第1讲 计算机基础知识ppt课件.ppt

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1、大学计算机基础21世纪高等学校计算机科学与技术规划教材主编：陈刚课件改编：江汉大学计算中心2010.8.第1讲计算机基础知识大学计算机基础第一部分计算机基础理论本讲要点计算机的概念与发展史什么是计算机计算机发展4阶段，第1台现代计算机，微机产生和发展冯.诺依曼结构计算机计算机基本功能和分类各种名词缩写数制与数制转换（本讲重点，难点）数制的概念二进制与十、八、十六进制的转换二进制的计算规则什么是现代计算机？计算机是一种无须人工干预，能对各种信息进行存储和快速处理的电子设备。现代计算机是电子驱动的，其本质特征是存储控制，即将事先编好的“

2、程序”（指令和数据）存入“存储器”中，然后计算机就可以按照程序步骤自动连续执行。思考：计算器和计算机的区别。1.1计算机的概念与发展史早期计算工具的发展现代计算机的产生现代计算机的发展早期人类追求的计算工具算盘中国唐代第一种手动式计数器计算尺1622年，英国WilliamOughtred手动式、减、乘、除、指数和三角函数运算加法器1942年，法国BlaisePascal机械式，只能做加法计算器1673年，德国GottfriedLeibniz机械式，加、减、乘、除和开方差分机1812年，英国CharlesBabbage分析机1834年

3、，英国CharlesBabbage早期人类追求的计算工具1642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分机1833分析机MARKIENIAC电子计算机时代查尔斯.巴贝奇1812年差分机1834年分析机差分机和分析机三部分组成：(1)由许多轮子组成的保存数据的存储库；(2)运算装置；(3)能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。史料：查尔斯.巴贝奇HowardAiken博士发现了查尔斯.巴贝奇的论文在IBM的支持下，用机电方式制造了MARKIMARKII和MARKIII是电子计算机M

4、ARKI1944年51尺长重5顿750,000部份合并而成有72个累加器，每一个有自己的算术部件，及23位数的寄存器。ABC计算机1941年电子管数字计算机JohnV.Atanasoff和CliffordE.Berry为数学物理研究研制的，早期计算机为纪念图灵对计算机的贡献，美国计算机博物馆于1966年设立了“图灵奖”计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。图灵机是一种思想模型，它由三部分组成：一个控制器，一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读写头。史料：阿兰.图灵冯·诺依曼计算机科学奠基人英国科学家阿兰.图灵主要贡

5、献：建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础提出图灵测试，阐述了机器智能的概念电子计算机之父：美籍匈牙利数学家冯.诺依曼阿兰.图灵和冯.诺依曼美国计算机学会(ACM)1966年设立图灵奖主要贡献：与同事研制人类第二台计算机EDVAC“存储程序”概念冯·诺依曼计算机奠定了现代计算机体系结构和工作原理1.1.2现代计算机的产生ENIAC冯·诺依曼结构的计算机世界上第一台现代计算机ENIAC5000次加法/秒体重28吨占地170m218800只电子管1500个继电器功率150KW1946年2月由宾州大学研制的ENIAC电子计算机时代的到来E

6、lectronicNumericalIntegratorAndCalculator电子数字积分计算机重达30吨占地250m2启动工耗150000瓦18000个电子管每秒5千次加减运算没有存储器采用十进制第一款商用计算机：UNIVAL1947年，莫奇莱和埃克特史料：莫奇莱和埃克特冯·诺依曼结构的计算机冯·诺依曼结构（程序存储式电子数字自动计算机方案）——计算机硬件体系结构由五个基本部件：输入器、输出器、控制器、运算器和存储器组成。冯·诺依曼理论要点JohnvonNeumann冯诺依曼存储程序工作原理计算机的两个基本能力：一是能够存储

7、程序，二是能够自动地执行程序。计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。冯·诺依曼结构框图数据流控制流取数存数地址指令（内）存储器控制器运算器输出设备输入设备程序+数据操作命令处理结果反馈信号响应信号请求信号响应信号请求信号1.1.3现代计算机的发展现代计算机发展的5个时代微机的产生现代计算机发展的5个时代时代年份电路特点第一代1946~1953电子管磁鼓、磁带第二代1954~1964晶体管磁芯、磁盘第三代1965~

8、1970集成电路终端访问第四代1971~今大、超大规模集成电路个人计算机第五代新一代突破冯·诺依曼式的计算机结构计算机的分代电子管晶体管集成电路大规模集成电路史料：IBM的发展史硅谷人才摇篮仙童半导体公司HP的发展史比尔.盖茨未来新一