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第三章 计算机硬件系统 3.1 计算机的发展及现代应用 计算机的发展史 现代计算机问世之前，计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。 机器计算的由来：最早的机器设备可以追溯到古希腊、古罗马和中国古代。 以电子器件发展为主要特征的计算机的发展阶段 世界上第一台电子数字计算机于1946年2月诞生在美国宾夕法尼亚大学，它的名字叫ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator），是由美国物理学家莫克利（John Mauchly）教授和他的学生埃克特（Presper Eckert）为计算弹道和射击特性表而研制的。 人们公认，ENIAC的诞生开创了电子数字计算机时代，在人类文明史上具有划时代的意义。 3.1 计算机的发展及现代应用 3.1 计算机的发展及现代应用 计算机的发展史 奠定现代计算机基础的重要思想和人物 英国数学家布尔（G. Boole），布尔建立了一门新的数学学科：布尔代数，构思了关于0和1的代数系统，用基础的逻辑符号系统描述物体和概念，这为今后数字计算机开关电路的设计提供了重要的数学方法。 美国数学家香农（C. Shannon），香农于1938年第一次在布尔代数和继电器开关之间架起了桥梁，发明了以脉冲方式处理信息的继电器开关，从理论到技术彻底改变了数字电路的设计。 冯·诺依曼（John Von Nouma） ，美籍匈牙利数学家，提出了著名的“存储程序”设计思想，现代计算机体系的奠基人。 3.1 计算机的发展及现代应用 现代计算机的分类和应用 按照计算机的规模，即运算速度、存储容量、软硬件配置等综合性能指标，人们又常常将计算机分为微型机、小型机、大型机、巨型机和服务器等几类。 微型机（microcomputer） 微型计算机的主体是个人计算机（Personal Computer, PC），它是企事业单位、学校包括家庭中最常见的计算机。可独立使用，也可连接在计算机网络中使用，通常只处理一个用户的任务。 小型机( minicomputer ) 小型机已可为多用户执行任务。它可以连接若干终端构成小型机系统。使用者在终端上用键盘、鼠标输入处理请求，从屏幕上观察处理结果，也可将处理结果打印输出。 3.1 计算机的发展及现代应用 现代计算机的分类和应用 大型机（mainframe） 称大型机为mainframe大概是这类机器都装在机架内的缘故。这类机器的特点是大型、通用，装备有大容量的内、外存储器和多种类型的I/O通道，能同时支持批处理和分时处理等多种工作方式。 巨型机(super computer) 巨型机是各种计算机中功能最强，价格也最贵的一类。在现代科技领域，有一些数据量特大的应用要求计算机既有很高的速度，又有很大的存储容量。 服务器 “服务器”一词更适合描述计算机在应用中的角色、而不是刻画计算机的档次。随着互联网的普及，各种档次的计算机在网络中发挥着各自不同的作用，服务器是网络中最重要的一个角色。 3.1 计算机的发展及现代应用 现代计算机的分类和应用 超级计算机 超级计算机是指在计算速度或容量上领先世界的电子计算机。它的体系设计和运作机制都与人们日常使用的个人电脑有很大区别。 Cray 224162棵CPU 1.759PFlops(　PFLOPS是floating point operations per second每秒所执行的浮点运算次数的英文缩写。它是衡量一个电脑计算能力的标准。最后面的S是秒的意思，最前面的p是个常量，1P=1024T 1T=1024G 1G=1024M 1M=1024K 这里的PFLOPS就是每秒运算能力为1兆＝10的6次方 ) 3.1 计算机的发展及现代应用 嵌入式计算机（embedded computer） 计算机在组成上形式不一。之前介绍的早期计算机的体积足有一间房屋大小，而今天某些嵌入式计算机可能比一副扑克牌还小。嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。 如掌上pda、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。 3.1 计算机的发展及现代应用 嵌入式操作系统是嵌入式系统的操作系统。它们通常被设计非常紧凑有效，抛弃了运行在它们之上的特定的应用程序所不需要的各种功能。嵌入式操作系统多数也是实时操作系统。嵌入式操作系统包括：嵌入式Linux；Windows CE；VxWorks；uCOSII；QNX；FreeRTOS；Android；iPhone OS；Symbian。