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第1章 计算机系统基础 本章教学计划　理论教学（课堂教学）：4学时　　　　　　　实验教学（上机实习）：0学时 本章教学重点 　1. 计算机特点、分类、应用 　2. 计算机基本工作原理 ——存储程序控制原理 　3. 计算机系统组成及硬件组成 1.1 计算机的概述 1.2 计算机的基本工作原理 1.3 计算机系统的组成 1.4 微型计算机的硬件组成 1.1.1 计算机的发展 计算机原意为“计算”的机器，这是发明者当初为之其计算为目的。而发展到今天，它的触角延伸向了社会的各个领域，对推动当今物质文明的进步，起着决定性的作用。 　　1642年，法国物理学家帕斯卡（Blaise Pascal 1623－1662）发明了齿轮式加减器； 　　1673年德国数学家莱布尼兹（G.N.Won Leibniz，1646－1716）在帕斯卡的齿轮加减器上增加了乘、除法，制成了能进行四则运算的机械式运算器； 　　1822年，1834年英国数学家查尔斯?巴贝奇（Charles Babage 1791－1871）先后设计了差分机与分析机，准备以蒸汽为动力，由于工艺与技术所限而没有成功，但其设计思想构成了当今计算机硬件系统的基本框架――输入、处理、存储、输出及控制5个基本装量。 　　1936年美国人霍德华?艾肯（Howard Aiken，1900－1973）提出了用机电方法而不是纯机械方法来实现巴贝奇分析机的想法，并在1944年造制成功MARK-I计算机，MARK-1是世界上最早的通用型自动机电式计算机，这就是国际计算机界称巴贝奇为“计算机”之父的原因。 1.1.1 计算机的发展 　　在数字式电子计算机的发展过程中，在理论上作出杰出贡献的要数英国的艾兰?图灵（Alan Mathison Turing，1912－1954）和美籍匈牙利人冯?诺依曼（Johon Von Neumann，1903—1957），艾兰?图灵建立了图灵机的理论模型，对数字计算机的一般结构、可实现性和局限性产生了深远影响。冯?诺依曼首先提出了计算机“存储程序”的概念，其“存储程序”工作原理奠定了当今计算机的基础。 1) 第一台电子计算机 　　世界上第一台数字式电子计算机是于1946年由美国宾夕法尼亚大学的物理学家约翰?莫契利（Johon Mauchly）和工程师普雷斯伯?埃克特(Preper Eckert)领导研制的取名为“ENIAC”（Electronic Numerical Integrator And Calculator ,电子数字积分计算机）的计算机。运算速度达5000次/s加法运算，3ms就可进行一次乘法运算，将原来需要20min计算的弹道缩短到仅用30s。ENIAC计算机是一个庞然大物，它有17465多只电子管、1500多只继电器,耗电174kw、占地170m2、重30t、运算速度：5000次加法运算/s，存储量很小，只能存20个字长为10位的十进制数，但它具有划时代的意义，它宣告了电子计算机时代的到来，为半个多世纪来计算机的高速发展迈出了的第一步。 在计算机发展的这50多年中，人类不断克服它的缺点，计算机技术就不断的得到发展，其中影响最大的就是冯?诺依曼。他提出了在计算机中设“存储器”，将符号化的计算机步骤存放在“存储器”中，然后依次取出存储内容进行译码，并按译码的结果进行计算，从而实现计算机工作的自动化，这种理论最终由英国剑桥大学的莫斯?威尔克斯（M.V.Wilkes）于1949年完成的“EDSAC”（The Electronic Delay Storage Automatic Calculator）计算机所实现，它是第一台真正的存储程序计算机 。 1) 第一台电子计算机 第二代电子计算机 2)　计算机的发展 　　按照计算机硬件发展的分法，可将计算机的发展分为四个阶段。 　　第一代计算机（1946－1959年）：以电子管作为计算机的基本逻辑电路元件，主存储器采用延迟线和静电存储管，容量非常小，。外存储器采用纸带、卡片、磁鼓和磁带，运算速度一般为每秒数千次至数万次。典型机器是：ENIAC、UNIVAC 虽然电子管计算机代替了机电式计算机，其计算能力，计算速度，体积等有了很大提高。但其电子器件存在很多缺点，电子管功耗大、体积大、工作速度抵、延迟线和静电存储管体积大、存储容量小等。不适应社会不断的更高的要求。因此新的器件就不断的发明出来。最典型的就是：晶体管、磁芯存储器、硬盘。从而产生了 2)　计算机的发展 　　第二代计算机（1959—1965年）：第二代计算机采用半导体晶体管作为逻辑开关元件，内存采用了磁芯存储器，其容量达几十万B。外存采用磁盘、磁带。运算速度达几十万次/每秒。软件方面出现了一系列的高级