计算机基础知识课件

计算机

基础知识计算机发展史计算机

基础知识计算机11.1.1计算机发展概述世界上第一台计算机何时何地诞生？谁第一次提出计算机存储概念？计算机发展分哪几个阶段，各阶段更替的标志是什么？1.1计算机的产生和发展计算机发展史1.1.1计算机发展概述1.1计算机的产生和发展计算21642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分机1833分析机MARKIENIAC计算机时代计算的工具的发展史1642BlaisePascal加法器CharlesB3ENIAC(1946)计算机18000个电子管占地170平方米重达30吨耗电150千瓦保存80个字节每秒5千次加、减法运算价值40万美元计算机的诞生ENIAC(1946)计算机18000个电子管计算机的诞生4第一代：电子管计算机（46~57)逻辑元件

电子管内存延迟线或磁芯外存纸带、卡片或磁带工作速度几千～几万次／秒软件机器语言或汇编语言应用科学计算代表机型ENIAC特点体积庞大，运算速度低，成本高第一代：电子管计算机（46~57)逻辑元件电子管5第二代：晶体管计算机(58~64)逻辑元件

晶体管内存磁芯外存磁带或磁盘工作速度几十万次／秒软件高级算法语言应用事务管理及工业控制代表机型IBM7000系列优点体积小，寿命长，速度快，能耗少，可靠性高第二代：晶体管计算机(58~64)逻辑元件晶体管6第三代：集成电路计算机(64~70)逻辑元件

中小规模集成电路（硅）内存半导体存储器外存磁带或磁盘工作速度几十万～几千万次/秒软件高级算法语言、操作系统应用计算、管理及控制代表机型IBMSystem/360优点体积更小、速度更快、能耗更小、寿命更长发展特点计算机设计出现了标准化、通用化、系列化的局面ＳＳＩ

ＭＳＩ第三代：集成电路计算机(64~70)逻辑元件中小规模集成7第四代：大规模集成电路计算机逻辑元件

（超）大规模集成电路内存半导体存储器外存磁盘和光盘工作速度几百万～几千万次／秒软件操作系统和应用软件应用以计算机网络为特征微型计算机属于第四代计算机Intel

PENTIUM71年--现在ＬＳＩ

ＶＬＳＩ第四代：大规模集成电路计算机逻辑元件（超）大规模集成8计算机的发展史起迄年份代别主要逻辑元件软件电子管机器语言、汇编语言晶体管高级语言、监控程序、简单操作系统集成电路功能较强的操作系统、会话式语言大规模或超大规模集成电路软件工程的研究与应用、数据库、语言编译系统和网络软件1946-19571958-19641965-19701970至今一二三四计算机的发展史起迄年份代别主要逻辑元件软件电子管机器9第五代：智能化计算机主攻目标——让计算机具有人的听、说、读、写和思维推理能力神经网络计算机用数据单元模拟人脑的神经元，并利用神经元结点的分布式存储和相互关联来模拟人脑活动生物计算机

使用蛋白分子为主要原料制成的生物芯片构成，存储能力巨大，而且以波的形式来传播信息第五代：智能化计算机主攻目标——让计算机具有人的听、说、读、10将电脑浓缩在一颗芯片上8008晶体管数目4004奔腾PRO2,300750万24年将电脑浓缩在一颗芯片上8008晶4004奔腾PRO2,30011摩

尔

定

律每18个月芯片能力增长一倍

晶

体

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数

10K100K1M10M100M197519801985199519902000500每

秒

百

万

条指令数0.1110258080808880286803868048640042000年的微处理器Pentium摩

尔

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律每18个月芯片能力增长一倍

晶

10K100K12微处理器（CPU）改进微处理器

的两种方法：1.提高工作速度2.同时处理

更多的数据Intel

8088Intel

80486Pentium4.7MHz100MHz500MHz8位32位64位微处理器（CPU）改进微处理器

的两种方法：1.提高工作13Altair8800第一台微电脑Altair第14输入手段

多样化交互界面

友好化迈向图形界面的个人电脑输入手段

多样化迈向图形界面的个人电脑15计算机

发展趋势巨型化

微型化

网络化智能化多媒体多极化PDP-11CRAY-ⅡAltair

8800计算机

发展趋势巨型化

微型化

网络化PDP-11CRAY-161.2计算机的特点和分类1.计算机的主要特点

运算速度快——每秒几百亿次几千亿次计算精度高——可使用足够多的二进制位数来获得所要求的数据精度具有逻辑判断能力——这是区别于其它任何机器的一个特点存储容量大——提供大容量的存储器来存储程序和数据自动化程度高——可以按照人们事先编制好的程序自动连续地进行各种操作1.2计算机的特点和分类1.计算机的主要特点172.计算机的分类1.按工作原理分类

分为：电子数字计算机和电子模拟计算机2.按应用分类

分为：通用计算机和专用计算机3.按规模分类2.计算机的分类1.按工作原理分类18按规模分类计算机

国外较流行的分法：巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站和个人计算机（PC）六大类。随着计算技术和超大规模集成电路技术的飞速发展，不管那种分类方法都是相对而言。我国的分法：巨型机、大型机、中型机、小型机、单片机和微型机六大类按规模分类计算机

国外较流行的分法：巨型机、小巨型机、大型机191.3计算机的应用领域1.3.1计算机的传统应用领域1.

科学计算(数值计算)。计算机在处理计算量大、时间性强的数值计算中尤其表现出巨大威力。2.

数据处理(非数值计算)。对大批量的信息进行收集、分类、排序、传送、存储以及打印报表和图形等。在办公自动化、事务管理和情报检索等领域应用十分广泛。

3.

过程控制。在生产过程中对现场数数据进行巡回检测并由计算机进行自动调节和控制。（工业自动化及现代化的武器系统等）1.3计算机的应用领域1.3.1计算机的传统应用领域20计算机辅助系统。包括:

CAD(计算机辅助设计）ComputerAidedDesign利用计算机的图形功能做各种设计工作。

CAM（计算机辅助制造）ComputerAidedManufacture利用计算机管理、控制生产设备及其操作。

CAE（计算机辅助教育）ComputerAidedEducation利用多媒体计算机的图、文、声功能实施教学CIMS（计算机集成制造系统）ComputerIntegratedManufacturingSystem

CAT（计算机辅助测试）ComputerAidedTest

CS（计算机模拟）ComputerSimulation1.3.2计算机的现代化应用领域计算机辅助系统。包括:

CAD(计算机辅助设计）Comput212.办公自动化

OA3.休闲娱乐4.人工智能

用计算机来模拟人的智能，包括：模式识别、景物分析、自然语言理解和生成、专家系统、博弈、机器人。2.办公自动化OA221.3.3计算机文化及相关概念信息高速公路（InformationSuperHighway)

是一个交互式的多媒体网络。Internet(互联网)不仅是一种新技术的出现，而且是一种新文化的起源，它使得空间、时间、国界以及个人都发生了根本的转变。它正改变着我们的教育方式、学习方式、生活方式、思维方式等等。IT（InformationTechnology,信息产业)产业是高科技的产业和阳光产业，发展速度惊人，它和Internet的高速发展正改变着我们的生活。1.3.3计算机文化及相关概念信息高速公路（Informat231.4微型计算机系统组成

什么是微型计算机？这里说的微机指的是PC机，就是我们通常所说的电脑。其组成包括硬件系统和软件系统两大部分。微机系统硬件结构的特点是计算机的中央处理器（CentralProcessingUnit，缩写为CPU，又称为中央处理单元）。微处理器（微机处理器）的出现开辟了计算机的新纪元。微机的发展阶段，就是由微处理器的发展决定的。在20多年里，微机已经发展到了第六代。

1.4微型计算机系统组成什么是微型计算机？241.4.1微机的发展阶段第一代，1971-1972年。Intel公司于1971年利用4位微处理器Intel4004，组成了世界上第一台微型机MCS-4。1972年Intel公司又利用Intel8008组成了第一代8位微处理器。第二代，1973-1977年。这是由第二代8位微处理器（代表性产品有Intel公司的Intel8008等）构成的计算机。第三代，1978-1980年。这是由16位微处理器（代表性的产品有Intel公司的Intel8086等）构成的计算机。我们称之为第三代微型机。第四代，1981-1992年。这是由32位微处理器（代表性的产品有Intel公司的Intel80386、80486等）构成的计算机。我们称之为第四代微型机。像Pentium这类微型机的性能可与20世纪80年代的大型计算机相媲美。第五代，1993-1998年。这是由64位微处理器构成的计算机。代表性的产品有Intel公司的Intel80586，即Pentium系列以及80686的PentiumPro和PentiumⅡ，内存为16MB，32MB，64MB，可扩充到128MB以上，配备1.44MB的英寸软驱、光驱和几个G的硬驱。主频为60MHz-400MHz。第六代，1999年至现在。以PentiumⅢ为代表，带有更强的多媒体效果和更贴近现实的体验。其主频为450MHz-600MHz。

1.4.1微机的发展阶段第一代，1971-1972年。In251.4.2微机系统组成1.4.2微机系统组成261.4.3微机硬件基本组成1.系统主板2.微处理器（CPU)3.主存储器（内存）4.I/O总线和扩展槽5.外设（输入输出设备、外部存储器等）1.4.3微机硬件基本组成1.系统主板271.4.3.1系统主板1.4.3.1系统主板281.4.3.2微处理器（CPU）运算器、控制器和一组寄存器，合在一个芯片上称之为CPU(CentralProcessingUnit)世界上主要的微处理器厂商是:Intel公司AMD公司

1.4.3.2微处理器（CPU）运算器、控制器和一组寄存器29微处理器的性能指标1.字长字长是指计算机运算部件能够同时处理二进制数据的位数。2.主频主频是指CPU的时钟频率，通常以时钟频率表示系统运算速度。3.运算速度运算速度指CPU每秒执行的指令条数。微处理器的性能指标1.字长30Intel公司CPU的主要性能指标CPU提出时间主频/MHz808619784.77-8字长16位，系统总线16位8028619828-2080386DX198516-66字长32位，系统总线32位80486198933-100字长32位，系统总线32位Pentium(586)199360-233字长32－80位，系统总线64位PentiumⅡ1997233-450字长32－80位，系统总线64位PentiumⅢ1999450-1130字长32－80位，系统总线64位PentiumⅥ20001.3G-3.0G字长32－80位，系统总线64位Intel公司CPU的主要性能指标CPU提出时间主频/M311.4.3.3主存储器（内存）什么是内存？直接于CPU相连接，用来存放电脑运行时的程序和指令的一种随机存储元件。

1.4.3.3主存储器（内存）什么是内存？32内存的主要性能指标1.容量指一条内存可容纳的字节（8位二进制）数，通常有32MB、64MB、128MB等等。2.存取时间：内存条芯片存取数据的速度3.奇偶校验位4.接口类型：包括SIMM和DIMM类型接口内存的主要性能指标1.容量331.4.3.4I/O总线和扩展槽I/O总线是外围设备访问内存和CPU的数据通道I/O总线有：ISA（工业标准体系结构）16位PIC32位或64位扩展槽和系统接口ISA/PCI/AGP等扩展槽系统接口有：USB接口、串行通讯适配器（COM1和COM2）接口并行打印机适配器（LPT1和LPT2)接口1.4.3.4I/O总线和扩展槽I/O总线是外围设备访问内34PCI槽内存槽AGP槽CPU接口打印机接口USB接口PCI槽内存槽AGP槽CPU接口打印机接口USB接口351.4.3.5计算机外部设备一、外部存储器外部存储器一般包括存储介质和驱动器1.磁存储器（1）软盘（2）硬磁盘2.光存储器CD/VCD/DVD3.U盘存储器

1.4.3.5计算机外部设备一、外部存储器36计算机

基础知识计算机发展史计算机

基础知识计算机371.1.1计算机发展概述世界上第一台计算机何时何地诞生？谁第一次提出计算机存储概念？计算机发展分哪几个阶段，各阶段更替的标志是什么？1.1计算机的产生和发展计算机发展史1.1.1计算机发展概述1.1计算机的产生和发展计算381642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分机1833分析机MARKIENIAC计算机时代计算的工具的发展史1642BlaisePascal加法器CharlesB39ENIAC(1946)计算机18000个电子管占地170平方米重达30吨耗电150千瓦保存80个字节每秒5千次加、减法运算价值40万美元计算机的诞生ENIAC(1946)计算机18000个电子管计算机的诞生40第一代：电子管计算机（46~57)逻辑元件

电子管内存延迟线或磁芯外存纸带、卡片或磁带工作速度几千～几万次／秒软件机器语言或汇编语言应用科学计算代表机型ENIAC特点体积庞大，运算速度低，成本高第一代：电子管计算机（46~57)逻辑元件电子管41第二代：晶体管计算机(58~64)逻辑元件

晶体管内存磁芯外存磁带或磁盘工作速度几十万次／秒软件高级算法语言应用事务管理及工业控制代表机型IBM7000系列优点体积小，寿命长，速度快，能耗少，可靠性高第二代：晶体管计算机(58~64)逻辑元件晶体管42第三代：集成电路计算机(64~70)逻辑元件

中小规模集成电路（硅）内存半导体存储器外存磁带或磁盘工作速度几十万～几千万次/秒软件高级算法语言、操作系统应用计算、管理及控制代表机型IBMSystem/360优点体积更小、速度更快、能耗更小、寿命更长发展特点计算机设计出现了标准化、通用化、系列化的局面ＳＳＩ

ＭＳＩ第三代：集成电路计算机(64~70)逻辑元件中小规模集成43第四代：大规模集成电路计算机逻辑元件

（超）大规模集成电路内存半导体存储器外存磁盘和光盘工作速度几百万～几千万次／秒软件操作系统和应用软件应用以计算机网络为特征微型计算机属于第四代计算机Intel

PENTIUM71年--现在ＬＳＩ

ＶＬＳＩ第四代：大规模集成电路计算机逻辑元件（超）大规模集成44计算机的发展史起迄年份代别主要逻辑元件软件电子管机器语言、汇编语言晶体管高级语言、监控程序、简单操作系统集成电路功能较强的操作系统、会话式语言大规模或超大规模集成电路软件工程的研究与应用、数据库、语言编译系统和网络软件1946-19571958-19641965-19701970至今一二三四计算机的发展史起迄年份代别主要逻辑元件软件电子管机器45第五代：智能化计算机主攻目标——让计算机具有人的听、说、读、写和思维推理能力神经网络计算机用数据单元模拟人脑的神经元，并利用神经元结点的分布式存储和相互关联来模拟人脑活动生物计算机

使用蛋白分子为主要原料制成的生物芯片构成，存储能力巨大，而且以波的形式来传播信息第五代：智能化计算机主攻目标——让计算机具有人的听、说、读、46将电脑浓缩在一颗芯片上8008晶体管数目4004奔腾PRO2,300750万24年将电脑浓缩在一颗芯片上8008晶4004奔腾PRO2,30047摩

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律每18个月芯片能力增长一倍

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10K100K1M10M100M197519801985199519902000500每

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条指令数0.1110258080808880286803868048640042000年的微处理器Pentium摩

尔

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律每18个月芯片能力增长一倍

晶

10K100K48微处理器（CPU）改进微处理器

的两种方法：1.提高工作速度2.同时处理

更多的数据Intel

8088Intel

80486Pentium4.7MHz100MHz500MHz8位32位64位微处理器（CPU）改进微处理器

的两种方法：1.提高工作49Altair8800第一台微电脑Altair第50输入手段

多样化交互界面

友好化迈向图形界面的个人电脑输入手段

多样化迈向图形界面的个人电脑51计算机

发展趋势巨型化

微型化

网络化智能化多媒体多极化PDP-11CRAY-ⅡAltair

8800计算机

发展趋势巨型化

微型化

网络化PDP-11CRAY-521.2计算机的特点和分类1.计算机的主要特点

运算速度快——每秒几百亿次几千亿次计算精度高——可使用足够多的二进制位数来获得所要求的数据精度具有逻辑判断能力——这是区别于其它任何机器的一个特点存储容量大——提供大容量的存储器来存储程序和数据自动化程度高——可以按照人们事先编制好的程序自动连续地进行各种操作1.2计算机的特点和分类1.计算机的主要特点532.计算机的分类1.按工作原理分类

分为：电子数字计算机和电子模拟计算机2.按应用分类

分为：通用计算机和专用计算机3.按规模分类2.计算机的分类1.按工作原理分类54按规模分类计算机

国外较流行的分法：巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站和个人计算机（PC）六大类。随着计算技术和超大规模集成电路技术的飞速发展，不管那种分类方法都是相对而言。我国的分法：巨型机、大型机、中型机、小型机、单片机和微型机六大类按规模分类计算机

国外较流行的分法：巨型机、小巨型机、大型机551.3计算机的应用领域1.3.1计算机的传统应用领域1.

科学计算(数值计算)。计算机在处理计算量大、时间性强的数值计算中尤其表现出巨大威力。2.

数据处理(非数值计算)。对大批量的信息进行收集、分类、排序、传送、存储以及打印报表和图形等。在办公自动化、事务管理和情报检索等领域应用十分广泛。

3.

过程控制。在生产过程中对现场数数据进行巡回检测并由计算机进行自动调节和控制。（工业自动化及现代化的武器系统等）1.3计算机的应用领域1.3.1计算机的传统应用领域56计算机辅助系统。包括:

CAD(计算机辅助设计）ComputerAidedDesign利用计算机的图形功能做各种设计工作。

CAM（计算机辅助制造）ComputerAidedManufacture利用计算机管理、控制生产设备及其操作。

CAE（计算机辅助教育）ComputerAidedEducation利用多媒体计算机的图、文、声功能实施教学CIMS（计算机集成制造系统）ComputerIntegratedManufacturingSystem

CAT（计算机辅助测试）ComputerAidedTest

CS（计算机模拟）ComputerSimulation1.3.2计算机的现代化应用领域计算机辅助系统。包括:

CAD(计算机辅助设计）Comput572.办公自动化

OA3.休闲娱乐4.人工智能

用计算机来模拟人的智能，包括：模式识别、景物分析、自然语言理解和生成、专家系统、博弈、机器人。2.办公自动化OA581.3.3计算机文化及相关概念信息高速公路（InformationSuperHighway)

是一个交互式的多媒体网络。Internet(互联网)不仅是一种新技术的出现，而且是一种新文化的起源，它使得空间、时间、国界以及个人都发生了根本的转变。它正改变着我们的教育方式、学习方式、生活方式、思维方式等等。IT（InformationTechnology,信息产业)产业是高科技的产业和阳光产业，发展速度惊人，它和Internet的高速发展正改变着我们的生活。1.3.3计算机文化及相关概念信息高速公路（Informat591.4微型计算机系统组成

什么是微型计算机？这里说的微机指的是PC机，就是我们通常所说的电脑。其组成包括硬件系统和软件系统两大部分。微机系统硬件结构的特点是计算机的中央处理器（CentralProcessingUnit，缩写为CPU，又称为中央处理单元）。微处理器（微机处理器）的出现开辟了计算机的新纪元。微机的发展阶段，就是由微处理器的发展决定的。在20多年里，微机已经发展到了第六代。

1.4微型计算机系统组成什么是微型计算机？601.4.1微机的发展阶段第一代，1971-1972年。Intel公司于1971年利用4位微处理器Intel4004，组成了世界上第一台微型机MCS-4。1972年Intel公司又利用Intel8008组成了第一代8位微处理器。第二代，1973-1977年。这是由第二代8位微处理器（代表性产品有Intel公司的Intel8008等）构成的计算机。第三代，1978-1980年。这是由16位微处理器（代表性的产品有Intel公司的Intel8086等）构成的计算机。我们称之为第三代微型机。第四代，1981-1992年。这是由32位微处理器（代表性的产品有Intel公司的Intel80386、80486等）构成的计算机。我们称之为第四代微型机。像Pentium这类微型机的性能可与20世纪80年代的大型计算机相媲美。第五代，1993-1998年。这是由64位微处理器构成的计算机。代表性的产品有Intel公司的Intel80586，即Pentium系列以及80686的PentiumPro和PentiumⅡ，内存为16MB，32MB，64MB，可扩充到128MB以上，配备1.44MB的英寸软驱、光驱和几个G的硬驱。主频为60MHz-400MHz。第六代，1999年至现在。以PentiumⅢ为代表，带有更强的多媒体效果和更贴近现实的体验。其主频为450MHz-600MHz。

1.4.1微机的发展阶段第一代，1971-1972年。In611.4.2微机系统组成1.4.2微机系统组成621.4.3微机硬件基本组成1.系统主板2.微处理器（CPU)3.主存储器（内存）4.I/O总线和扩展槽5.外设（输入输出设备、外部存储器等）1.4.3微机硬件基本组成1.系统主板631.4.3.1系统主板1.4.3.1系统主板641.