第一章 计算机系统基础72838.ppt

大学计算机基础 第一章 计算机系统基础 计算机是一种处理信息的电子工具，它能自动、连续、高速、精确地对信息进行存储、传送和加工处理。随着科学技术的迅速发展，计算机及其应用已渗透到社会的各个领域，推动着社会的发展和进步。在进入信息时代的今天，学习、掌握和使用计算机已成为人们的迫切需求。 本章主要介绍计算机的基本知识，基本工作原理，计算机系统的基本组成以及信息在计算机中的表示等内容。 本章主要内容 1.1计算机概述 1.2计算机的基本结构及基本工作原理 1.3计算机系统组成 1.4数据在计算机中的表示与存储 1.1计算机概述 1.1.1计算机的发展史 1.1.2计算机的特点 1.1.3计算机的分类 1.1.4计算机的应用 1.1.1计算机的发展史 人类在其漫长的文明史上，为了提高计算速度，不断发明和改进了各种计算工具。因此，电子计算机是人类计算技术的继承和发展，是现代人类社会生活不可缺少的工具。 1946年2月，美国宾夕法尼亚大学莫奇来（John W. Mauchly）和埃克特（J.Presper Echert），成功研制了世界上第一台通用数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator），目的是用来计算炮弹弹道。 1.1.1计算机的发展史 约使用了18800个电子管 1500个继电器 重达30吨 占地面积约170平方米 1.1.1计算机的发展史 1945年，冯·诺依曼领导的小组在共同讨论的基础上，发表了一个全新的“存储程序通用电子计算机方案”――EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic Computer）。 1949年5月, 英国剑桥大学威尔克斯（M.Wilkes）教授制成了一台由3000只电子管为主要元件的计算机EDSAC（ Electronic Delay Storage Automatic Calculator，电子储存程序计算机）。 从第一台计算机诞生至今已60多年了，在这期间，计算机以惊人的速度发展着。根据计算机采用的物理器件，一般将计算机的发展分为四个阶段（见下表）。 计算机发展的四个时代 1.1.1计算机的发展史 在计算机发展进程的四个时代中，主要特点和趋势是：计算机的性能越来越好，生产成本越来越低，体积越来越小，速度越来越快，耗电量越来越少，存储容量越来越大，可靠性越来越高，软件配置越来越丰富，应用范围越来越广。 目前计算机正朝着以下五个方面发展： 巨型化、微型化、网络化、智能化、多媒体化 通过进一步的深入研究，人们发现了电子元件的局限性，因而从理论上来说，电子计算机的发展也有一定的局限性。因此，科学家正在进行新型计算机的研究和开发。如超导计算机、量子计算机、光子计算机、生物计算机、神经网络计算机等。 1.1.2计算机的特点 计算机与传统的手工计算相比，具有如下特点： 运算速度快。 计算精度高。 具有存储记忆功能。 具有逻辑判断能力。 能自动连续地工作，可靠性好。 1.1.3计算机的分类 按照目前的市场情况，大致可以从以下几个角度分类： 根据计算机的用途，可以将计算机分为通用计算机和专用计算机。通用计算机能解决多种类型的问题，应用领域广泛；专用计算机用以解决某个特定方面的问题，适用于某一特殊的应用领域，如卫星上使用的计算机、智能仪表、军事装备等计算机。 根据计算机处理对象的不同，可以将计算机分为数字计算机、模拟计算机、数字模拟混合计算机。数字计算机输入、输出的都是离散的数字量；模拟计算机直接处理连续的模拟量，如电压、温度、速度等；数字模拟混合计算机输入、输出既可以是数字量也可以是模拟量。 按计算机的综合性能指标（运算速度、存储容量、输入输出能力、规模大小、软件配置等），可以将计算机分为高性能计算机、微型计算机、嵌入式系统、工作站，如图1-2所示。 1.1.4计算机的应用 计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。计算机的主要应用领域如下： 科学计算 科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中的数学计算问题。 数据处理 数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的总称。 电子数据处理(Electronic Data Processing，简称EDP) 管理信息系统(Management Information System，简 称MIS) 决策支持系统(Decision Support System，简称DSS) 1.1.4计算机的应用 计算机辅助设计与制造 计算机辅助技术包括CAD、CAM和CAI等。 计算机辅助设计(Computer Aided De