通用计算机方案

1、1 1 计算机由五部分组成：运算器、控制计算机由五部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输入设备；器、存储器、输入设备、输入设备；2 2 采用二进制形式表示计算机的指令和采用二进制形式表示计算机的指令和数据；数据；3 3 将程序（由一系列的指令组成）和数将程序（由一系列的指令组成）和数据存放在存储器中，让计算机自动地执据存放在存储器中，让计算机自动地执行程序行程序. .由数学家冯由数学家冯. .诺依曼提出诺依曼提出第1章 计算机的基础知识 在大约六、七百年前，中国人发明了算盘，它结合了十进制计数法和一整套计算口诀并一直沿用至今，被许多人看作是最早的数字计算机。欧洲文艺复兴时期的伟人达芬奇

2、是一位旷世奇才，他在科学方面的造诣丝毫不亚于其艺术成就，他很早就提出过计算工具的设想。后人在达芬奇的手稿中，发现了关于机械式计算工具设计方案的记录。1642年，法国数学家、物理学家和思想家帕斯卡发明加法机，这是人类历史上第一台机械式计算机，其原理对后来的计算机械产生了持久的影响。 帕斯卡从加法机的成功中得出结论：人的某些思维过程与机械过程没有差别，因此可以设想用机械模拟人的思维活动。德国科学家希克尔德被许多人认为是世界上真正的第一台计算机的发明人，后人在他的手稿中发现了他对计算机的设计草图和详尽的文字描述，并在1960年根据其方案成功仿制了一台机械式计算机。 1673年，德国数学家莱布尼兹发明

3、乘法机，这是第一台可以运行完整的四则运算的计算机。 莱布尼兹认为，中国的八卦是最早的二进制计数法。在八卦图的启迪下，莱布尼兹系统地提出了二进制运算法则。第一台计算机叫第一台计算机叫“ENIACENIAC”（埃尼（埃尼阿克），即阿克），即“电子数字电子数字 积分计算积分计算机机” 的英文缩写。的英文缩写。重重3030吨、占地吨、占地170170平方米、使用了平方米、使用了1800018000多个电多个电子管、子管、50005000多个继电器、电容器、多个继电器、电容器、耗电耗电150KW150KW。第1章 计算机的基础知识 第一阶段第一阶段 194619461958 1958 （电子管时代）（电

4、子管时代）第二阶段第二阶段 195919591964 1964 （晶体管时代）（晶体管时代）第三阶段第三阶段 196519651970 1970 （集成电路时代）（集成电路时代）第四阶段第四阶段 19711971至今（大规模集成电路时代）至今（大规模集成电路时代）按计算机中信息的表示方式和处理方式划分按计算机中信息的表示方式和处理方式划分电子数字计算机电子数字计算机 电子模拟计算机电子模拟计算机按计算机的规模划分按计算机的规模划分巨型机巨型机 大型机大型机 中型机中型机 小型机小型机 微型计算机微型计算机 1.1.1 1.1.1 计算机的发展史计算机的发展史第1章 计算机的基础知识 - - 第

5、一代第一代物理器件：电子管物理器件：电子管运算速度：只有每秒几千次到几万次运算速度：只有每秒几千次到几万次内存容量：只有几千个字内存容量：只有几千个字语言：用二进制表示的机器语言或助语言：用二进制表示的机器语言或助记符表示的汇编语言编写程序记符表示的汇编语言编写程序物理器件：晶体管物理器件：晶体管运算速度：每秒几十万次基本运算运算速度：每秒几十万次基本运算内存容量：扩大到几十万字内存容量：扩大到几十万字语 言 ： 出 现 了语 言 ： 出 现 了 F O R T R A NF O R T R A N 、ALGOL-60ALGOL-60、COBOLCOBOL等高级程序等高级程序设计语言设计语言-

6、 - 第二代第二代物理器件：集成电路物理器件：集成电路运算速度：每秒几十万到几百万次运算速度：每秒几十万到几百万次内存容量：可靠性等都有较大的提高内存容量：可靠性等都有较大的提高语言：操作系统逐步成熟。多处理机、语言：操作系统逐步成熟。多处理机、虚拟存储器系统以及面向用户的应用虚拟存储器系统以及面向用户的应用软件的发展，大大丰富了计算机软件软件的发展，大大丰富了计算机软件资源。资源。- - 第三代第三代物理器件：大或超大规模集成电路物理器件：大或超大规模集成电路运算速度：每秒几百万次甚至上亿次运算速度：每秒几百万次甚至上亿次内存容量：可靠性等都有较大的提高内存容量：可靠性等都有较大的提高语言：

7、出现了数据库系统、分布式操语言：出现了数据库系统、分布式操作系统等，应用软件的开发已逐步成作系统等，应用软件的开发已逐步成为一个庞大的现代产业。为一个庞大的现代产业。- - 第四代第四代第1章 计算机的基础知识 计算机朝着集成度越计算机朝着集成度越来越高和规模越来越大来越高和规模越来越大的方向发展，元器件没的方向发展，元器件没有本质上的变化，计算有本质上的变化，计算机在结构设计、体系设机在结构设计、体系设计以及算法设计上产生计以及算法设计上产生革命性的变化。革命性的变化。 从从9090年代开始至今年代开始至今第1章 计算机的基础知识 计算机应用基础 信息工程学院按计算机的规模划分按计算机的规模

8、划分巨型机：运算速度快，每秒可达巨型机：运算速度快，每秒可达1 1亿次以上。亿次以上。大型机：运算速度在大型机：运算速度在100100万几千万次万几千万次/ /秒，主存容量在秒，主存容量在几十兆字节左右。几十兆字节左右。中型机：性能和规模处于大型机和小型机之间。中型机：性能和规模处于大型机和小型机之间。小型机：结构简单、规模较小、操作简单、成本较低小型机：结构简单、规模较小、操作简单、成本较低微型机：简称微机或微型机：简称微机或PCPC机。体积小、价格低、功能全、机。体积小、价格低、功能全、操作方便。操作方便。第1章 计算机的基础知识 凡由集成电路构成的中央处理器（凡由集成电路构成的中央处理器

9、（Central Processing Central Processing Unit , CPU) Unit , CPU) 人们习惯上称为微处理器。由不同规模的人们习惯上称为微处理器。由不同规模的集成电路构的微处理器，形成了微型计算机的几个发展集成电路构的微处理器，形成了微型计算机的几个发展阶段。阶段。第1章 计算机的基础知识 1 1、第一代微机、第一代微机通常把与通常把与IBMIBMPC/XTPC/XT及其兼容机称为第一代微机。及其兼容机称为第一代微机。19831983年年8 8月，月，IBMIBM公司推出公司推出PC/XTPC/XT，使用，使用INTEL8088INTEL8088处理器，

10、有大小处理器，有大小写字母和光标控制的键盘及文字处理等配套软件。写字母和光标控制的键盘及文字处理等配套软件。第1章 计算机的基础知识 2 2、第二代微机、第二代微机286 AT 286 AT 及其兼容机被称为第二代微机。及其兼容机被称为第二代微机。19841984年年8 8月，月，IBMIBM又又推出了推出了IBMIBMPC/ATPC/AT。它使用。它使用INTEL 80286INTEL 80286芯片做为处理器，芯片做为处理器，是完全是完全1616位的，内存达到位的，内存达到1MB1MB，配有高密软盘和，配有高密软盘和20MB20MB以上以上的硬盘。的硬盘。3 3、第三代微机、第三代微机38

11、6 386 及其兼容机被称为第三代微机。及其兼容机被称为第三代微机。19861986年，年，COMPAQCOMPAQ推出了推出了386 AT386 AT机，牌号是机，牌号是DeskProDeskPro。19871987年年IBMIBM推出推出PS/2-50PS/2-50它使用它使用INTEL 80386INTEL 80386芯片做为处理器。芯片做为处理器。第1章 计算机的基础知识 4 4、第四代微机、第四代微机19891989年，年，INTEL 80486INTEL 80486问世后，很快出现了以它为问世后，很快出现了以它为CPUCPU的微机，的微机，称为称为486486，也就是第四代微机。，

12、也就是第四代微机。5 5、第五代微机、第五代微机19931993年年INTELINTEL公司推出了公司推出了PentiumPentium芯片，当时集成了芯片，当时集成了310310万个晶万个晶体管。它就是人们设想的体管。它就是人们设想的8058680586，中文名为，中文名为“奔腾奔腾”，随后又推，随后又推出了出了Classic PentiumClassic Pentium、PentiumProPentiumPro、Pentium MMXPentium MMX、奔腾、奔腾2 2、奔腾奔腾3 3和奔腾和奔腾4 4的微机。的微机。 数值计算（又称科学计算）数值计算（又称科学计算） 信息管理（数据处

13、理）信息管理（数据处理） 自动控制自动控制 ( (过程控制）过程控制） 计算机辅助设计（计算机辅助设计（CAD)CAD)和辅助教学和辅助教学(CAI)(CAI)、 CATCAT（辅助测试）、（辅助测试）、CAMCAM（辅助制造）（辅助制造） 人工智能人工智能 计算机网络通信计算机网络通信第1章 计算机的基础知识 运算速度快运算速度快 计算精度高计算精度高 存储容量大存储容量大 具有逻辑判断功能具有逻辑判断功能 能自动进行各种操作能自动进行各种操作第1章 计算机的基础知识 9+93=？大脑脑神经元的思考脑神经元的思考（用四则运算规则和九九乘法口诀）93=39+3=129+3=12大脑大脑大脑大脑

14、9+3=12收集信息收集信息运算运算控制输出控制输出输出输出93=39+3=12输入器输出器存储器运算器控制器中央处理器硬件系统：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备硬件系统：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 外存储器外存储器内存储器内存储器 输入设备输入设备输出设备输出设备控制器控制器运算器运算器数据流数据流控制流控制流第1章 计算机的基础知识 计算机基本组成框图计算机基本组成框图计计 算算 机机 系系 统统微型机系统硬件软件主机外设微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构中央处理器CPU内部存储器外部存储器输出设备系统软件应用软件操作系统语言处理程序及其它应用程序其它应用软

15、件包第1章 计算机的基础知识 输入设备1.4 1.4 计算机的软件系统计算机的软件系统第1章 计算机的基础知识 软件系统软件系统系统软件系统软件应用软件应用软件操作系统操作系统语言处理程序语言处理程序应用程序应用程序其他其他其他其他工具软件工具软件1.4.1 系统软件：系统软件：是计算机所必备的，用来实现计是计算机所必备的，用来实现计算机系统的管理、控制、运行和维护，并完成应用程序的算机系统的管理、控制、运行和维护，并完成应用程序的装入、编译等任务的程序。特点：装入、编译等任务的程序。特点：(1)与硬件系统的不可分与硬件系统的不可分割性；割性；(2)公用性和共享性；公用性和共享性；(3)基础性

16、。基础性。一.一. 操作系统：操作系统：OS最基本，最重要的系统软件。最基本，最重要的系统软件。1. 按操作系统所管理的用户划分：按操作系统所管理的用户划分： 可分为单用户操可分为单用户操作系统和多用户操作系统。单用户操作系统又可作系统和多用户操作系统。单用户操作系统又可分为单任务和多任务操作系统。分为单任务和多任务操作系统。其中其中DOS属于单属于单用户单任务操作系统，用户单任务操作系统，Windows属于单用户多任属于单用户多任务操作系统，务操作系统，Linux属于多用户多任务操作系统属于多用户多任务操作系统。2. 按操作系统功能划分：可分为批处理操作系统、按操作系统功能划分：可分为批处理

17、操作系统、分时操作系统、实时操作系统，网络操作系统和分时操作系统、实时操作系统，网络操作系统和分布式操作系统等。分布式操作系统等。 操作系统就是替我们管理计算机的一种软件，在操作操作系统就是替我们管理计算机的一种软件，在操作系统出现之前，只有专业人士才懂得怎样使用计算机，而系统出现之前，只有专业人士才懂得怎样使用计算机，而在操作系统出现之后，不管你是否是计算机专业毕业，只在操作系统出现之后，不管你是否是计算机专业毕业，只要经过简单的培训，你都能很容易地掌握计算机。要经过简单的培训，你都能很容易地掌握计算机。 第1章 计算机的基础知识 操作系统的主要操作系统的主要功能：处理器管理、功能：处理器管

18、理、作业和进程管理、文作业和进程管理、文件管理、存储器管理件管理、存储器管理和设备管理。和设备管理。 操作系统不但能在计算机和人之间传递信息，而且它操作系统不但能在计算机和人之间传递信息，而且它还负责管理计算机的内部设备和外部设备。它替人们管理还负责管理计算机的内部设备和外部设备。它替人们管理日益增多的文件，使人们能很方便地找到和使用这些文件；日益增多的文件，使人们能很方便地找到和使用这些文件；它替人们管理磁盘，随时报告磁盘的使用情况；它替人们管理磁盘，随时报告磁盘的使用情况； 它替计算机管理内它替计算机管理内存，使计算机能更高效而存，使计算机能更高效而安全地工作；它还负责管安全地工作；它还负

19、责管理各种外部设备，如打印理各种外部设备，如打印机等，有了它的管理，这机等，有了它的管理，这些外设就能有效地为用户些外设就能有效地为用户服务了服务了 第1章 计算机的基础知识 二、程序设计语言二、程序设计语言（熟悉）（熟悉）1.1. 机器语言：以二进制代码形式表示的机器指令的集合。其中指令机器语言：以二进制代码形式表示的机器指令的集合。其中指令是计算机能执行的基本操作的命令。通常指令包括两个部分：操是计算机能执行的基本操作的命令。通常指令包括两个部分：操作码和操作数。用机器语言编写的程序，计算机能够识别和执行，作码和操作数。用机器语言编写的程序，计算机能够识别和执行，可移植性、可读性差。可移植

20、性、可读性差。2.2. 汇编语言：采用助记符代替机器语言的二进制编码。汇编程序计汇编语言：采用助记符代替机器语言的二进制编码。汇编程序计算机不能直接识别和执行，必须将其翻译成机器语言程序，然后算机不能直接识别和执行，必须将其翻译成机器语言程序，然后才能执行。汇编语言是直接面向机器的语言，可移植性差。才能执行。汇编语言是直接面向机器的语言，可移植性差。3.3. 高级语言：由词和数学公式按照一定的语法规则组成，用高级语高级语言：由词和数学公式按照一定的语法规则组成，用高级语言编写的程序成为源程序，计算机不能直接识别和执行，必须通言编写的程序成为源程序，计算机不能直接识别和执行，必须通过编译程序将其

21、翻译成机器语言程序。高级语言编写的程序可移过编译程序将其翻译成机器语言程序。高级语言编写的程序可移植性和可读性都较好。高级语言程序的植性和可读性都较好。高级语言程序的翻译翻译有两种：解释方式和有两种：解释方式和编译方式，其中解释方式是对源程序逐句解释，解释一句执行一编译方式，其中解释方式是对源程序逐句解释，解释一句执行一句；编译方式是将整个源程序翻译成机器语言程序然后再执行。句；编译方式是将整个源程序翻译成机器语言程序然后再执行。 常见的高级语言：常见的高级语言：FORTRAN Pascal C C+ CFORTRAN Pascal C C+ C JavaJava等。等。1.4.2 1.4.2

22、 应用软件：为解决某个实际问题而编写的软应用软件：为解决某个实际问题而编写的软件。件。常用的应用软件：常用的应用软件：办公与文字处理软件：办公与文字处理软件：Office、WPS Office等。等。图形图像处理软件：图形图像处理软件：Photoshop、Director、AutoCAD等。等。多媒体制作软件：多媒体制作软件：Authorware、Flash、PowerPoint等。等。Return三、三、 工具软件：工具软件：服务程序协助用户进行软件开发和服务程序协助用户进行软件开发和硬件维护的软件。例如程序编辑软件等。硬件维护的软件。例如程序编辑软件等。1 1文字处理软件文字处理软件2 2

23、图形图像处理软件图形图像处理软件3 3多媒体软件多媒体软件4 4 通信软件通信软件5 5桌面出版和电子印刷系统桌面出版和电子印刷系统6 6财务会计系统财务会计系统7 7科学计算与工程设计软件科学计算与工程设计软件第1章 计算机的基础知识 软件运行的架构传统运行模式一台计算机同时只能运行一个操作系统在系统之上运行运用软件1.5 1.5 计算机病毒及其防治计算机病毒及其防治定义：编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者定义：编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计破坏数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或程序代码。算机指令或程序代码。特征：传染性、隐蔽性、潜伏性、破坏性、可触发性。特征：传染性、隐蔽性、潜伏性、破坏性、可触发性。传播途径：通过软盘、光盘、移动存储设备传染；传播途径：通过软盘、光盘、移动存储设备传染；通过网络传染通过网络传染第1章 计算机的基础知识 1破坏计算机的磁盘分配表，使计算机系统瘫痪或数据丢破坏计算机的磁盘分配表，使计算机系统瘫痪或数据丢失。失。2占用磁盘空间。占