大学计算机基础 郑丽娟 第1章计算机基础概述新.ppt

大学计算机基础 第1章 计算机基础概述 第1章 计算机基础概述 1.1 计算机的产生和发展 1.1.1 计算机的诞生 1.1.2 计算机的发展史 1.1.3我国计算机的发展史 1.1.4 计算机的发展趋势 查尔斯·巴贝奇的贡献 查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage,1791-1871)和他研制的差分机和分析机 第一台电子计算机的诞生 世界上第一台计算机是由美国宾夕法尼亚大学的物理学家约翰.莫克利（John Mauchly）和工程师普雷斯伯.埃克特（Presper Echert）领导研制的，取名为ENIAC(electronic numberrical integrator and calculator—电子积分机和计算机)，诞生于 1946年2月15日，这台计算机是为计算弹道和射击表而设计的 第一台电子计算机（ENIAC） 5000次加法/秒 体重28吨 占地170m2 18800只电子管 1500个继电器 功率150KW 缺点: (1) 没有存储器，只有用电子管做的寄存器 (2) 用布线板接线控制，需手工接通线路才能计算 后来，冯.诺依曼研究其缺陷，提出了EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer—电子离散变量自动计算机)方案，提出了存储程序工作原理的计算机，成为计算机史上的里程碑。 电子计算机之父——冯·诺依曼 冯·诺依曼（John Von Neumann，1903-1957） 冯·诺依曼的贡献 冯.诺依曼结构：存储程序 + 程序控制 采用二进制数表示数据和指令 指令和数据均存在存储器中，并自动依次执行指令 由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成计算机 1.1.2 计算机的发展史 1 第一代计算机：1946－20世纪50年代末，电子管时代计算机。 主要特点： ①采用电子管作为计算机的主要逻辑部件。体积大，耗电量大，寿命短，可靠性差，成本高。 ②采用电子射线管、磁鼓存储信息，容量很小。 ③输入输出装置落后，主要使用穿孔卡片，速度慢，容易出错，使用不方便。 ④软件上，使用机器语言和汇编语言编程。 这一时期的典型机器：国外的：ENIAC 、UNIVAC。国内的：103、104等 2 第二代计算机：1958－1964年，晶体管计算机时代 主要特点：①采用晶体管作为计算机的主要逻辑部件，体积减小，重量减轻，成本下降，能耗降低，可靠性和运算速度到了提高。 ②采用磁芯作主存储器，磁盘、磁鼓作外存储器。 ③软件方面有了系统软件（监控程序），提出了操作系 统的概念，出现了高级语言，如FORTRAN，ALG0L60等。 这一时期的典型机器： 国外的：IBM7090等 国内的：441B等 3 第三代计算机：1964－1972年，集成电路计算机时代。 主要特点： ①采用中、小规模集成电路做主要逻辑部件，从而使计算机体积更小，重量更轻，耗电更省，寿命更长，成本更低，运算速度有了更大的提高。 ②采用半导体存储器做主存储器，存储容量和存储速度有了大幅度的提高，增强了系统的处理能力。 ③软件方面，系统软件有了很大的发展，出现了分时操作系统，多用户可以共享计算机资源。 ④在程序设计方法上，采用了结构化程序设计，为研制更加复杂的软件提供了技术上的保证。 这一时期的典型机器：国外IBM-360等;国内709等。 4 第四代计算机：1972年至今，大规模、超大规模集成电路计算机时代。 主要特点：①采用大规模、超大规模集成电路作基本逻辑部件，使计算机体积、重量和成本大幅度的降低，运算速度和可靠性大幅度的提高。 ②作为主存储器的半导体存储器，其集成度越来越高，容量越来越大；外存储器除了广泛地使用软、硬磁盘外，还引进了光盘。 ③各种使用方便的输入输出设备相继出现，如鼠标、图像扫描仪、纯平及液晶显示器、激光打印机、绘图仪等。 ④各种实用软件层出不穷，极大地方便了用户。 ⑤多媒体技术崛走，计算机集图像、图形、声音与文字处理于一体，在信息处理领域掀起了一场革命。 集成电路三代 集成电路四代 1.1.2 计算机的发展史 5 第五代计算机： 新一代计算机，是把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合在一起的智能计算机系统，它主要能面向知识处理，具有形式化推理、联想、学习和解释的能力，能够帮助人们进行判断、决策、开拓未知领域和获得新的知识。 1.1.3我国计算机的发展史 1952年在清华大学成立中国第一个计算机三人研究小组，组长闵大可，电机系教授。 1954年小组并入中科院近代物理研究所，负责人，钱三强。 1958年完成第一台电子计算机103 1959年完成大型电子计算机104 1959年中国自行研究的107计算机问世