《计算机基础知识》.ppt

第1章 计算机基础知识
计算机概述
计算机的类型与用途
信息的表示与存储
计算机系统的组成与应用
PC机的硬件配置
计算机应用与信息化社会
计算机文化与社会道德
上机实训课题1它名字中的数字所表示的那样，IBM 360有360°全方位的应用范围。它分为大、中、小型等6个型号，具有通用化、系列化、标准化的特点。通用化即兼顾了科学计算、数据处理、实时控制等多方面的应用，机器指令丰富。系列化即在指令系统、数据格式、字符编码、中断系统、输入/输出方式、控制方式等方面保持统一，使用户在低档机上编写的程序可以不加修改地运行在以后性能更好的高档机上，实现了程序的兼容。标准化即采用标准的输入/输出接口，这样各机型的外部设备都是通用的。
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第四代计算机始于20世纪60年代末70年代初，其特征是以大规模集成电路VLSI为计算机的主要功能部件，用16 KB、64 KB或集成度更高的半导体存储器作为主存储器，计算速度可达每秒几百万次甚至上亿次。这一时期在系统结构方面发展了并行处理技术、分布式计算机系统和计算机网络等；在软件方面发展了数据库系统、分布式操作系统、高效而可靠的高级语言以及软件工程标准化等，并逐渐形成软件产业部门。
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未来计算机的发展方向
从第一台计算机的诞生到今天，计算机的体积不断变小，但性能、速度却在不断提高。 然而，人类的追求是无止境的，科学家们一刻也没有停止研究更好、更快、功能更强的计算机。从目前的研究方向看，未来计算机将朝着以下几个方向发展。
1. 超越冯·诺依曼结构
到目前为止，各种类型的计算机都属于冯·诺依曼型计算机，即采用存储程序原理和二进制编码。随着计算机应用领域的扩大，冯·诺依曼型的工作方式逐渐显露出其局限性，因此科学家们又提出了制造非冯·诺依曼型计算机的设想。
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自20世纪60年代起，人们从两个方向开始努力：一是创建新的程序设计语言，即所谓的“非冯·诺依曼语言”；二是从计算机元件方面提出了与人脑神经网络相类似的新型超大规模集成电路的设想，即“分子芯片”。
“非冯·诺依曼语言”主要有三种：LISP、.。LISP语言使用最简单的词汇来表达非数值计算问题，具有自编译能力，广泛应用于数学中的符号微积分计算、定理证明、谓词演算和博弈论等，还扩展到在计算机中进行符号处理、硬件描述和超大规模集成电路设计等。PROLOG语言是一种逻辑程序设计语言，其核心思想是把程序设计变为逻辑设计，即程序等于逻辑，大大突破了传统程序设计的概念。
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PROLOG语言在20世纪70年代很受冷落，但在1982年日本提出“第五代计算机”时，它成为核心语言，并成为与LISP语言并驾齐驱的人工智能语言。·巴库斯(FORTRAN语言的创建者)创建的，它是一种供理论研究用的理想语言，直到20世纪90年代还未广泛应用。
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20世纪40年代初，匹茨等人把逻辑中的真假值与人类神经元的兴奋和抑制加以类比，从而建立了神经网络模型。维纳则进一步把这种神经网络模型与计算机的开关电路作了类比，创建了一门新学科——生物控制论，设想用计算机电子元器件的0和1的运算来逐次接近人脑神经元的兴奋和抑制。然而人们发现，即便是超大规模集成电路芯片上的晶体管也无法与人脑的神经元相比。人脑的神经元有1000亿个，而每一个芯片上放置2000万个晶体管就几乎达到极限，两者相距5000倍。这样，在20世纪80年代初，人们根据有机化合物分子结构存在着“键合”和“离解”两种状态，提出了生物芯片构想，并着手研究由蛋白质分子作为计算机元件而组成的生物计算机。
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2. 高速计算机浮出水面
研究表明，计算机运行速度的快慢与芯片之间信号传输的速度紧密相关。然而，目前广泛使用的硅二氧化物在传输信号的过程中会吸收掉一部分信号，从而延长了信息传输的时间。而一种新近研制的“空气胶滞体”导线几乎不吸收任何信号，并可以降低电耗。在不需要对计算机芯片进行任何改造的前提下，只需换上“空气胶滞体”导线，就可以成倍提高计算机的运行速度。目前这种技术需要解决的主要问题是散热问题。
不久前，美国IBM公司制造的两台IBM Linux集群计算机，每秒钟可执行2万亿次浮点运算，是迄今为止运算速度最快的Linux超级计算机。
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3. 生物计算机生机勃勃
生物计算机在20世纪80年代中期开始研制。其最大特点是采用了生物芯片，生物芯片由生物工程技术产生的蛋白质分子构成。在这种芯片中，信息以波的形式传播，运算速度比当今最新一代