计算机概述教材VIP免费

第1章计算机概述[教学重点]：1、计算机系统的组成2、数制转换[教学难点]：计算机的工作原理[授课进度]：理论4学时，实验4学时1.1计算机的发展及应用计算机的发展历史计算机是一种能迅速而高效的自动完成信息处理的电子设备它能按照程序对信息进行加工、处理、存储。世界上第一台电子数字式计算机由美国宾夕法尼亚大学、穆尔工学院和美国陆军火炮公司联合研制而成于1946年2月15日正式投入运行它的名称叫ENIC是TheElectronicNumericalIntegratorandCalculator(电子数值积分计算机)的缩写。它使用了17468个真空电子管耗电174千瓦占地170平方米重达30吨每秒钟可进行5000次加法运算。虽然它的功能还比不上今天最普通的一台微型计算机但在当时它已是运算速度、精确度和准确度也是以前的计算工具无法比拟的。以圆周率(π)的计算为例中国的古代科学家祖冲之利用算筹耗费15年心血才把圆周率计算到小数点后7位数。一千多年后，英国人香克斯以毕生精力计算圆周率才计算到小数点后707位。而使用ENIAC进行计算仅用了40秒就达到了这个记录还发现香克斯的计算中第528位是错误的。ENIAC奠定了电子计算机的发展基础开辟了一个计算机科学技术的新纪元。有人将其称为人类第三次产业革命开始的标志。ENIAC诞生后短短的几十年间计算机的发展突飞猛进。主要电子器件相继使用了真空电子管晶体管中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路引起计算机的几次更新换代。每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小功能大大增强应用领域进一步拓宽。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现使得计算机迅速普及进入了办公室和家庭在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。目前计算机的应用已扩展到社会的各个领域。1．第一阶段电子管计算机(1946～1957年)其主要特点是：（1）采用电子管作为基本逻辑部件体积大耗电量大寿命短可靠性大成本高。（2）采用电子射线管作为存储部件容量很小后来外存储器使用了磁鼓存储信息扩充了容量。（3）输入输出装置落后主要使用穿孔卡片速度慢容易出错使用十分不便。（4）没有系统软件只能用机器语言和汇编语言编程。2．第二阶段晶体管计算机(1958～1964年)随着半导体技术的发展50年代中期晶体管取代了电子管晶体管计算机的体积大为缩小只有电子管计算机的1/100左右耗电也只有电子管计算机的1/100左右但它的运算速度大为提高达每秒几万次。主要特点是：（1）采用晶体管制作基本逻辑部件体积减小重量减轻能耗降低成本下降计算机的可靠性和运算速度均得到提高。（2）普遍采用磁芯作为贮存器采用磁盘/磁鼓作为外存储器。（3）开始有了系统软件(监控程序)提出了操作系统概念出现了高级语言。3．第三阶段集成电路计算机(1965～1970年)1962年世界上第一块集成电路在美国诞生在一个只有2.5平方英寸的硅片上集成了几十个至几百个晶体管计算机的体积进一步缩小运算速度可达每秒几百万次。主要特点是：（1）采用中小规模集成电路制作各种逻辑部件从而使计算机体积小重量更轻耗电更省寿命更长成本更低运算速度有了更大的提高。（2）采用半导体存储器作为主存取代了原来的磁芯存储器使存储器容量的存取速度有了大幅度的提高增加了系统的处理能力。（3）系统软件有了很大发展出现了分时操作系统多用户可以共享计算机软硬件资源。（4）在程序设计方面上采用了结构化程序设计为研制更加复杂的软件提供了技术上的保证。4．第四阶段大规模、超大规模集成电路计算机(1971年至今)1971年INTEL公司的工程师们把计算机的算术与逻辑运算电路合在一片长六分之一、宽八分之一英寸的硅片上做成了世界上第一片微处理器（INTEL4004）,在这片硅片上相当于集成了2250只晶体管从此掀起信息革命浪潮的微型电子计算机（简称微机）诞生了。它的体积更小运算速度达每秒上亿次这正是我们目前正在普及使用的一代计算机。主要特点是：（1）基本逻辑部件采用大规模超大规模集成电路使计算机体积重量成本均大幅度降低出现了微型机。（2）作为主存的半导体存储器其集成度越来越高容量越来越大；外存储器除广泛使用软硬磁盘外还引进了光盘。（3）各种使用方便的输入输出设备相继出现。（4）软件产...