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第3章 管理信息系统的技术基础 第3章 管理信息系统的技术基础 3.1 计算机系统概述  3.1.1 计算机发展历史  从生产计算机的主要技术来看，计算机的发展过程可以划分为以下4 个阶段。 (1) 从1946年到1958年是计算机发展的第一个阶段。其特征是计算机的 逻辑元件采用电子管，内存储器采用水银延迟线，外存储器采用磁 鼓、纸带和卡片等；运算速度只有每秒几千次到几万次的基本运算 ；内存容量只有几千个字节；采用二进制表示的机器语言或汇编语 言编写程序。由于体积大、功耗大、造价高以及使用不便，此时的 计算机主要用于军事和科研部门进行数值计算。代表性的计算机是 于1946年由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼(Von Neumann)与他的同事 们在普林斯顿研究所设计的存储程序计算机IAS，该设计体现了“存 储程序原理”和“二进制”的思想，产生了冯·诺依曼型计算机结构体系 ，对后来计算机的发展有着深远的影响。 (2) 从1958年到1964年是计算机发展的第二个阶段。其特征是用晶体管 代替了电子管，大量采用磁芯做内存储器，采用磁盘、磁带等做外存 储器；体积缩小、功耗降低，运算速度提高到每秒几十万次的基本运 算，内存容量扩大到几十万字节。同时，计算机软件技术也有了很大 发展，出现了FORTRAN、ALGOL-60 、COBOL等高级程序设计语言 ，大大方便了计算机的使用。因此，它的应用从数值计算扩大到数据 处理、工业过程控制等领域，并开始进入商业市场。代表性的计算机 是IBM公司生产的IBM-7094机和CDC公司生产的CDC1604机。 (3) 从1964年到1975年是计算机发展的第三个阶段。其特征是用集成电 路(Intergrated Circuit，IC)代替了分立元件，集成电路是把多个电子 元器件集中在几平方毫米的基片上形成的逻辑电路。第三代计算机的 基本电子元件是每个基片上集成几个到十几个电子元件(逻辑门)的小 规模集成电路和每片上几十个元件的中规模集成电路。第三代计算机 已开始采用性能优良的半导体存储器取代磁芯存储器，运算速度提高 到每秒几十万到几百万次基本运算，在存储器容量和可靠性等方面都 有了较大的提高。同时，计算机软件技术的进一步发展，尤其是操作 系统的逐步成熟是第三代计算机的显著特点。多处理机、虚拟存储器 系统以及面向用户的应用软件的发展，大大丰富了计算机软件资源。  为了充分利用已有的软件，解决软件兼容问题，因此出现了系列化的 计算机。最有影响的是IBM公司研制的IBM-360计算机系列。这个时 期的另一个特点是小型计算机的应用。DEC公司研制的PDP-8机、 PDP-11系列机以及后来的VAX-11系列机等，都曾对计算机的推广起 到了极大的作用。 (4) 从1975年到现在是计算机发展的第四个阶段。其特征是以大规模 LSI(Large-Scale Integration)或者超大规模集成电路(每片上集成几百 到几千个逻辑门)VLSI(Very Large-Scale Integration)来构成计算机的 主要功能部件；主存储器采用集成度很高的半导体存储器。运算速度 可达每秒几百万次甚至上亿次基本运算。在软件方面，出现了数据库 系统和分布式操作系统等软件。同时，应用软件的开发已逐步成为一 个庞大的现代产业。  3.1.2 计算机组成及工作原理  现代计算机系统由硬件和软件两部分组成。计算机硬件是计算机系统 中所有实际物理装置的总称，如计算机存储器芯片、底板、各类扩充 卡、键盘和鼠标等；计算机软件是指在计算机中运行的各种程序及其 处理的数据和相关的文档。  1. 计算机硬件  从功能上来讲，计算机硬件主要包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、内存储器(以下简称“ 内存”)、外存储器(以下简称“外存”) 、输入设备和输出设备等，它们通过总线相互连接，如图3-1所示。 C P U 内存储器 包括运算器和控制器