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第一章计算机基础知识
知识点
计算机概念
计算机系统结构
数据表示
本章导读:
本章主要介绍计算机的基本概念、特点、功能、发展史,以及计算机中数据的表示,计算机软硬件知识。通过本章的学习,读者可以对整个计算机系统有一个基本的、全面的了解,为以后的学习奠定一个基础。
计算机概述
计算机概念
计算机是一种能按照事先存储的程序,自
动、高速地进行大量数值计算和各种信息处
理的现代化智能电子装置。
计算机的发展
世界上第一台真正意义上的
电子计算机诞生于1946年的美国
宾夕法尼亚大学,其全称为
ENIAC(Electronic Numerical
Integrator And Calculator)
即电子数字积分计算器,
(1946--1957年)。
特征是采用电子管作为主要逻辑元件。
主存储器为磁鼓,外存储器采用纸带,
卡片和磁带。
(1957--1964年)
特征是采用晶体管作为主要逻辑元件。
主存储器为磁芯,外存储器主要使用
磁带,运算速度为几万~几十万次/秒

(1964--1970年)特征是采用中、小规
模集成电路为主要逻辑元件。
、超大规模集成电路
时代(1970--现在)特征是采用大规模
、超大规模集成电路作为主要功能元件。
在计算机的四个时代的发展进程中,计算机的性能越来越好,
主要表现在以下几个方面:生产成本越来越低;体积越来越小;
运算速度越来越快;耗电越来越少;存储容量越来越大;可靠性
越来越高;软件配置越来越丰富;应用范围越来越广泛。

计算机的发展正向“两极”分化。一级是向微型化的方向发展,使得体积更小,耗电更少,功能更多,用途更广,另一级是向巨型化,超高速,并行处理,更加智能化的方向发展。
计算机的分类
根据计算机的运算速度,主存容量,字长等综合性能指标可将计算机分为:巨型机、大型机、小型机、工作站、微型机等。这种划分的标准是对某一时期相对而言,例如20年前的巨型机,随着计算机技术的发展整体性能的不断提升,可能还比不上今天的小型机。根据数据在计算机中的表示形式可以分为:模拟计算机、数字计算机、数模混合计算机。根据用途的不同可以分为:专用机和通用机。
(1)巨型机(puter)
巨型机也称为超级计算机,
是指在某一时期速度最快、处
理能力最强的计算机。目前最
快的巨型机其峰值速度已达每
秒百万亿次浮点运算。
(2)大型机(Mainframe)
大型机也成为主机,这可
能是因为这类机器通常都安装
在机架内的缘故。大型机的特
点是通用和高性能,具有较快
的处理速度和较强的处理能力。
(3)小型机()

小型机规模小,结构简单,设计试制周期短,
便于采用当前的先进工艺,用户可以不必经过专
门的培训即可维护和使用因此小型机比大型机的
使用面更广,更易推广和普及。
(4)工作站(Workstation)
工作站是介于微型机和小型机之间的高档微机系统。通常配有高分
辨率的大屏幕显示器和大容量的内、外存储器,具有较强的数据处理
能力和高性能的图形功能。
(5)微型机(puter)
微型计算机有称个人计算机
(puter,简称PC)。1971
年Intel公司世界上第一个4位处理器
Intel 4004问世,继而组成了世界上
第一台4位微型计算机——MCS-4,
随后推出了8位、16位、32位、64位
的微处理器。
计算机的应用
计算机及其应用已渗透到社会的各行各业,已
经改变和正在改变着人们的工作、学习和生活方
式,推动着社会快速向前发展。归纳起来,计算机
的应用主要有以下几种类型。
:科学计算机也成为数值计算,指对科学研究和
工程技术中提出的数学问题的计算。
: 数据处理也称非数值计算,使对大量的数据进
行加工处理,如统计分析、合并、分类等
:电子商务是指利用计算机和网络进行的商务活动
:过程控制又称实时控制,是指用计算机及时采集检测数
据,按最佳值迅速对控制对象进行自动控制或自动调节。
(CAD/CAM/CAI/CIMS):puter
Aided Design,简称CAD),就是用计算机帮助设计人员进行
设计。
:多媒体(Multimedia),又称为超媒体(Hypermedia),是
一种以交互方式将文本、图形、图像、音频、视频等多种媒体
信息,经过计算机设备的获取、操作、编辑、存储等综合处理
后,将这些媒体信息以单独的