计算机与网络技术ppt课件.ppt

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1、第二章计算机与网络技术第一节计算机的基本原理与体系构成第二节计算机网络技术复习思考题二第一节计算机的基本原理与体系构成.电子计算机的发展演变1946年第一台可操作的电子数字计算机由美国宾西法尼亚大学的JohnMauchly和J.P.Eckert研制成功；1956年我国第一台电子计算机在长沙工学院研制成功，标志着我国电子计算机技术研究与发展的开端。计算机技术经历了五代的更新换代，如表2.1所示。第一代计算机：1951—1958年是真空电子管计算机时代。其基本电子元件是电子管，内存储器采用水银延迟线，外存储器

2、有纸带、卡片、磁鼓、磁带等；运算速度为每秒几千次至几万次基本运算，内存容量仅几千字；计算机程序设计语言还处于最低阶段，要用二进制码表示的机器语言进行编程，工作十分繁琐。因此，第一代电子计算机体积庞大，耗电多，难维护，并且造价很高。第二代计算机：1959—1963年是晶体管电子计算机时代。其基本电子元件由晶体管取代了电子管，此时内存的元件大量使用磁性材料制成的磁芯存储器，外存有了磁盘、磁带，外设种类增加；计算机运算速度从每秒几万次提高到几十万次，内存容量扩大到几十万字；与此同时，计算机软件有了较大发展，出现

3、了高级程序设计语言、管理程序及各种调试、诊断程序，批处理系统也已逐步形成。与第一代计算机比较，晶体管计算机体积小，成本低，逻辑功能强，可靠性大大提高。第一节计算机的基本原理与体系构成.电子计算机的发展演变第一节计算机的基本原理与体系构成.电子计算机的发展演变第三代计算机：1964—1979年是集成电路电子计算机时代。集成电路工艺技术已可以在几平方毫米的单晶硅片上集中，由几十个甚至上百个电子元器件组成逻辑电路。用这些称为小规模集成电路（small-scaleintegration，SSI）的器件作为计算机的

4、主要逻辑器件，这是第三代电子计算机的标志。第三代计算机的运算速度进一步提高，每秒可达几十万次到几百万次，磁芯存储器进一步发展，体积缩小，价格降低，软件逐渐完善，多道和分时系统的出现标志着操作系统的正式形成，并出现了多种高级语言。这一时期，计算机同时向品种多样化、机种系列化发展，计算机性能和可靠性有了极大提高。第四代计算机：从1979至今称为大规模集成电路电子计算机时代。大规模集成和超大规模集成技术能在一个芯片上集成成千上万个晶体管和其他电路元件。由集成度很高的半导体存储器代替了早年的磁芯存储器，存储容量从

5、几兆字节发展到几千兆字节，存取速度也大大加快。LSI和VLSI技术使微处理器的开发获得成功，它能使CPU的全部线路，集成在一个芯片上，并达到每秒可以处理百万条指令的速度。带有微处理器的微型计算机和各种外围设备，以及易于使用的系统软件和应用软件包，组成了微型计算机系统。随着计算机的广泛应用，计算机网络已成为第四代计算机的标志。第一节计算机的基本原理与体系构成.电子计算机的发展演变第五代计算机：将在21世纪初期诞生，其主体是向着体积更小、速度更快、性能更强更可靠、购买与维护成本更低的方向发展。表2．1　　计算

6、机各个时代主要和特征与能力第一代第二代第三代第四代第五代大小（典型计算机）房间大小（主干计算机）储藏室大小（主干计算机）桌子大小（小型计算机）台式和便携式（微型计算机）信用卡大小（微型计算机）电子器件电真空管晶体管半导体集成电路大规模集成电路超大规模集成电路，超导电路密度（器件数/每个线路）单个上百个几千个成千上万几百万个速度（执行指令数/每秒）几百条几千条几百万条几千万条几亿条可靠性（线路的失误率）几小时几天几星期几个月几年存储（字符容量）上千上万几十万几兆几亿存储器的类型磁鼓存储器磁芯存储器磁芯存储器

7、LSI半导体存储器VLSI半导体存储器价格（$/每百万条指令）101.000.10.0010.0001第一节计算机的基本原理与体系构成硬件系统是计算机物理设备的总称，也叫做硬设备。通常是由有形的电子的、机械的、磁性的或光的元器件或装置组成。计算机硬件系统一般由中央处理器、存储器、输入输出设备几大部分组成，如图2.1所示。第一节计算机的基本原理与体系构成二.计算机的基本构成（一）电子计算机的硬件系统主机中央处理器（CPU）控制器运算器一级存储器输入设备输出设备二级存储器图2.1计算机硬件系统组成１.中央处理

8、器中央处理器（centralprocessingunit，CPU）是计算机系统最主要的部件，它由运算器和控制器两个主要部分组成：第一节计算机的基本原理与体系构成（一）电子计算机的硬件系统运算器：运算器是由算术逻辑单元、累加器、状态寄存器和通用寄存器组成。控制器：控制器是计算机的神经中枢，它按照主频的节拍产生各种控制信息，以指挥整个计算机工作。２.存储系统数据储存是计算机信息系统必须具备的一大主要功能。计算机信息系统基本上是依靠