计算机基础知识课件.ppt

计算机基础知识课件
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经过了多年的科学积累，世界上第一台电子计算机在1946年2月在美国宾西法尼亚大学研制成功，取名ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator)即“电子数值积分式计算机”。
第一台电子计算机ENIAC
计算机的发展与分类
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ENIAC的特点
元器件：18800个电子管
耗 电：约150kW
占 地：170m2
重 量：约30吨
速 度：每秒可进行5000次加、减法运算
主 频：
用 途：主要用于进行弹道轨迹分析计算，
被誉为“比炮弹还要快的计算机”。
不足：容量小；线路连接工作较繁琐；耗电量大；电子管的寿命短。
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时代
年 份
器 件
软 件
应 用
一
46-57
电子管
机器语言汇编语言
科学计算
二
58-64
晶体管
高级语言
数据处理工业控制
三
65-70
中小集成电路
操作系统
文字、图形处理
四
71年迄今
大规模超大规模集成电路
数据库、网络等
社会的各个领域
电子管
晶体管
超大规模集成电路
集成电路
电子计算机的发展过程
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性能指标
第一代
1946～1958
第二代
1958～1964
第三代
1964～1971
第四代
1971年～至今
逻辑元件
电子管
晶体管
中、小规模集成电路
大规模、超大规模集成电路
存储器
磁芯，磁鼓（磁带）
磁芯存储器（磁盘）
半导体（磁盘为主）
高集成度半导体（磁盘、光盘、移动存储器）
运算速度（秒/次）
几千～几万
几万～几十万
几十万～几百万
几百万～百亿
软 件
机器语言
汇编语言
编译语言
高级编程语言
操作系统
交互式语言
数据库系统
网络软件
主要特点
体积大，可靠性差，耗电大，价格昂贵
体积小，重量轻，耗电小，可靠性较高
小型化，耗电小，可靠性高
微型化，耗电极小，可靠性很高
应用场合
科学计算
数据处理
工业控制
社会各个领域
计算机发展中各个阶段的主要特点
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美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（Von Neumann）为了解决这些不足，提出了重要的改进理论，主要有两点：
★电子计算机采用“存储程序方式”工作。就是把原来改变配线及切换开关等工作以程序的方式预先存放在计算机中，在控制器的控制下自动执行。
★明确指出了整个计算机的结构应有五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
冯·诺依曼思想
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冯·诺依曼计算机工作原理：把程序输入到计算机存储器中，然后执行程序，由控制器向内存储器发出取指令命令；控制器对取出的指令进行译码，并根据指令的操作要求，向存储器和运算器发出存、取命令和运算命令；经过运算器运算后，运算结果保存到存储器中；最后，在控制器发出取指令及输出指令的作用下，将存储器中的运算结果输出到输出设备。
冯·诺依曼计算机工作原理
输出结果信息
运算器
控制器
存储器
输入设备
输出设备
原始数据或程序
表示数据流
表示控制流
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计算机的发展趋势
计算机广泛应用于科学研究、数据处理、过程检测与控制、计算机辅助系统、电子商务、多媒体技术、虚拟现实、人工智能、通信网络等方面。随着大规模集成电路的发展，微型机的集成度将不断加强，运行速度和存储能力将不断提高。电子计算机正朝着巨型化、微型化、网络化、智能化方向发展。
当前，世界上许多国家正在研制新一代计算机系统，科学家试图通过纳米技术、光技术、生物技术、量子技术等研制光计算机、生物计算机、分子计算机、量子计算机等。
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★巨型化:天文、军事、仿真等领域需要进行大量的计算要求计算机有更高的运算速度、更大的存储量这就需要研制功能更强的巨型计算机。
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★微型化:专用微型机已经大量应用于仪器、仪表和家用电器中。通用微型机已经大量进入办公室和家庭，但人们需要体积更小、更轻便、易于携带的微型机，以便出门在外或在旅途中均可使用计算机。应运而生的便携