第一章计算机的基本概念.docx

第一章计算机的基本概念.docx果陇小学新教师教育技术培训教案总学时:45第一章计算机的基本概念1、什么是计算机在人类历史上,计算工具的发明和创造走过了漫长的道路。在原始社会,人们曾使用绳结、垒石或枝条作为计数和计算的工具。我国在春秋战国时期有了筹算法的记载,到了唐朝已经有了至今仍在使用的计算工具——算盘。欧洲16世纪出现了对数计算尺和机械计算机。在20世纪50年代之前,人工手算一直是主要的计算方法,算盘、对数计算尺、手摇或电动的机械计算机一直是人们使用的主耍计算工具。到了20世纪40年代,一方面由于近代科学技术的发展,对计算量、计算精度、计算速度的要求不断提高,原有的计算工具已经满足不了应用的需要,另一方面,计算理论、电子学以及自动控制技术的发展,也为现代电子计算机的出现提供了可能,在20世纪40年代中期诞生了第一代电子计算机。pute"人们往往从不同角度提出不同的见解,有多种描述:“计算机是一种可以自动进行信息处理的工具”;“计算机是一种能快速而高效地自动完成信息处理的电子设备”;“计算机是一种能够高速运算、具有内部存储能力、由程序控制其操作过程的电子装置”等等。2、计算机的发展历程世界上第一台计算机:1946年2月16口,美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学校物理学家穆奇里和工程师爱开尔特等一批研究人员,经过四年的艰苦努力终于研制出世界上第一台大型数字电子计算机,它的名字叫ENIAC(埃尼阿克)。它用了18000多个电子管,1500多个继电器,每小时消耗电150度,每秒运算5000多次,占地167平方米,重量达30多吨。真是个令人望而生畏的庞然大物。计算机从20世纪40年代诞生至今,已有50多年了。随着数字科技的革新,计算机差不多每10年就更新换代一次。第一代:电子管计算机1946年,世界上第一台电子数字积分式计算机——埃尼克(ENIAC)在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。1949年,第一台存储程序计算机——EDSAC在剑桥大学投入运行,ENIAC和EDSAC均属于第一代电子管计算机。电子管计算机采用磁鼓作存储器。磁鼓是一种高速运转的鼓形圆筒,表面涂有磁性材料,根据每一点的磁化方向来确定该点的信息。第一代计算机由于采用电子管,因而体积大、耗电多、运算速度较低、故障率较高而且价格极贵。本阶段,计算机软件尚处于初始发展期,符号语言已经出现并被使用,主要用于科学计算方面。第二代:晶体管计算机1947年,肖克利、巴丁、布拉顿三人发明的晶体管,比电子管功耗少、体积小、质量轻、工作电压低、工作可靠性好。1954年,贝尔实验室制成了第一台晶体管计算机——TRADIC,使计算机体积大大缩小。1957年,美国研制成功了全部使用晶体管的计算机,第二代计算机诞生了。第二代计算机的运算速度比第一代计算机提高了近百倍。第二代计算机的主要逻辑部件采用晶体管,内存储器主要采用磁芯,外存储器主要采用磁盘,输入和输出方面有了很大的改进,价格大幅度下降。在程序设计方面,研制岀了一些通用的算法和语言,操作系统的雏形开始形成。第三代:集成电路计算机60年代初期,美国的基尔比和诺伊斯发明了集成电路,引发了电路设计革命。随后,集成电路的集成度以每3・4年提高一个数量级的速度增长。1962年1月,IBM公司采用双极型集成电路,生产了IBM360系列计算机。第三代计算机用集成电路作为逻辑元件,使用范围更广,尤其是一些小型计算机在程序设计技术方面形成了三个独立的系统:操作系统、编译系统和应用程序,总称为软件。第四代:大规模集成电路计算机1971年发布的INTEL4004,是微处理器(CPU)的开端,也是大规模集成电路发展的一大成果oINTEL4004用大规模集成电路把运算器和控制器做在一块芯片上,虽然字长只有4位、且功能很弱,但它是第四代计算机在微型机方面的先锋。1972-1973年,8位微处理器相继问世,最先出现的是INTEL8008o尽管它的性能还不完善,仅展示了无限的生命力,驱使众多厂家技人竞争,微处理器得到了蓬勃的发展。后来出现了INTEL8080、MOTOROLA6800。1978年以后,16位微处理器相继出现,微型计算机达到一个新的高峰。INTEL公司不断推进着微处理器的革新。紧随8086之后,又研制成功了80286-80386、80486、奔腾(PEN—TIUM)、奔腾二代(PENTIUMII)、奔腾三代(PENIUMIII)、奔腾四代(PENIUMIV)。个人电脑(PC)不断更新换代,日益风靡世界(图3・1、图3-2)o第四代计算机以大规模集成电路作为逻辑元件和存储器,使计算机向着微型化和巨型化两个方向发展。从第一代到第四代,计算机的体系结构都是相同的,即都由控制器,存储器,运算器和输入输出设备组成,称为冯•诺依曼体系结构第五代智能计算机1981年,日本东京召开了一次第五代计算机一智能计算机研