第3章 信息处理工具-计算机系统.ppt

第3章信息处理工具——计算机系统
计算机是信息处理的主要工具。计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。计算机软件包括系统软件和应用软件两大类。计算机软件技术的发展将呈现平台网络化、技术对象化、系统构件化、产品领域化、开发过程化、生产规模化。
计算机的过去、现在与未来
计算模型与图灵机

图灵机计算模型
控制器
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图灵机是一种抽象计算模型,用来精确定义可计算函数。图灵机由一个控制器,一条可以无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读写头组成。这个概念如此简单的机器,理论上却可以计算任何直观可计算函数。图灵在设计了上述模型后提出,凡可计算的函数都可用这样的机器来实现,这就是著名的图灵论题。
存储程序式计算机的基本结构与工作原理
从某种意义上讲,图灵机模型与真正的计算机结构之间还有一段距离。在计算机上运行的计算机程序实际上就是计算机指令序列。软件开发的主要任务就是根据人们的需要把特定的计算机指令序列编制出来。经过不断努力,;主要由5部分组成:存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。
现代计算机的“史前”时代(—1946)
计算机的“史前”史(指第一台数字式电子计算机诞生以前的历史)应该从最早计算工具的出现开始,至少可以追溯到我们祖先用石头或手指帮助计数的远古时代。现代计算机的前身是帕斯卡在1642年建造的第一台机械式的计算机,后来,巴贝奇在1823年建造了机械式的数字微分机,这些都是在现代电子计算机诞生前,人类创造计算工具的重要实践。
第一台现代电子数字计算机的诞生 
1946年2月5日,是人类文明历史上的重要转折。世界上第一台真正的现代电子数字计算机“ENIAC”研制成功了。它用电子管代替继电器和其他半机械式装置,使运行速度一下子可以提高数千倍。“ENIAC”共用了18000多只电子管,耗电150kW,占地170m2。为了给这个庞然大物散热,专门为它配备了一台重约30t的冷却装置。
现代计算机发展的4个阶段
采用电子管的第一代计算机(1946—1957)
采用晶体管的第二代电子计算机(1958—1964)
采用集成电路的第三代计算机(1965—1970)
使用超大规模集成电路的第四代计算机(1970年至今)
计算机有智能吗——关于第五代计算机
下一代计算机,即第五代电子计算机也被称为“智能计算机”。究竟什么是”智能计算机”,到目前为止人们还有不同的理解。但一般认为,智能计算机是一种有知识、会学习、能推理的计算机,具有能理解自然语言,声音,文字和图像的能力,具有使人机能够用自然语言直接对话。它可以利用已有的和不断学习到的知识,进行思维、联想、推理,并得出结论,能解决复杂问题,具有汇集、记忆、检索有关知识的能力。
巨型计算机与矢量计算
现代巨型电子计算机已普遍采用矢量运算。矢量计算机的出现,是计算机工业中的一项新的技术进步。矢量计算机也被称为“向量计算机”,它是一种能够进行矢量运算,以流水处理为主要特征的电子计算机。对多组数据(每组一般为两个数据)成批地进行同样的运算,得到一批结果的运算方法,即被称为“矢量运算”。
计算机系统
计算机系统的组成
计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统主要由中央处理器、内存储器、输入/输出设备(包括外存储器、多媒体配套设备)等组成。所谓软件系统则是指管理计算机软件系统和硬件系统资源、控制计算机运行的程序、命令、指令、数据等,广义地说,软件系统还包括电子的和非电子的有关说明资料,说明书、用户指南、操作手册等。