低、操作简便、维护容易,从而得以广泛推广应用。5.微型机采用微处理器、半导体存储器和输入输出接口等芯片组装,具有体积更小、价格更低、通用性更强、灵活性更好、可靠性更
5、高、使用更加方便等优点。6.工作站工作站实际上就是一台高档微机,运算速度快,主存储器容量大,易于联网,特别适合于CAD/CAM和办公室自动化。1.4计算机的特点1.运算速度快高性能计算机每秒能进行10亿次加减运算2.计算精度高一般的计算机均能达到15位有效数字3.记忆能力强存储器的容量可以做得非常大,能记忆大量信息。既能记忆各类数据信息,又能记忆处理加工这些数据信息的程序4.复杂的逻辑判断能力5.具有执行程序的能力计算机是个自动化程度极高的电子装置,在工作过程中不需人工干预,能自动执行存放在存储器中的程序1.5计算机的应用1.科学计算在自然科学中,
6、诸如数学、物理、化学、天文、地理等领域;在工程技术中,诸如航天、汽车、造船、建筑等领域,计算工作量是非常大的2.信息处理已广泛地应用于办公室自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、电影电视动画设计、会计电算化、图书管理、医疗诊断等各行各业3.实时控制微机控制系统除了应用于工业生产外,还广泛应用于交通、邮电、卫星通信等4.计算机辅助系统(1)计算机辅助设计。已广泛应用于服装、机械、飞机、船舶、水坝、集成电路等设计中(2)计算机辅助制造。直接控制产品的加工和生产(3)计算机辅助教学。CAI课件的CAI;利用计算机网络的远程教育5.人工智能利用计算
7、机模拟人的智能,用于机器人、医疗诊断专家系统、推理证明等各方面1.6计算机的发展趋势巨型化微型化网络化1.7计算机中信息的表示数制十进制二进制八进制十六进制基数R102816位权Rk10k2k8k16k数字符号0,1,2,3,4,5,6,7,8,90,10,1,2,3,4,5,6,70,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F进位规则逢十进一逢二进一逢八进一逢十六进一计算机中常用的几种数制1.7计算机中信息的表示1.7.1数值型信息的表示为了方便运算,计算机中对有符号数常采用3种表示方法,即原码、补码和反码。(1)原码◆正数的符号
8、为0,负数的符号为1,其它位按一般的方法表示数的绝对值。◆原码简单易懂,但用这种码进行两个异号数相加或两个同号数相减时都不