第1章 计算机基础知识计算机应用基础课件2.ppt

第1章 计算机基础知识 本章介绍计算机的发展概况、分类、特点、技术指标、软硬件和系统结构的基本概念及其应用，为学习后续章节打基础。 1.1 计算机的发展概况 1.1.1 计算机史前史 可以将其划分为3个时代：算盘时代、机械时代和机 电时代。 1941年，德国人朱斯（Konrad Zuse）制造了第一台 使用二进制数的全自动可编程计算机。此外，朱斯还开 发了世界上第一个程序设计语言——Plankalkul，该语言 被当作现代算法程序设计语言和逻辑程序设计的鼻祖。 1.1.2 现代计算机的发展 20世纪初，Boole创立了布尔代数，为电子数字计算机的诞生奠定了理论基础。用两个电子管等元件构成的双稳态触发器，用于表示二进制“0”和“1”，为电子数字计算机的诞生奠定了物质基础。 计算机发展的4个时代 No.1 Super Computer：(2007)--IBM Blue Gene 中国No.1：曙光4000A 由国家智能计算机研发中心开发，服务于上海超级计算中心： 每秒运行10万亿次= 10000000000000 已从2006年的第10位大幅跌落到2007年的第31位 各阶段出现的电子元件 微处理器集成度发展示意图 摩尔定理 我国的计算机事业 1958年：第一台电子管计算机103机（DJS－1） 1965年：第一台晶体管计算机108机 1970年：第一台集成电路计算机（DJS－100） 1983年：银河－Ⅰ巨型机 亿次/S 国防科大 1984年：长城0520系列（与IBM－PC兼容） 1992.11：银河－Ⅱ巨型机 10亿次/S 国防科大 1997.6：银河－Ⅲ巨型机 130亿次/S 国防科大 2000：曙光3000 3000亿次/S 曙光公司 2003：曙光4000L 百万亿次 曙光公司 1.1.3 微型计算机的发展 1981年，IBM公司推出了第一台16位个人计算机IBM PC 5150。这台微机采用英特尔公司的8088作为CPU，工作频率 为4.77MHz，内存为16KB，一个160KB的5.25英寸的软盘驱动 器，一个11.5英寸的单色显示器，没有硬盘，操作系统为微软 公司的DOS 1.0，IBM公司将这台计算机命名为PC（Personal Computer，个人计算机） 1984年8月，IBM公司推出了IBM PC/AT微机，它支持多 任务、多用户。系统采用英特尔公司的80286 CPU，工作频率 为6MHz，操作系统采用微软公司的DOS 3.0，并增加了网络 连接能力。 1985年6月，长城0520微机研制成功，这是中国内地第一 台自行研制的PC兼容微机。 进入20世纪90年代后，每当英特尔公司推出新型CPU产 品时，马上会有新型的PC推出。 1.1.4 未来新型计算机 未来的计算机将以超大规模集成电路为基础，向巨型化、微型化、多媒体化、网络化与智能化的方向发展。 1.2 计算机的分类及应用 1.2.1 计算机的特点 运算速度快 计算精度高 记忆能力强 有逻辑推理和判断能力 自动化程度高 通用性强 1.2.2 计算机的分类 1.2.3 计算机的主要应用领域 按其应用特点，大体可归纳为如下几大类。 1．科学计算 2．数据处理 3．自动控制 4．计算机辅助设计/计算机辅助制造 5．人工智能 6．网络应用 1.3 计算机的结构及基本工作原理 1.3.1 计算机的基本结构 冯·诺依曼的主要思想可概括为以下3点。 （1）冯·诺依曼结构计算机主要包括：输入设备、输出设备、存储器、控制器、运算器五大组成部分。 （2）采用二进制形式表示数据和指令 指令是人们对计算机发出的用来完成一个最基本操作的工作命令，它由计算机硬件来执行。 指令和数据在代码形式上并无区别，都是由0和1组成的二进制代码序列，只是各自约定的含义不同。在计算机中采用二进制，使信息数字化容易实现，并可以用二值逻辑元件进行表示和处理。 （3）存储程序 这是冯·诺依曼思想的核心内容。 存储程序意味着事先将编制好的程序（包含指令和数据）存入计算机存储器中，计算机在运行程序时就能自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行。 （5）硬盘 1.3.2 计算机的基本工作原理 计算机的工作过程为：人们预先编制程序，利用输入设备将程序输入到计算机内，同时转换成二进制代码，计算机在控制器的控制下，从内存中逐条取出程序中的每一指令交给运算器去执