计算机组装与维护1

1、u1.1 计算机的发展历程计算机的发展历程u1.2 计算机的应用计算机的应用u1.3 计算机系统简介计算机系统简介u1.4 计算机硬件的组成计算机硬件的组成 电子计算机又称电脑，是一种能够自动、高速、精确地完成各种信息存储、数据处理、数值计算、过程控制和数据传输的电子设备。1946年2月，世界上第一台电子计算机（如图1-1所示）在美国宾夕法尼亚大学问世，取名为ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer）。 第一代是电子管计算机(19461956)1第二代是晶体管计算机(19571964)2第三代是集成电路计算机(19651971)3第四

2、代是大规模和超大规模集成电路计算机(1971至今) 4 2013年9月26日，斯坦福大学工程师研制出第一台碳纳米管计算机，运算速度仅为 1kHz，共有 178 个晶体管，每个晶体管 10-200 个碳纳米管，但它是一台功能完整的计算机，包括了一个简单的多任务操作系统。 第一代（1946年1955年）是电子管计算机。逻辑元件是，也称电子管时代。主存储器先采用延迟线，后采用磁鼓磁芯，外存储器使用磁带。软件：使用机器语言和汇编语言编写程序。特点：体积庞大、运算速度低（一般每秒几千次到几万次）、成本高、可靠性差、内存容量小。用途：科学计算，从事军事和科学方面的工作。人类就是利用这些电子管计算机把人造卫

3、星送上了天。代表机型：ENIAC、IBM650（小型机）IBM709（大型机）等第二代（1956年1964年）是晶体管计算机。逻辑元件是，也称晶体管时代。主存储器采用磁芯，外存储器使用磁带和磁盘。情况：1956年诞生了世界上第一台晶体管电脑lepreachaun,它由美国贝尔实验室研制而成的，以晶体管代替电子管作为基本的电子元件，该时期便称为电脑的“晶体管时代”。应用：扩展到数据处理、自动控制方面。计算机的运行速度已提高到每秒几十万次，体积已大大减小，可靠性和内存容量也有较大的提高。代表机型：IBM7090、IBM7094、CDC7600等。第三代（1965年1971年）是集成电路计算机。用中

4、小规模代替了分立元件，用半导体存储器代替了磁芯存储器，外存储器使用磁盘。软件：操作系统进一步完善，高级语言数量增多，出现了并行处理、多处理机、虚拟存储系统及面向用户的应用软件。计算机的运行速度也提高到每秒几百万次，可靠性和存储容量进一步提高，外部设备种类繁多，计算机和通信密切结合起来。应用：科学计算、数据处理、事务管理、工业控制等领域。代表机型：IBM360系列、富士通F230系列等。第四代（1971年至今）是大规模和超大规模集成电路计算机。逻辑元件是，一般称大规模集成电路时代。存储器采用半导体存储器，外存储器采用大容量的软、硬磁盘，并开始引入光盘。软件：操作系统不断发展和完善，同时发展了数据

5、库管理系统、通信软件等。计算机的发展进入以计算机网络为特征的时代。计算机的运行速度可达每秒上千万次到亿次，甚至更高。类型：小型、中型、大型机、巨型机和微型机。 计算机的未来展望： 摩尔定律是由英特尔公司合作创始人之一的戈登摩尔（Gordon Moore）于1965年发现并提出的，是指芯片上晶体管的密度每两年翻一番，计算能力相应提升一倍，而成本下降一半。几十年来，电脑芯片的集成度严格按照摩尔定律进行发展，不过它已经走到了尽头，由于电脑采用的是电流作为数据传输的信号，而电流主要靠电子的迁移而产生，电子最基本的通路是原子，一个原子的直径大约等于1nm,目前炭疽热制造工艺已经达到了90nm甚至更小，也

6、就是说一条传输电流的导线的真经 即为90个原子并排的长度，照这样发展下去，最终一条导线的直径可以达到一个原子的直径长度，但是这样的电路是极不稳定的，因为电流极易造成原子迁移，那么电路也就断路了。 计算机的未来展望： 由于晶体管电脑存在上述的物理极限，因而人类在较早的时候就开始了各种非晶体管电脑的研究，如“梦幻式”的超导电脑、生物电脑、光学电脑等，其中研究成果最为显著的是光学电脑。2003年10月底，以色列lenslet公司研发的Enlight全球首枚嵌入光核心的商用向量光学数字处理器问世，它的运算速度达到了8万亿次/秒，是精通数字信号处理器的1000倍。 这些电脑被称为第五代电脑，其速度将达到

7、每秒万亿次，能在更大程度上仿真人的智能，并在某些方面超过人的智能。目前，电脑还在向以下4个方面发展。 巨型化 微型化 智能化 网络化 计算机的未来展望： 2013年9月，美国斯坦福大学研究人员25日报告说，他们已建成全球第一台完全使用碳纳米管的计算机。专家认为，这一成果或将开启电子设备新时代。 目前，用于制造电子设备中的晶体管的主流半导体材料是硅。一段时间以来，人们一直在讨论利用碳纳米管代替硅制造电子设备的可能性。约15年前，科研人员开始尝试用碳纳米管制造晶体管，然而一直无法完全依靠碳纳米管造出完善的电子设备。第一章第一章 计算机概述计算机概述时代时代年份年份器件器件软件软件应用应用一46-5

8、5电子管机器语言汇编语言科学计算二56-64晶体管高级语言数据处理、工业控制三65-71中小规模集成电路操作系统文字处理、图形处理四71年迄今大规模和超大规模集成电路数据库、网络等社会的各个领域 科学计算也称数值计算。 自然科学：数学、物理、化学、天文、地理等领域； 工程技术：航空、汽车、造船、建筑等领域，都少不了计算机。 尖端科学：导弹、飞船、卫星研究设计，都离不开计算机的精确计算。 计算机的信息管理应用已非常普遍，如人事管理、库存管理、财务管理、图书资料管理、商业数据交流、情报检索、办公自动化、车票预售、银行存款取款项等。 钢铁企业、汽车制造、石油化工、医药工业等生产中，无人驾驶飞机、导弹

9、、人造卫星和宇宙飞船等飞行器的控制。 计算机网络技术是通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络是按照网络协议，将地球上分散的、独立的计算机相互连接的集合。连接介质可以是电缆、双绞线、光纤、微波、载波或通信卫星。计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能，具有对共享数据资源集中处理及管理和维护的能力。 实现人与计算机相结合过程中的自动化。工作流技术能够实现业务过程集成、业务过程自动化及业务过程的管理，已成功地运用到医院、保险公司、银行、办公自动化等各个领域。 计算机辅助功能包括计算机辅助设计CAD、辅助制造CAM、辅助测试CAT和辅助教学CAI。 CAD技术已应用于飞机设计、船舶设计、建筑

10、设计、机械设计、大规模集成电路设计等。 人工智能就是让计算机模拟人类的某些智能行为，如感知、思维、推理、学习、理解等。应用有专家系统、机器翻译、模式识别（声音、图像、文字）、自然语言理解。 电子商务是指在Internet上进行的商务活动。包括：网上广告和宣传、订货、付款、货物递交、客户服务等，另外还包括市场调查分析、财务核算及生产安排等。一个完整的计算机系统包括计算机硬件和计算机软件两大部分。 冯诺依曼结构体系：计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成，也称为计算机的五大部件。这五大部件通过系统总线互连，传递数据、地址和控制信号。 系统总线按信号类型分成三类，分别称为

11、数据总线、地址总线和控制总线。 中央处理器，又称为中央处理单元，即CPU。它由控制器和运算器组成，通常集成在一块芯片上。计算机中的输入/输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU来控制执行。微型计算机的中央处理器又称为微处理器。 存储器具有记忆功能，用来保存信息，如数据、指令和运算结果等。 内存储器也称主存储器（简称主存），它直接与CPU相连，存储容量小，但存取速度快，分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种。 外存储器又称辅助存储器（简称辅存），它是内存的扩充。外存存储容量大，价格低，但存储速度慢，。常用的外存有磁盘、磁带、光盘等。 输入设备用来接收用户输入的原始数据和程序，

12、并将它们变为计算机所能识别的二进制数存放在内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。 输出设备用于将存放在内存中的由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。经典的三国故事启迪我们：2个特点与1个要素（特点：1、“一次只能知道和处理一条命令”2、“前后顺序”；要素：“对将要发生的事情已经预知在先”计算机硬件主要包括主机、显示器和外设。主机显示器外设 又叫微处理器, 它由控制器和运算器组成，通常集成在一块芯片上。 计算机系统中最大的一块电路板，它把计算机的CPU、内存和各种外围设备有机地联系在一起。主板分AT主板和ATX主板两大类型。 系统

13、永久保存信息的随机存储设备，操作系统和应用软件一般都安装在硬盘中。硬盘速度快、容量大。 主机与显示器连接的接口，它是图形图像处理的关键性部件。 计算机的最主要输出设备，通过显示器我们可以看到计算机的运行状态和运行结果。 即软盘驱动器，是软盘读/写的设备。软盘是用户永久保存信息的介质，现在大多数用户使用的还是1.44MB软驱。 即光盘驱动器（CD-ROM驱动器、CD-R驱动器、CD-RW驱动器、DVD-ROM驱动器），是读/写光盘的设备。 是主机和外部设备间传递声音信号的接口，可连接音箱、话筒等。 带功放的音箱，与声卡连接实现声音的放大和输出。 最常用的输入设备，命令和数据通常从键盘输入。 最常用的输入设备，在Windows下用鼠标指指点点就可以轻松完成很多任务。 主机部分安装的箱体，同时为主机提供电