计算机基础1.1

1、计算机计算机应用应用基础基础1计算机的发展计算机的发展23计算机的发展趋势计算机的发展趋势早先的计算工具早先的计算工具欧洲直到欧洲直到1717世纪才世纪才出现计算尺出现计算尺和机械式计和机械式计算机算机 人类人类最初用手指计算，因为人有两只手，最初用手指计算，因为人有两只手，十个手指头。用手指头计算固然方便，但不能十个手指头。用手指头计算固然方便，但不能存储计算结果。于是人们用结绳记事来延长记存储计算结果。于是人们用结绳记事来延长记忆能力。忆能力。 到到了春秋时到就出现了算筹了春秋时到就出现了算筹。算。算筹是我国古代筹是我国古代最早用来最早用来计数和计数和计算的工具，一般是由计算的工具，一般是

2、由十几厘米十几厘米长的竹签制成，用它摆长的竹签制成，用它摆成不同成不同的形式来表示不同的形式来表示不同的数。的数。到了唐朝已经有了至今仍到了唐朝已经有了至今仍在使用在使用的计算工具的计算工具算盘算盘。珠算珠算是我国人民独特的创造。是我国人民独特的创造。Blaise Pascal 1642 加法器加法器Charles Babbage1833 分析机分析机Howard H. Aiken1944 MARK IEniac阶段阶段时段时段所用电子元器件所用电子元器件运算速度运算速度(次次/秒秒)第一代第一代19461956电子管电子管5千千3万万第二代第二代19561963晶体管晶体管数十万数十万几百万

3、几百万第三代第三代19641971 中小规模集成电路中小规模集成电路数百万数百万几千万几千万第四代第四代1971至今至今大规模、大规模、超大规模超大规模集成电路集成电路上亿、十万亿上亿、十万亿 （1946-1956）是采用电子管作为逻辑元件，用阴极射）是采用电子管作为逻辑元件，用阴极射线管或汞延迟线作主存储器，外存主要使用纸带、卡片等，程序设计主要线管或汞延迟线作主存储器，外存主要使用纸带、卡片等，程序设计主要使用机器指令或符号指令，应用领域主要是科学计算。当时的运算速度为使用机器指令或符号指令，应用领域主要是科学计算。当时的运算速度为5千千3万次每秒。万次每秒。 (Electronic Nu

4、merical Integrator And Calculator)电子数值积分计算机电子数值积分计算机电子管电子管:18800:18800只只电阻电阻:70000:70000个个电容电容:10000:10000只只继电器继电器:1500:1500个个耗电耗电:140kW/h:140kW/h占地占地:170m:170m2 2重量重量:30:30吨吨速度速度:5000:5000次次/ /秒秒（1957-1963）用晶体管代替了电子管，主存储器均采用）用晶体管代替了电子管，主存储器均采用磁芯存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的外存储器，程序设计使用了更磁芯存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的外存储器，程序

5、设计使用了更接近于人类自然语言的高级程序设计语言，计算机的应用领域也从科学接近于人类自然语言的高级程序设计语言，计算机的应用领域也从科学计算扩展到了事务处理、工程设计等多个方面。计算扩展到了事务处理、工程设计等多个方面。 1954年美国贝尔实年美国贝尔实验室建成世界上第一台验室建成世界上第一台晶体管计算机晶体管计算机TRADIC。开始了第二代计算机的开始了第二代计算机的发展。发展。 第二代晶体管计算机第二代晶体管计算机 （1964-1971）采用中小规模的集成电路块代替了晶）采用中小规模的集成电路块代替了晶体管等分立元件，半导体存储器逐步取代了磁芯存储器的主存储器地位，体管等分立元件，半导体存

6、储器逐步取代了磁芯存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，计算机也进入了产品标准化、模块化、磁盘成了不可缺少的辅助存储器，计算机也进入了产品标准化、模块化、系列化的发展时期，计算机的管理、使用方式也由手工操作完全改变为系列化的发展时期，计算机的管理、使用方式也由手工操作完全改变为自动管理，使计算机的使用效率显著提高。自动管理，使计算机的使用效率显著提高。 1964年研制出计算机历史上最成功年研制出计算机历史上最成功的机型之一的机型之一IBM S/360。S/360极强的通极强的通用性适用于各方面的用户，它具有用性适用于各方面的用户，它具有“360度度”全方位的特点，并因此得名。全方

7、位的特点，并因此得名。IBM为为此投入了此投入了50亿美元的研发费用，远远超亿美元的研发费用，远远超过制造原子弹的的过制造原子弹的的20亿美元。亿美元。IBM360成为第三代电脑的标志性产品成为第三代电脑的标志性产品 IBM S/360IBM S/360 1971-至今）使用大规模和超大规模集成电路，主存储至今）使用大规模和超大规模集成电路，主存储器均采用半导体存储器，主要的外存储器是器均采用半导体存储器，主要的外存储器是磁带、磁盘、光盘磁带、磁盘、光盘，微处理器和，微处理器和微型计算机诞生。多媒体技术和网络技术的广泛应用，让计算机深入到社会微型计算机诞生。多媒体技术和网络技术的广泛应用，让计

8、算机深入到社会的各个领域。的各个领域。最新最新的笔的笔记本记本电脑电脑 1982年年IBM个人个人计算机计算机 1976年苹果计年苹果计算机：集成电路的算机：集成电路的发展，计算机开始发展，计算机开始了小型化的历程了小型化的历程 众多知名计算机品牌 超级计算机已进入世界先进行列巨型机有极高的速度、极大的容量。用于国防尖端技术、空间技术、大范围长期性天巨型机有极高的速度、极大的容量。用于国防尖端技术、空间技术、大范围长期性天气预报、石油勘探等方面。目前这类机器的运算速度可达每秒百亿次。这类计算机在气预报、石油勘探等方面。目前这类机器的运算速度可达每秒百亿次。这类计算机在技术上朝两个方向发展：一是

9、开发高性能器件，特别是缩短时钟周期，提高单机性能。技术上朝两个方向发展：一是开发高性能器件，特别是缩短时钟周期，提高单机性能。二是采用多处理器结构，构成超并行计算机，通常由二是采用多处理器结构，构成超并行计算机，通常由100台以上的处理器组成超并行巨台以上的处理器组成超并行巨型计算机系统，它们同时解算一个课题，来达到高速运算的目的。型计算机系统，它们同时解算一个课题，来达到高速运算的目的。小型机的机器规模小、结构简单、设计试制周期短，便于及时采用先进工艺技术，软小型机的机器规模小、结构简单、设计试制周期短，便于及时采用先进工艺技术，软件开发成本低，易于操作维护。它们己广泛应用于工业自动控制、大

10、型分析仪器、测件开发成本低，易于操作维护。它们己广泛应用于工业自动控制、大型分析仪器、测量设备、企业管理、大学和科研机构等，也可以作为大型与巨型计算机系统的辅助计量设备、企业管理、大学和科研机构等，也可以作为大型与巨型计算机系统的辅助计算机。算机。微型机技术在近微型机技术在近10年内发展速度迅猛，平均每年内发展速度迅猛，平均每23个月就有新产品出现，个月就有新产品出现，12年产品年产品就更新换代一次。平均每两年芯片的集成度可提高一倍，性能提高一倍，价格降低一就更新换代一次。平均每两年芯片的集成度可提高一倍，性能提高一倍，价格降低一半。应用于办公自动化、数据库管理等半。应用于办公自动化、数据库管

11、理等大型机，或者称大型主机大型机，或者称大型主机(mainframe),大型机使用专用的处理器指令集、操作系统和大型机使用专用的处理器指令集、操作系统和应用软件。大型机一词，最初是指装在非常大的带框铁盒子里的大型计算机系统，用应用软件。大型机一词，最初是指装在非常大的带框铁盒子里的大型计算机系统，用来和迷你机和微型机有所区别。多数时候它却是指来和迷你机和微型机有所区别。多数时候它却是指system/360 开始的一系列的开始的一系列的IBM计计算机。算机。专用计算机功能单一，可靠性高，结构简单，适应专用计算机功能单一，可靠性高，结构简单，适应性差，但在特定用途下最有效、最经济、最快速，性差，但

12、在特定用途下最有效、最经济、最快速，这些优点是其他计算机无法替代的。如军事系统、这些优点是其他计算机无法替代的。如军事系统、银行系统均属专用计算机。银行系统均属专用计算机。通用计算机是指各行业、各种工作环境都能使用的通用计算机是指各行业、各种工作环境都能使用的计算机，通用计算机不但能办公，还能做图形设计、计算机，通用计算机不但能办公，还能做图形设计、制作网页动画、上网查询资料等制作网页动画、上网查询资料等,但其运行效率、速但其运行效率、速度和经济性依据不同的应用对象会受到不同程度的度和经济性依据不同的应用对象会受到不同程度的影响。影响。诞生：诞生：19711971年，年，IntelIntel公

13、司成功地在一块芯片上实现了公司成功地在一块芯片上实现了中央处理器功能，制成了世界上第一片微处理器中央处理器功能，制成了世界上第一片微处理器Intel Intel 40044004，并用它组成了第一台微型计算机，并用它组成了第一台微型计算机MCS4MCS4，从此揭，从此揭开了微型计算机发展的序幕。开了微型计算机发展的序幕。发展：人们一般以字长和典型的微处理器芯片作为各阶发展：人们一般以字长和典型的微处理器芯片作为各阶段的标志，认为微处理器的发展已经历了段的标志，认为微处理器的发展已经历了5 5代。代。特点：是体积小，重量轻，功耗低，价格便宜，对环境特点：是体积小，重量轻，功耗低，价格便宜，对环境

14、要求不高，易学易用。而它的功能、速度、可靠性与传要求不高，易学易用。而它的功能、速度、可靠性与传统的计算机相比毫不逊色。统的计算机相比毫不逊色。（1 1）运算速度快）运算速度快 运算速度是指计算机每秒能执行的指令数，常用单位是运算速度是指计算机每秒能执行的指令数，常用单位是MIPSMIPS，即每秒执行百万条指令。，即每秒执行百万条指令。（2 2）计算精确度高）计算精确度高（3 3）存储容量大）存储容量大（4 4）逻辑判断能力强）逻辑判断能力强（5 5）自动化程度高）自动化程度高1718（1 1）科学计算科学计算 （2 2）事务数据处理事务数据处理（3 3）过程控制过程控制 （4 4）计算机辅助

15、系统计算机辅助系统（5 5）人工智能人工智能 机器人机器人 专家系统专家系统 模拟识别模拟识别（6 6）计算机网络通信计算机网络通信天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像 处处理等大量科学计算的高科技领域。理等大量科学计算的高科技领域。使用远程资源，共享程序使用远程资源，共享程序、数据、数据和信和信息资源，网络息资源，网络用户的用户的通讯和合作。通讯和合作。“总有一天，人类会造出一些举止跟总有一天，人类会造出一些举止跟人一样人一样的的没有灵魂的机械没有灵魂的机械来来”。 笛卡尔笛卡尔旋转触屏计算机触屏手写计算机3D计算机平板计算机一、计算机的发展历史 1、计算机的发展历史 2、计算机的分类 3、微型计算机 4、计算机的发展趋势二、微型计算机的特点及应用 1、微型计算机的特点 2、计算机应用随堂练习随堂练习（1）世界上第一台计算机是（ ） AENIAC BEDV