计算机导论-第五课(西安交大).ppt

* * * * * * * 计算机的基本运作方式 计算机的基本运作方式可概括为“IPOS循环”。IPOS循环即输入(Input)、处理(Processing)、输出(Output)和存储(Storage)，它反映了计算机进行数据处理的基本步骤。 1．输入 2．处理 3．输出 4．存储 * 现代电子计算机的发展阶段 电子数字计算机 电子数字计算机(Electronic Digital Computer)简称为电子计算机或计算机，也是人们常说的电脑，是二十世纪最辉煌的成就之一 计算机给人类带来了巨大的变化 计算机的定义： 计算机是一种能按照事先存储的程序，自动地、高速地、精确地进行大量数值计算，并且具有记忆(存储)能力、逻辑判断能力、可靠性能的数字化信息处理的现代化智能电子设备 按照采用的电子器件划分，计算机大致已经历了四个阶段： 其主要特征是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。 第一代计算机体积大、运算速度低、存储容量小、可靠性低。几乎没有什么软件配置，主要用于科学计算。 其代表机型有：ENIAC、IBM650(小型机)、IBM709(大型机)等。 第一代计算机(1946年—1957年) 物理基础 第二代计算机(1958年—1964年) 其主要特征是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 物理基础 Applied Operating System Concepts 卡片 早期主机计算系统 IBM1401 IBM7094 IBM1401 输入磁带 磁带机 卡片阅读机 输出磁带 打印机 Applied Operating System Concepts 50年代早期 出现了穿孔卡片 程序写在卡片上然后读入计算机 但计算过程则依然如旧 早期计算机系统 Applied Operating System Concepts $END $RUN Data for program $LOAD Fortran program $FORTRAN $JOB, 10,429754 Cherry Chen 典型的 FMS JOB 结构 第三代计算机(1965年—1972年) 其主要特征是用半导体、小规模集成电路(Integrated Circuit——IC)作为元器件代替晶体管等分立组件，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着减小，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。 物理基础 成熟的主机计算模式 终端 Applied Operating System Concepts 多任务分时 交互 通信/网络 跨越发展 第四代计算机(1972年—) 其主要特征是使用了大规模和超大规模集成电路，大规模和超大规模块集成电路的出现，使计算机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。 物理基础 Applied Operating System Concepts 小型计算机，电子游戏和UNIX的成功 1969年，在贝尔退出MULTICS研制项目后，Ken Thompson和Dennis M. Ritchie 想申请经费买计算机从事操作系统研究，但多次申请得不到批准。 项目无着落，他们在一台无人用的PDP-7上，重新摆弄原先在MULTICS项目上设计的“空间旅行”游戏。 为了使游戏能够在PDP-7上顺利运行，他们陆续开发了浮点运算软件包、显示驱动软件，设计了文件系统、实用程序、shell 和汇编程序。 到了1970年，在一切完成后，给新系统起了个同MULTICS发音相近的名字UNIX。 随后，UNIX用C语言全部重写，自此，UNIX诞生了。 Applied Ope