第 1 章 计算机基础知识课件.ppt

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1、第1章计算机基础知识1.1计算机概述1.2数制与编码1.3计算机中字符编码1.4指令和程序设计语言1.5计算机系统的语言1.6微型计算机的硬件系统1.7多媒体技术简介1.8计算机病毒及防治1.1计算机概述1.1.1计算机发展简史在人类文明发展历史的长河中，计算工具也经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。如曾有“结绳记事”的绳结、算筹、算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。它们在不同的历史时期，发挥了各自的作用，而且也孕育了电子计算机的设计思想和雏形。1946年2月15日，第一台电子计算机NIAC(ElectronicNu

2、mericalIntegratorAndCalculator，电子数字积分计算机)在美国宾夕法尼亚大学诞生了。它是为计算弹道和射击表而设计的，主要元件是电子管，每秒钟能完成5000次加法、300多次乘法运算，比当时最快的计算工具快300倍。该机器使用了1500个继电器，18800个电子管占地170平方米，重30多吨，耗电150千瓦，耗资40万美元，真可谓“庞然大物”。用ENIAC计算题目时，首先，工作人员要根据题目的计算步骤预先编好一条条指令，再按指令连接好外部线路，然后启动它自动运行并输出结果。当要计算另一个题目时，必须重复进行上述工

3、作，所以只有少数专家才能使用。尽管这是ENIAC的明显弱点，但它使过去借助机械的分析机需7到20小时才能计算一条弹道的工作时间缩短到30秒，使科学家们从奴隶般的计算中解放出来。至今人们仍然公认，ENIAC的问世标志了电子计算机时代的到来，它的出现具有划时代的伟大意义。在ENIAC的研制过程中，由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼(JohnyonNeumarm)总结并提出两点改进意见。其一是计算机内部直接采用二进制数进行运算；其二是将指令和数据都存储起来，由程序控制计算机自动执行。从第一台电子计算机诞生到现在短短的五十多年中，计算机技术以前所未有

4、的速度迅猛发展，经历了大型机阶段和微型机及网络阶段。对于传统的大型机，通常根据计算机所采用的电子元件不同而划分为：电子管、晶体管、集成电路和大规模超大规模集成电路等四代。1．大型计算机时代1)第一代计算机(1946-1958)第一代计算机是电子管计算机。其基本元件是电子管，内存储器采用水银延迟线，外存储器有纸带、卡片、磁带和磁鼓等。由于当时电子技术的限制，运算速度为每秒几千次到几万次，内存储器容量也非常小(仅为1000-4000字节)。计算机程序设计语言还处于最低阶段，用一串0和1表示的机器语言进行编程，直到20世纪50年代中才出现了汇

5、编语言。但尚无操作系统出现，操作机器困难。第一代计算机体积庞大、造价昂贵、速度低、存储容量小、可靠性差、不易掌握，主要应用于军事目的和科学研究领域。UNIVAC-I是第一代计算机的代表。2)第二代计算机(1958-1964)第二代计算机是晶体管计算机。晶体管像继电器和电子管一样，也是一种开关器件，而且体积小、重量轻、开关速度快、工作温度低。于是以晶体管为主要元件的第二代计算机诞生了。内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯，每颗小米粒大小的磁芯可存一位二进制代码。外存储器有磁盘、磁带，外部设备种类增加。运算速度从每秒几万次提高到几十万次，内存

6、储器容量扩大到几十万字节。与此同时，计算机软件也有了较大的发展，出现了监控程序并发展成为后来的操作系统，高级程序设计语言BASIC、FORTRAN和COBOL的推出，使编写程序的工作变得更为方便并实现了程序兼容。这样，使用计算机工作的效率大大提高。第二代计算机与第一代计算机相比较，晶体管计算机体积小、成本低、重量轻、功耗小、速度高、功能强且可靠性高。使用范围也由单一的科学计算扩展到数据处理和事务管理等其他领域中。IBM-7000系列机是第二代计算机的代表。3)第三代计算机(1965~1971)第三代计算机的主要元件是采用小规模集成电路(

7、SmallScaleIntegratedcircuits，SSl)和中规模集成电路(MediumScaleIntegratedcircuits，MSl)。所谓集成电路是指用特殊的工艺将完整的电子线路做在一个硅片上，通常只有四分之一邮票大小。与晶体管电路相比，集成电路计算机的体积、重量、功耗都进一步减小，运算速度、逻辑运算功能和可靠性都进一步提高。此外，软件在这个时期形成了产业。操作系统在规模和功能与发展很快，通过分时操作系统，用户可以共享计算机上的资源。这一时期还提出了结构化、模块化的程序设计思想，出现了结构化的程序设计语言Pascal

8、。这一时期的计算机同时向标准化、多样化、通用化、机种系列化发展。IBM-360系列是最早采用集成电路的通用计算机，也是影响最大的第三代计算机的代表。4)第四代计算机(自1971年至今)随着集成电路技术的不断