2015计算机应用基础（校本）课件：第1讲 计算机基础知识.pptVIP

计算机应用基础 本章学习要求1．了解计算机的发展与分类。2．掌握计算机的硬件结构与工作原理。3．掌握微型计算机的配置结构。4．了解信息在计算机内的存储形式及数制的转换。5．了解安全使用计算机的常识。 1.1 现代计算机概述 计算机的诞生源于人类对“计算”的需求。在人类文明发展的历史长河中，人类对计算方法和计算工具的探索、研究从来没有停止过。从远古的“结绳记事”到使用“算盘”进行简单的计算，一直到现代的“电子计算机”，无一不渗透着人类在计算科学领域的智慧。 计算机是20世纪人类最伟大的发明之一。从第一台电子计算机问世到今天，短短60多年，人类从生产到生活都发生了巨大变化，以计算机为核心的信息技术作为一种崭新的生产力，正在向社会的各个领域渗透。可以这样说，没有计算机就没有现代化。 1.1.1 现代计算机的发展 世界上第一台真正的电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）于1946年在美国宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）诞生，如图1-1所示。ENIAC共用了18000多个电子管，重达30吨，占地170平方米，运算速度为5000次加法/秒。尽管这台计算机有许多不足，如存储容量小、体积大、耗电多、可靠性差、使用不便等，可是当时人们对它的速度相当满意。它的诞生宣布了电子计算机时代的到来。 一、计算机的起源 世界上第一台计算机诞生： 1946年美国研制成功世界上第一台电子计算机。 面积：170m2 重量：30t 功率：140KW 二、计算机的发展阶段 从1946年美国研制成功世界上第一台电子计算机至今，按计算机所采用的电子器来划分，计算机的发展经历了以下四个阶段： 1．第一阶段大约为1946年~1958年，计算机采用的电子器件是电子管。 2．第二阶段大约为1958年~1964年，计算机的电子器件采用的是晶体管，它的主要存储器采用磁芯存储器，外存储器开始使用磁盘，并提供了较多的外部设备。 3．第三阶段大约为1964年~1971年，计算机采用了小规模和中规模集成电路。 4．第四阶段从1971年起到现在，计算机全面采用大规模集成电路和超大规模集成电路。 1．第一代——电子计算机（1946—1958） 在ENIAC研制成功后，相继出现了一批电子管计算机，主要用于科学计算。采用电子管作为逻辑元件是第一代计算机的标志。 1950年问世的计算机——离散变量自动计算机（Electronic Discrete Variable Automatic Computer，EDVAC），首次实现了冯·诺依曼（如图1-2所示）体系的两个重要设想（其一是电子计算机应该以二进制为运算基础；其二是电子计算机应采用“存储程序”方式工作），并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由5个部分组成，即运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置（如图1-3所示）。冯·诺依曼的这些理论的提出，解决了计算机的运算自动化问题和速度配合问题，对后来计算机的发展起到了决定性的作用。直至今天，绝大部分的计算机还是采用冯·诺依曼方式工作。 把这5个部分中的运算器和控制器组合在一起，称为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）。一台计算机的性能在很大程度上取决于CPU的性能。 2．第二代——晶体管计算机（1959—1964） 1948年，贝尔实验室发明了晶体管，如图1-4所示。相比电子管，晶体管体积小、重量轻、寿命长、发热少、功耗低。由于晶体管组成的电子线路的结构大大改观，运算速度得到了大幅度提高。它就像颗重磅炸弹，在电子计算机领域引发了一场晶体管革命，电子计算机从此跨进了第二代的门槛。采用晶体管代替电子管成为了第二代计算机的标志。 1954年，贝尔实验室研制成功了第一台使用晶体管的第二代计算机TRADIC，如图1-5所示。TRADIC装有800个晶体管，功率仅100W，占地也只有3ft3。相比采用定点运算的第一代计算机. 第二代计算机普遍增加了浮点运算，计算能力实现了一次飞跃。 3．第三代——集成电路计算机（1964—1970） 1958年第一块集成电路诞生以后，集成电路技术的发展日臻成熟。集成电路的问世催生了微电子产业，采用集成电路作为逻辑元件成为第三代计算机的最重要特征，并且开始使用半导体存储器作为主存储器。此外，系列兼容和采用微程序设计也是第三代计算机的重要特点。 IBM于1964年研制出计算机历史上最成功的机型之一——IBM S/360，如图1-6所示。借助于S/360的成功，IBM进一步巩固了自己在业界的地位，“蓝色巨人”几乎成为计算机的代名词。 IBM S/