计算机基础知识.doc

,随着计算机科学的发展与应用的普及,计算机已经融入人们的生活,成为人们日常生活、工作、学习中不可缺少的一个基本工具。“21世纪是以计算机为基础的信息时代”,掌握以计算机为核心的信息技术基础知识和应用能力是现代大学生必备的基本素质。,世界上第一台数字式电子计算机诞生于1946年2月,它是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计算机(umericalIntegratorAndCalculator,简称ENIAC)。ENIAC体积非常庞大,其占地面积为170平方米,总重量达30吨,如图1-1所示。机器中约有18800只电子管、1500个继电器、70000只电阻以及其他各种电气元件,每小时耗电量约为140千瓦。这样一台“巨大”的计算机每秒钟可以进行5000次加减运算,相当于手工计算的20万倍、机电式计算机的1000倍。这台计算机的功能虽然无法与今天的计算机相比,但它的诞生却是科学技术发展史上一次意义重大的事件,展现出新技术革命的曙光。图1-1ENIAC(电子数值积分计算机)ENIAC虽是第一台正式投入运行的电子计算机,但它却并不具备现代计算机“存储程序”•2•大学计算机基础的思想。由于其结构设计不够弹性化,导致对它的每一次再编程都意味着电气物理线路的再连接。ENIAC的开发小组针对其缺陷又进一步完善了设计。1946年6月,冯·诺依曼博士发表了“电子计算机装置逻辑结构初探”论文,并设计出第一台“存储程序”的离散变量自动电子计算机(puter,简称EDVAC),于1952年正式投入运行,其运算速度是ENIAC的240倍。冯·诺依曼提出的EDVAC计算机结构为人们普遍接受,并成为当今所有计算机的基础结构。,计算机获得了突飞猛进的发展。人们依据计算机性能和当时的软硬件技术,将计算机的发展划分成以下四个阶段,如表1-1所示。表1-1计算机发展的四个阶段年代第一代1946~1957第二代1958~1964第三代1965~1970第四代1971~现在电子器件电子管晶体管集成电路大规模集成电路存储器延迟线、磁芯、磁鼓磁带、纸带磁芯、磁鼓磁带、磁盘半导体存储器磁芯、磁鼓磁带、磁盘半导体存储器磁带、磁盘光盘处理方式机器语言汇编语言监控程序高级语言实时处理操作系统实时/分时处理网络操作系统应用领域科学计算科学计算数据处理过程控制科学计算系统设计等科技工程领域各行各业运算速度5000至3万次/秒几十万至百万次/秒百万至几百万次/秒几百万至千亿次/秒典型机种ENIACEDVACIBM705UNIVACⅡIBM7094CDC6600IBM360PDP11NOVA1200ILLIAC-ⅣVAX11IBMPC从20世纪80年代开始,日本、美国以及欧盟都相继开展了对新一代计算机的研究。新一代计算机是把信息采集、存储、处理、通信和人工智能结合在一起的计算机系统,它不仅能进行一般的信息处理,而且能面向知识处理,具有形式推理、联想、学习和解释能力,能帮助人类开拓未知的领域和获取新的知识。,在21世纪,将会不断地有越来越多被世人瞩目的新产品研发出来,计算机的发展越来越向功能巨型化、体积微型化、资源网络化和处理智能化方向发展。第1章计算机基础知识•3•(1)功能巨型化功能巨型化是指具有高速运算能力、大存储容量和强功能的巨型计算机。其运算能力一般在每秒百亿次以上、内存容量在几百兆字节以上。巨型计算机主要用于尖端科学技术和军事国防系统的研究开发。(2)体积微型化微型计算机已应用于不同种类的小型仪器设备,作为工业控制过程的心脏,使仪器设备实现“智能化”是微型计算机的特点。随着微电子技术的进一步发展,笔记本型、掌上型等微型计算机必将以更优的性价比受到人们的欢迎。(3)资源网络化资源网络化是指利用通信技术和计算机技术,把分布在不同地点的计算机互联起来,按照网络协议相互通信,以达到所有用户都可共享软件、硬件和数据资源的目的。现在,计算机网络在各行各业中都得到了广泛的应用。目前开发的三网合一系统工程,便是将计算机网、电信网、有线电视网合为一体。将来人们通过网络能更好地传送数据、文本资料、声音、图形和图像,用户可随时随地在全世界范围拨打可视电话或收看任意国家的电视和电影。(4)处理智能化处理智能化是计算机发展的一个重要方向,新一代计算机,将可以模拟人的感觉行为和思维过程的机理,进行“看”、“听”、“说”、“想”、“做”,具有逻辑推理、学习与证明的能力。展望未来,计算机的发展必然要经历很多新的突破。从