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计算机基础知识概述 20031014029 1 什么是计算机 1 计算机俗称电脑 英文名是computer 它是一种能高速运算 具有内部存储功能 有程序控制其操作过程的自动的电子装置 2 计算机具有的本质特征 1 计算机是信息处理的工具 2 计算机是通过预先的存储程序自动完成数据的加工处理 计算机的核心是处理器 也称为中央处理单元CPU 包括运算器和控制器 小问题 计算机为什么俗称电脑呢 因为计算机具有高超的运算能力 非凡的记忆能力 以及广泛的应用 在实际应用中减轻并取代了人的脑力劳动 在特殊情况下 它还能够从事人的脑力所不能从事的活动 因此人类常把它拿来和计算机相媲美 称其为电脑 3 电子计算机问世 极大的提高了人类脑力劳动的效率 开辟了人类智力解放的新纪元 对人类社会的生产和生活产生了深远的影响 极大的促进了生产力的发展和社会的进步 他标志着人类又开始了一个新的信息革命时代 计算机的发展史 1946年12月 在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子计算机ENIAC ElectronicNumericalIntegratorAndComputer 这台计算机占地170平方米 重30吨 用了18000多个电子管 每秒能进行5000次加法运算 它的产生标志着电子计算机时代的到来 在短短的半个世纪 计算机经历了飞速的发展 右表是计算机的简要发展过程 计算机的发展趋势 随着计算机的发展和深入 人们又向计算机技术本身益处了更高的要求 计算机技术正朝着下面方向发展 巨型化 或功能巨型化 巨型化是指其高速运算 大存储容量和强功能的巨型计算机 其运算能力一般在每秒百亿次以上 内存容量在几百兆字节以上 巨型计算机主要用于尖端科学技术和军事国防系统的研究开发 巨型计算机的发展集中体现了计算机科学技术的发展水平 推动了计算机系统结构 硬件和软件的理论和技术 计算数学以及计算机应用等多个科学分支的发展 微型化 或体积微型化 二十世纪七十年代以来 由于大规模和超大规模集成电路的飞速发展 微处理器芯片连续更新换代 微型计算机连年降价 加上丰富的软件和外部设备 操作简单 使微型计算机很快普及到社会各个领域并走进了千家万户 随着微电子技术的进一步发展 微型计算机将发展得更加迅速 其中笔记本型 掌上型等微型计算机必将以更优的性能价格比受到人们的欢迎 网络化 或资源网络化 网络化是指利用通信技术和计算机技术 把分布在不同地点的计算机互联起来 按照网络协议相互通信 以达到所有用户都可共享软件 硬件和数据资源的目的 现在 计算机网络在交通 金融 企业管理 教育 邮电 商业等各行各业中得到广泛的应用 目前各国都在开发三网合一的系统工程 即将计算机网 电信网 有线电视网合为一体 将来通过网络能更好的传送数据 文本资料 声音 图形和图像 用户可随时随地在全世界范围拔打可视电话或收看任意国家的电视和电影 智能化 或处理智能化 智能化就是要求计算机能模拟人的感觉和思维能力 也是第五代计算机要实现的目标 智能化的研究领域很多 其中最有代表性的领域是专家系统和机器人 目前已研制出的机器人可以代替人从事危险环境的劳动 运算速度为每秒约十亿次的 深蓝 计算机在1997年战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫 展望未来 计算机的发展必然要经历很多新的突破 从目前的发展趋势来看 未来的计算机将是微电子技术 光学技术 超导技术和电子仿生技术相互结合的产物 第一台超高速全光数字计算机 已由欧盟的英国 法国 德国 意大利和比利时等国的70多名科学家和工程师合作研制成功 光子计算机的运算速度比电子计算机快1000倍 在不久的将来 超导计算机 神经网络计算机等全新的计算机也会诞生 届时计算机将发展到一个更高 更先进的水平 计算机的应用 随着计算机的高速发展 计算机应用进一步向各行各业渗透 上至高 新的尖端技术 下至家庭生活与各种电器 计算机无处不在 无时不在 1 科学计算科学计算也称数值计算 指用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算 计算工作量很大 它是计算机最早的应用领域 世界上第一台计算机的研制就是为科学计算而设计的 随着科学技术的发展 各领域的计算模型日趋复杂 人工计算已无法解决的这些复杂问题都需要依靠计算机来进行复杂的运算 在天气预报中 大量的卫星气象云图 气象资料 如果用人工进行计算 预报一天需要计算几个星期 就失去了时效 现在用计算机 取得10天的预报只需要计算数分钟 这就使中 长期预报成为可能 在航空与航天领域 复杂的微分方程及大量数据测算工作 需要高速瞬间完成计算任务 也都是计算机应用的重要阵地 2 数据处理数据处理也称为非数值计算 指对大量的数据进行加工处理 例如分析 合并 分类 统计等 形成有用的信息 与科学计算不同 数据处理涉及的数据量大 但计算方法简单 在计算机的应用领域中 数据处理占有极大的比重 在经济发达的国家里 约占80 至90 的份额 目前 数据处理广泛应用于办公自动化 企业管理 事务管理 情报检索等 数据处理已成为计算机应用的一个重要方面 3 过程控制过程控制又称实时控制 指计算机及时采集数据 将数据处理后 按最佳值迅速地对控制对象进行控制 从20世纪60年代起 就在冶金 机械 电力 石油化工等产业中用计算机进行实时控制 现代工业 由于生产规模不断扩大 技术 工艺日趋复杂 从而以实现生产过程的自动化控制系统的要求也日益增高 利用计算机进行过程控制 不仅可以大大提高控制的自动化水平 而且可以提高控制的及时性和准确性 从而改善劳动条件 提高质量 节约能源 降低成本 现代化工厂中 生产过程的自动控制是计算机应用的又一重要领域 4 计算机辅助系统计算机辅助系统包括CAD CAM CBE等 计算机辅助设计CAD Computer AidedDesign 就是用计算机帮助各类设计人员进行设计 由于计算机有快速的数值计算 较强的数据处理以及模拟的能力 使CAD技术得到广泛应用 例如 飞机设计 船舶设计 建筑设计 大规模集成电路设计等 采用计算机辅助设计后 不但降低了设计人员的工作量 提高了设计的速度 更重要的是提高了设计的质量 计算机辅助制造CAM Computer AidedManufacturing 是指用计算机进行生产设备的管理 控制和操作的技术 例如 在产品的制造过程中 用计算机控制机器的运行 处理生产过程中所需的数据 控制和处理材料的流动以及对产品进行检验等 使用CAM技术可以提高产品的质量 降低成本 缩短生产周期 降低劳动强度 计算机辅助教育CBE Computer BasedEducation 包括 计算机辅助教学CAI 计算机辅助测试CAT和计算机管理教学CMI CMI指用计算机实现各种教学管理 例如教务管理 教学计划制定 课程安排 计算机题库与计算机评分等 近年来由于多媒体技术和网络技术的发展 推动了CBE的发展 网上教学和远程教学已在许多学校展开 开展CBE使学校教育发生了根本变化 培养出跨世纪的复合型人才 5 人工智能人工智能AI ArtificialIntelligence 一般是指模拟人脑进行演绎推理和采取决策的思维过程 在计算机中存储一些定理和推理规则 然后设计程序让计算机自动探索解题的方法 人工智能可用于机器人 计算机象棋 机器证明定理 专家系统 如医疗诊断专家系统 等 人工智能是计算机应用研究的前沿学科 6 信息高速公路信息高速公路的建议最早由美国提出 将美国所有的信息库及信息网络连成一个全国性的大网络 把大网络连接到所有的机构和家庭中去 让各种形态的信息 如文字数据 声音 图像等 都能在大网络里交互传输 这个建议引起了世界各国和地区的极大震动 纷纷提出了自己发展信息高速公路计划的设想 我也不例外 计算机系统构成 计算机系统由硬件系统和软件系统构成 硬件系统是软件系统的载体 由各种电脑配件构成 软件系统是硬件系统的表现 由各种应用程序构成 1 电脑的硬件系统的特点 A电脑系统由运算器 控制器 存储器 输入和输出设备五部分构成 B采用存储程序工作原理 实现自动不间断运算 计算机包括 主机箱 主板 中央处理器CPU 内存条 显卡 声卡 软盘 硬盘 光盘驱动器 键盘和鼠标 显示器等等 2 软件是指计算机运行所需要的各种程序和数据及其有关资料 软件包括系统软件和应用软件 系统软件主要包括 操作系统 程序设计语言 数