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第一章-计算机基础知识第一章计算机基础知识世界上第一台数字式电子计算机诞生于1946年2月,由美国宾夕法尼亚大学物理学家莫克利和工程师埃克特等人共同开发的“电子数值积分器和计算机”简称ENIAC),中文名译为“埃尼阿克”。电子计算机四个发展阶段:年代主要器件软件方面应用1946-1957电子管软件处于初始阶段,机器语言,汇编语言科学计算1957-1964晶体管高级语言科学计算、数据处理、事务处理以及工业控制1964-197中、小规模集成电路操作系统逐步完善广泛应用在0各个领域1971年至今大规模集成电路、超大规模集成电路工程标准化系统、数据库系统进入各行各业,走进千家万户第五代智能化计算机同时朝巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体方向发展3、美国Intel公司是全球最大半导体芯片制造商,成立于1968年。4、1971年,英特尔推出了全球第一个微处理器4004。生产微处理器的主要公司有:Intel公司和AMD(美国超微设备公司)。处理器芯片有:龙芯、方舟、威盛、星光等系列。按照微处理器处理信息的字长发展,经历了4位、8位、16位、32位、64位微处理器阶段。多核结构具有良好的性能潜力和实现优势。5、1981年2月,IBM公司推出世界上第一台个人计算机5150,采用了Intel8088微处理器和MS-DOS操作系统。6、计算机的特点:(1)高速、精确的运算能力(2)准确的逻辑判断能力(3)强大的存储能力(4)自动运行能力(5)网络与通信功能7、计算机的性能指标及其单位:(1)字长单位:位(bit)(2)主频单位:兆赫兹(MHz)(3)运行速度单位:MIPS(每秒百万条指令)(4)内存储容器量单位:字节(Byte)(5)存储周期单位:纳秒(ns)8、计算机的应用和分类(1)科学计算:特点是计算量大和数值变化范围广。(2)数据处理:应用于办公自动化(OA)、企业管理、事务管理,情报检索。(3)过程控制:数控机床,航天飞机升天,工厂中的生产流水线。(4)计算机辅助系统:计算机辅助教育(CBE)、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助测试(CAT)、计算机管理(CMI)(5)人工智能(AI):应用主要有机器人、定理证明、模式识别和专家系统等方面。(6)网络与通信(7)多媒体应用9、计算机的分类:(1)按综合性能指标分,巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。(2)按信息处理方式分,数字计算机、模拟计算机和混合计算机。(3)按用途分,通用计算机和专用计算机。(4)按字长分,4位、8位、16位、32位、64位计算机。计算机系统组成1、计算机系统的基本组成:计算机系统是由计算机硬件系统和计算机软件系统两部分组成。硬件系统是计算机系统的基础。软件系统在硬件系统的基础上运行的程序和各类文档。软件是硬件与用户之间的接口。★仅有硬件而没有配备软件的计算机称为裸机。2、计算机的硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。控制器、运算器及寄存器等组成称为中央处理器(CPU)。3、软件系统包括系统软件和应用软件。(1)系统软件包括操作系统(OS)、程序设计语言、系统检测诊断程序、编译系统、通用数据库管理系统等。(2)应用软件包括管理软件、办公软件、应用数据库管理软件、图形图像处理软件及为用户需求开发设计的软件等。应用软件的使用决定计算机的发挥的作用。4、冯诺依曼原理:(1)美籍科学家冯·诺依曼,称为“现代电子计算机之父”。提出了“程序存储和程序控制”的设计思想。(2)主要内容包括以下三个方面:【1】计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。【2】计算机内部采用二进制。【3】程序存储和程序控制。5、计算机的工作过程:(1)计算机完成某个操作所发出的命令,称为指令。(2)用机器自身所具有的指令编排的指令序列,称为程序。6、微型计算机工作过程如下:(1)CPU访问输入输出接口(2)读入数据并运行(3)暂存结果(4)输出结果7、中央处理器的英文缩写是CPU,是一块体积不大而集成度非常高、功能非常强大的芯片,在微型计算机中也称它为微处理器。它主要由控制器、运算器和寄存器组成。8、运算器是负责对数据进行算术运算和逻辑运算的部件。由算术逻辑运算单元(ALU)、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。(1)算术逻辑运算单元是用于完成加、减、乘、除等算术运算,与、或、非等逻辑运算及移位、求补等操作的部件。有两个输出端,一个输出运算结果送累加器或指定部件,另一个输出表示运算结果的状态标志位送状态寄存器。(2)累加器用于暂存被操作的数和中间运算结果。(3)通用寄存器组是一组寄存器,运算时用于暂存操作数和数据地址。状态寄存器也称标志寄存器,它用于存放运算中产生的状态信息。。★算术逻辑运算单元