第01章节计算机基本知识点.ppt

第1章 计算机基础知识;1.1 计算机元器件技术;1.1.2 电子计算机 ;变址技术 ;1．第一台电子计算机 1946年2月，美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子数字计算机：“埃尼阿克”（ENIAC，即Electronic Numerical Integrator and Calculator，电子数字积分计算机）。 重量30吨，占地170平方米，每小时耗电150千瓦，价值约40万美元。 采用18000只电子管，70000个电阻，10000支电容，研制时间近三年，运算速度为每秒5000次加减法运算。 ENIAC的不足：运算速度慢、存储容量小、全部指令没有存放在存储器中、机器操作复杂、稳定性差 。;;2．冯·诺依曼结构计算机 1946年6月，美籍匈牙利科学家冯·诺依曼（Johe Von Neumman）提出了“存储程序”的计算机设计方案。 其特点是： 采用二进制数形式表示数据和计算机指令。 指令和数据存储在计算机内部存储器中，能自动依次执行指令。 由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件。 工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”。 按照这一原理设计的计算机称为冯·诺依曼型计算机。 冯·诺依曼提出的体系结构奠定了现代计算机结构理论的基础，被誉为计算机发展史上的里程碑。 ;计算机的五大部件;1. 运算器;2. 控制器;3. 存储器;4.输入/输出设备;3．按逻辑部件化分的计算机发展阶段 按电子部件的演变经历了四代： （1）第一代（1946年~1958年）： 电子管计算机 特点：体积大、耗电多、运算速度慢，存储容量小。 逻辑器件使用电子管，用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备，用磁鼓或磁带作为外存储器，使用机器语言编程。 其代表机型有：ENIAC、IBM650(小型机)、IBM709(大型机)等。;（2）第二代（1959年~1964年）： 晶体管计算机 特点：体积减小，重量轻、省电、寿命长、可靠性提高，运算速度可达每秒百万次。 使用晶体管代替了电子管，内存储器采用了磁芯体，引入了变址寄存器和浮点运算硬件，利用I/O处理机提高了输入输出能力。 在软件方面配置了子程序库和批处理管理程序，并且推出了Fortran、COBOL、ALGOL等高级程序设计语言及相应的编译程序，降低了程序设计的复杂性。 其代表机型有：IBM7090、IBM7094、CDC7600等。;（3）第三代（1965年~1970年）：中小规模集成电路计算机 特点：存储容量1~4兆字节。运算速度每秒几百万至千万次，可靠性有较大提高，体积进一步缩小，成本进一步降低，出现了向大型化和小型化发展的趋势。 用半导体、小规模集成电路(Integrated Circuit——IC)作为元器件代替晶体管等分立元件，用半导体存储器代替磁芯存储器，使用微程序设计技术简化处理机的结构，这使得计算机的体积和耗电量显著减小，而计算速度和存储存量却有较大提高，可靠性也大大加强。 在软件方面则广泛地引入多道程序、并行处理、虚拟存储系统和功能完备的操作系统，同时还提供了大量的面向用户的应用程序。计算机开始定向标准化、模块化、系列化，此时，计算机的应用进入到许多科学技术领域。 其代表机器有：IBM360系列、富士通F230系列等。;（4）第四代（1971年-）： 大规模和超大规模集成电路计算机 大规模集成电路使计算机发生了巨大的变化，半导体存储器的集成度越来越高。Intel公司推出了微处理器，诞生了微型计算机，使计算机的存储容量、运算速度、可靠性、性能价格比等方面都比上一代计算机有较大突破。计算机也沿着两个方向飞速向前发展。 一方面，利用大规模集成电路制造多种逻辑芯片，组装出大型、巨型计算机。 另一方面，利用大规模集成电路技术，将运算器、控制器等部件集成在一个很小的集成电路芯片上，从而出现了微处理器。 完善的系统软件、丰富的系统开发工具和商品化的应用程序的大量涌现，以及通信技术和计算机网络的飞速发展，使得计算机进入了一个大发展的阶段。;4．按计算机应用划分的计算机发展阶段 （1）超、大、中、小型计算机阶段（1946年~1980年） 采用计算机来代替人的脑力劳动，提高了工作效率，能够解决较复杂的数学计算和数据处理。 （2）微型计算机阶段（1981年~1990年） 微型计算机大量普及，几乎应用于所有领域，对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。 （3）计算机网络