1 第 1 章 计算机基础知识学习目标：通过本章学习使学生掌握计算机基本概念、计算机系统组成、计算机各大硬件设备、计算机的数制和信息的表示与存储，并熟悉计算机的产生、发展、特点和应用领域，了解计算机中字符编码的概念。1.1 计算机概述随着微型计算机的出现及计算机网络的发展，计算机的应用已渗透到社会的各个领域，并逐步改变着人们的生活方式。21 世纪的今天，掌握和使用计算机成为人们必不可少的技能。1.1.1 计算机的诞生及发展1946 年 2 月，世界上第一台电子计算机ENIAC ( 埃尼阿克 )在美国加州问世。 ENIAC使用了 17468 电子管，1500 个继电器， 体积 3000 立方英尺（1 立方米＝ 35.346 立方英尺），占地 170 平方米，重30 吨，耗电 174 千瓦。内存17K ，字长 12 位，运算速度每秒5000多次加法运算，300 多次乘法运算，比当时最快的计算工具快300 倍，耗资 40 万美金。在当时用它来处理弹道问题，将人工计算使用20 小时缩短到30 秒。但是 ENIAC 却有一个严重的问题，它不能存储程序。如图1-1 所示。图 1-1 世界上第一台电子计算机2 几乎在同一时期，著名数学家冯·诺依曼提出了“存储程序”和“程序控制”的概念。其主要思想为：1）采用二进制形式表示数据和指令。2）计算机应包括运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五大基本部件。3）采用存储程序和程序控制的工作方式。所谓存储程序，就是把程序和处理问题所需的数据均以二进制编码形式预先按一定顺序存放到计算机的存储器里。计算机运行时，中央处理器依次从内存储器中逐条取出指令，按指令规定执行一系列的基本操作，最后完成一个复杂的工作。这一切工作都是由一个担任指挥工作的控制器和一个执行运算工作的运算器共同完成的，这就是存储程序控制的工作原理。冯· 诺依曼的上述思想奠定了现代计算机设计的基础，所以后来人们将采用这种设计思想的计算机称为冯· 诺依曼型计算机。从1946 年第一台计算机诞生至今，虽然计算机的设计和制造技术都有了极大的发展，但今天使用的绝大多数计算机其工作原理和基本结构仍然遵循着冯· 诺依曼的思想。计算机由于所使用的元器件的迅速发展经历了五个时代，如表1-1 所示。代日期逻辑元件主存辅存速度 (次 / 秒) 软件代表产品第一代1946-1957 电子管水银延迟线磁鼓磁带5 千~4 万机器语言、汇编语言UNIVAC 第二代1958-1964 晶体管磁芯磁带、磁盘几十万 ~几百万高级语言、管理程...
