计算机科学与导论论文1

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1、计算机的运算法则陈钰（河北工业大学计算机学院，108474）摘要：计算机的发展历程，现代计算机的体系结构，分析计算机的内捏运算的存储与运算方式数据的机器表达式。关键词：计算机的发展历程，现代计算机体系结构，数据存储，数据运算。1引言计算机科学是这样一门学科，它寻求为计算机设计，计算机程序设计，信息处理，问题的算法解和算法过程本身等主题建立的科学的基础，计算机科学既是当今计算机应用的支柱，又是今后应用的基础，很久以来计算机已经奠定了它的算法科学的地位这门科学范围很广，设计数学，工程学，心理学，生物学，商业管理和语言等多个学科。2.1计算机的发展历史图灵是早的图灵机是早期程序化计算器

2、的典例。随后冯·诺依曼提出了存储程序的概念。第一台商用计算机诞生于1951年，其系统（UNIVAC-1）设计者仍为上述二人。【4】经过计算机高的速发展，现在根据计算机的主要元件，可以将近代计算机的发展划分五代：【5】1）1946年到1957年间设计的计算机一般称为第一代计算机。在此期间，计算机的元器件大都采用电子管，而且计算机的体积大、速度慢，以机器提供的原始指令编制程序，主要用于科学计算。2）1957年到1964年间设计的计算机一般称为第二代计算机。此期间，计算机大量采用晶体管和印刷电路，计算机体积不断缩小，功能不断增强，可以运行汇编语言和高级语言（FORTRAN,ALGOL,

3、COBOL）,并且出现大量应用软件。3）1964年到1972年间设计的计算机一般称为第三代计算机，此期间，大量使用中小规模的集成电路，系统的管理程序已经上升到操作系统，典型机型是IBM360。4）1972年至今的计算机习惯上称为第四代计算机。第四代计算机是基于大规模集成电路以及后来的超大规模集成电路，功能更强，体积更小，应用领域向纵深发展，使用面日益广泛。它发展的另一个方向是高速计算机网络，以实现计算机之间的通信和数据共享。5）第五代计算机是一种更接近人的人工智能计算机，设计者希望他能理解人的语言、文字和图形，还能思考，人无需编写程序，靠讲话就能对计算机下达指令，驱使塔工作。她出

4、现在1975年，真正开始始于20世纪90年代。2.2计算机问题求解的主导思想她实质上是对人工问题求解过程的机器模拟，求解问题分析包括三个阶段：①系统分析与设计②代码（程序）设计③运行。在问题分析的过程中，算法是核心，而系统的分析与设计阶段是计算机求解问题的重点与难点。3.1冯·诺依曼模式图1现代计算机的原理图运算器冯·诺依曼模式包括存储程序与程序控制。其模式包括两大部分：软件和硬件，同时，算法是其模式的关键，机器只是求解问题的工具。现代计算机的原理图（如图1所示）控制器4数据线控制线输出内存输入计算器图1现代计算机的原理图根据现代计算机原理图，我们知道现代计算机由硬件和软件构成，

5、硬件是基础，软件是关键。软件可以弥补硬件的不足，其次，运行的程序先进入内存，CPU是计算机系统的核心部件，控制着系统的工作，CPU靠程序对计算机提供控制。3.2软件子系统为了运行、管理和维护计算机所设计的一整套程序的总和以及在这些程序设计过程中所用到的一切文档资料。软件包括系统软件、应用软件和支撑软件，其功能各不相同。系统软件用于管理和维护计算机，引用软件侧重解决实际问题，而不需要计算机亦可以解决的问题，支撑软件用于支撑计算机的运行。3.3硬件系统硬件设备是组成计算机的物理实体，硬件结构师将硬件设备连结的方案。如计算机的额主板。因此，硬件是设备的基础，硬件结构是关键。3.3.1内

6、存计算机主存储器是以称为存储单元（cell）的可管理单位组织起来的，一个典型的存储器单元容量是8位，【5】即一个字节。内存是计算机中信息存储和程序运行的空间。假设存储单元的位是排成一行的，该行的左端称为高位端(high-orderend)，右端称为低位端（low-orderend）。高位端的最左一位称为最高有效位。为了区分计算机主存储器中各存储单元，每一个存储单元都被赋予唯一的名字，称为地址【7】。由于计算机的主存储器由单个的、可编址的存储单元组成，所以这些存储单元可以根据需要独立存取。为了反映用于任何顺序存取存储单元的能力，计算机的主存储器常被称为随即存储器(randomacc

7、essmemory,PAM)。【8】3.3.2硬盘硬盘是悬浮式（非接触）、利用电磁原理记录信息的非易失性的外部存储器。硬盘盘片转动时，每个磁头在盘片上面或下面相对与称为道(track)的圆圈转动。因为一个道可以包含的数据通常比我们每一次要处理的多，所以每个道划分成若干小弧区，称为扇区。【9】磁盘是随机存取设备。但是，在某一时间可以读取的最小区域只能是一个扇区【10】。3.3.3中央处理单元(CPU)CPU是计算机系统中的核心部件。计算机的一切工作都是在CPU的控制下进行的。CPU