大学计算机基础第一章计算机文化概论.pptVIP

大学计算机基础 第1章 计算机文化概论 1.1 计算机的发展与分类 1.2 计算机的特点与应用 1.3 计算机文化与社会信息化 1.4 计算机内的信息表示 1.5 如何学好大学计算机基础 1.1 计算机的发展与分类 1.1.1 计算机的发展史 计算机也叫“电脑”。第一台计算机于1946年2月诞生于美国夕法尼亚大学，它的名字叫“ENIAC”(Electronic Numerical Integrator And Calculator)，是宾州大学莫克利(John Mauchly)教授和他的学生埃克特(J.P.Eckert)博士为军事目的而研制的。它以电子管为主要元件。 其内存为磁鼓(存储容量小)，外存为磁带，使用机器语言编程，运算速度为每秒5000次，主要应用领域为数值计算。 1946年6月，曾担任ENIAC小组顾问的美籍旬牙利科学家冯·诺依曼(John von Neumman)教授发表了《电子计算机逻辑结构初探》的论文，并为美国军方设计了第一台存储程序式的计算机EDVAC(the Electronic Discrete Variable Automatic Computer，电子离散变量计算机)。 与ENIAC相比，EDVAC有两点重要的改进：采用二进制，提高了运行效率；把指令存入计算机内部。但世界上第一台实现存储程序式的计算机是EDSAC(the Electronic Delay Storage Automatic Calculator)，于1949年5月制成并投入运营。 1959年，第二代计算机出现，其特征是：以晶体管为主，内存为磁芯存储器，外存为磁盘或磁带，运算速度为每秒几万到几十万次。 使用高级语言(如FORTRAN，COBOL等)编程。主要应用领域为数值计算、数据处理及工业过程控制。 1965年，第三代计算机出现，其特征是：以集成电路为主(集成电路就是由晶体管、电阻、电容等电子元件集成的一个小硅片)，内存为半导体存储器，外存为磁盘，运算速度为每秒几十万次到几百万次，机种成系列，采用积木式结构及标准输入输出接口，用高级语言编程。 以操作系统来管理硬件资源，主要应用领域为信息处理(处理数据、文字、图像)。 1970年左右，第四代计算机出现，其特征是：以大规模及超大规模集成电路为主(一个芯片上可集成数十到上百万个晶体管)，内存为半导体存储器，外存为磁盘，运算速度每秒几百万次到上亿次，应用领域扩展到各个方面。 此时微型计算机也开始出现，并在20世纪80年代得到了迅速推广。 20世纪80年代，日本首先提出了第五代计算机的研制计划，其主要目标是使计算机具有人类的某些智能，如听、说、识别对象，并且具有一定的学习和推理能力。 目前科学家正在研究的新一代计算机有：神经网络计算机、生物计算机等。 1.1.2 计算机技术发展动向 计算机未来的发展方向是巨型化、微型化、网络化、智能化及多媒体化。 1.1.3 计算机的分类 我国将计算机分为：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机。 第一、二代计算机主要是大型机；第三代计算机有大、中、小三类，第四代计算机则包括了所有类别。 1989年11月，美国电气和电子工程师协会(IEEE)将计算机分为主机、小型机、个人计算机、巨型机、小巨型机和工作站6类。 1.2 计算机的特点与应用 1.2.1 计算机的特点 1. 运算速度快、计算精度高 2. 记忆能力强 3. 可靠的逻辑判断能力 4. 工作自动化 另外计算机还具有可靠性高、通用性强的特点。 1.2.2 计算机的性能指标 评价计算机的性能指标可以从主频、字长、内存容量、存取周期和运算速度等方面来衡量。 1. 主频 主频是指时钟频率，其单位是兆(或吉)赫兹(MHz或GHz)。 2. 字长 字长是指计算机的运算器能同时处理的二进制数据的位数，它确定了计算机的运算精度，字长越长，计算机的运算精度就越高，其运算速度也越快。另外字长也确定计算机指令的直接寻址能力。 3. 内存容量 内存储器中可以存储的信息总字节数称为内存容量。 4. 存取周期 把信息存入存储器的过程称为“写”，把信息从存储器取出的过程称为“读”。 存储器的访问时间(读写时间)是指存储器进行一次读或写操作所需的时间；存取周期是指连续启动两次独立的读或写操作所需的最短时间。 目前微机的存取周期约为几十到一百纳秒(ns)左右。 5. 运算速度 运算速度是一项综合的性能指标，用MIPS(M