第1章 計算機基礎(chǔ)知識_4235

1、第1章計算機基礎(chǔ)知識1第1章計算機基礎(chǔ)知識1.1概述電子計算機是一種能高速、準確、自動地對預先存儲的程序和數(shù)據(jù)進行處理的電子設(shè)備。由于它能模擬人大腦處理各種信息的部分功能，故又俗稱電腦。電子計算機是人類20世紀最偉大的發(fā)明創(chuàng)造之一，是科學技術(shù)和生產(chǎn)力的結(jié)晶，經(jīng)過60多年的飛速發(fā)展，如今它以不可阻擋之勢迅速滲透到社會各個領(lǐng)域。掌握計算機基礎(chǔ)知識和應用技術(shù)已成為高等技術(shù)人員所不可缺少的基本素質(zhì)之一，因此對計算機基礎(chǔ)文化知識的理解和掌握、計算

2、機基本應用能力的培養(yǎng)，已成為當代大學生知識結(jié)構(gòu)的重要組成部分。1.1.1計算機發(fā)展簡史1世界上第一臺計算機世界上公認的第一臺數(shù)字式電子計算機，是由美國賓夕法尼亞大學任教的物理學家約翰莫齊利（JohnMauchly）和工程師普雷斯伯?？颂兀↗.PresperEckert）領(lǐng)導研制的，于1946年2月15日在美國賓夕法尼亞大學正式投入運行，取名為ENIAC，是電子數(shù)值積分計算機（ElectronicNumericalIntergratCal

3、culat）的縮寫。它使用了17468個真空電子管，耗電174千瓦，占地170平方米，重達30噸，每秒鐘可進行5000次加法運算。它是在第二次世界大戰(zhàn)中，美國陸軍彈道研究所為了解決彈道問題所涉及的許多復雜計算而設(shè)計制造的。與現(xiàn)代的計算機相比，它體積龐大，耗電量也特別大，而存儲容量卻很小，運算速度也非常慢，但在當時它已是運算速度的絕對冠軍，并且其運算的精確度和準確度也是史無前例的。ENIAC奠定了電子計算機的發(fā)展基礎(chǔ)，開辟了一個計算機科學

4、技術(shù)的新紀元。有人將其稱為人類第三次產(chǎn)業(yè)革命開始的標志。ENIAC并不完美，存在許多缺陷，最不能容忍的則是編排程序都要靠人工改接連線，因此每次解題都要靠人工改接連線，準備時間大大超過實際計算時間。美國數(shù)學家馮諾依曼（JohonVonNeumann）考察了ENIAC后，提出了全新的計算機方案，這就是EDVAC（ElectronicDariableAutomaticComputer）。它采用二進制編碼表示機器指令和數(shù)據(jù)，在計算機中設(shè)置存儲器

5、，將要執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)按順序編成程序存儲到計算機存儲器中，依次取出存儲的內(nèi)容進行譯碼，并按照譯碼結(jié)果進行計算，從而實現(xiàn)計算機工作的自動化。整個計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個基本部分組成。60年過去了，計算機的基本體系結(jié)構(gòu)仍然沿襲著這種構(gòu)思和設(shè)計，我們把這種體系結(jié)構(gòu)的計算機稱之為馮諾依曼原理計算機。第1章計算機基礎(chǔ)知識3化等，并逐漸形成軟件產(chǎn)業(yè)部門。計算機的發(fā)展進入了以計算機網(wǎng)絡為特征的時代。計算機的應用深入到社會

6、生活的方方面面。從20世紀80年代開始，發(fā)達國家開始研制第五代智能計算機，它是一種有知識、會學習、能推理的計算機，具有能理解自然語言、聲音、文字和圖像的能力，并且具有說話的能力，使人機能夠用自然語言直接對話，它可以利用已有的和不斷學習到的知識，進行思維、聯(lián)想、推理，并得出結(jié)論，能解決復雜問題，具有匯集、記憶、檢索有關(guān)知識的能力。智能計算機突破了傳統(tǒng)的馮諾依曼式機器的概念，舍棄了二進制結(jié)構(gòu)，把許多處理機并聯(lián)起來并行處理信息，大大提高了運行

7、速度。它的智能化人機接口使人們不必編寫程序，只需發(fā)出命令或提出要求，電腦就會完成推理和判斷，并且給出解釋，目前仍處于研制中。3微型計算機的發(fā)展過程微型計算機，簡稱微機或PC（PersonalComputer）機是1971年出現(xiàn)的，屬于第四代計算機。它的一個突出特點是將運算器和控制器做在一塊集成電路芯片上，一般稱為微處理器MPU（MicroProcessUnit）。根據(jù)微處理器的集成規(guī)模和功能，又形成了微機的不同發(fā)展階段，如Intel80

8、486、Pentium、PⅡ以及當前流行的PⅢ等。世界上第一臺微機是由美國Intel公司年輕的工程師馬西安霍夫(M.E.Hoff)于1971年研制成功的。它把計算機的全部電路做在四個芯片上：4位微處理器Intel4004、320位(40字節(jié))的隨機存取存儲器、256字節(jié)的只讀存儲器和10位的寄存器，它們通過總線連接起來，于是就組成了世界上第一臺4位微型電子計算機——MCS4。從此揭開了微機發(fā)展的序幕。第一代微處理器是在1972年由Int

9、el公司研制的8位微處理器Intel8008，主要采用工藝簡單、速度較低的P溝道MOS電路，由它裝備起來的計算機稱為第一代微型計算機。第二代微處理器是在1973年研制的，主要采用速度較快的N溝道MOS技術(shù)的8位微處理器。代表產(chǎn)品有Intel公司的Intel8085、Motola公司的M6800、Zilog公司的Z80等。第二代微處理器的功能比第一代顯著增強，以它為核心的微型計算機及其外部設(shè)備都得到相應的發(fā)展，由它裝備起來的計算機稱為第二

10、代微型計算機。第三代微處理器是在1978年研制的，主要采用HMOS新工藝的16位微處理器。其典型產(chǎn)品是Intel公司的Intel8086。Intel8086比Intel8085在性能上提高了十倍。由第三代微處理器裝備起來的計算機稱為第三代微型計算機。從1985年起采用超大規(guī)模集成電路的32位微處理器，標志著第四代微處理器的誕生。典型產(chǎn)品有Intel公司的Intel80386、Zilog公司的Z80000、惠普公司的HP32等。由第四代微

11、處理器裝備起來的計算機稱為第四代微型計算機。1993年Intel公司推出第五代32位微處理器芯片Pentium(中文名為奔騰)，它的外部數(shù)據(jù)總線為64位，工作頻率為66～200MHz。1998年Intel公司推出PentiumⅡ、Celeron，后來又推出PentiumⅢ。第六代都是更先進的32位高檔微處理器，工作頻率為300～860MHz，主要用于高檔微機或服務器。微機具有體積小、重量輕、功耗小、可靠性高、對使用環(huán)境要求低、價格低廉、