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计算机基础知识
0 一、计算机概述
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。原始社会,人们利用“草结”、“贝壳”、“石块”计数。到了封建社会出现了“算盘”,但这些都只是简单的计数和计算的工具。1642年欧洲的Bascale创造了世界上第一台能真正计算的机械机器。20世纪40年代,无线电技术和无线电工业处于活跃状态,第二次世界大战的需要使电子技术与计算技术结合起来。
1946年2月(二战末)在美国陆军部的主持下,供美国军方计算弹道曲线的工具,第一台电子计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator电子数值积分与自动计算机)诞生了。它采用了18800个电子管,七万多个电阻,一万多个电容及六千多个开关,耗电140KW,占地l70平方米,重30吨,计算速度却只有每秒500次,由程序控制计算机自动执行。
Ø 1946年2月(二战末)用于科学计算的第一台电子计算机ENIAC在美国诞生
Ø美藉匈牙利数学家冯·诺依曼在ENIAC的研制过程中提出了两点改进意见:
1、计算机内部直接识别和处理二进制
2、“存储程序和程序控控制”,即由程序自动控制计算机自动执行
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计算机的发展与电子技术(半导体)的发展是相互促进的。在第一台电子计算机诞生后的短短的50多年中,作为计算机主要组成部分的电子器件(逻辑元件)经历了电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路4个阶段。如今,计算机的体积越来越小,功能越强,价格越低,应用越来越广泛。
按使用的电子器件(逻辑元件)来划分:
Ø 第1代: 电子管(1946 ~1958年)
Ø 第2代: 晶体管(1958 ~1964年)
Ø 第3代: 中、小规模集成电路(1965 ~1970年)
Ø 第4代: 大规模和超大规模集成电路(1971年至今)
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运算速度快、计算精度高、存储容量大、具有逻辑判断能力、高度自动化能力以及适用范围广、通用性强。
计算机的显善特点是与人相比它的处理速度快、计算精度高、存储信息的容量大、长时间工作下不容易出错、可靠性高;目前计算机运算速度已经能够达到每秒上万亿次。运算的精度可达小数点以后上百万位。与一般机器相比它的工作全自动,不需要人工干预;它可以应用于各个不同的应用领域,适用范围广,通用性强。现今一般微机的内存容量达64M以上,硬盘容量基本在20G以上。一般情况下硬件的出错几率很小,错误基本都是由软件造成的。计算机技术和其他技术的融合使计算机在几乎所有的领域都得到了应用。
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计算机因为它的卓越特点在科学、经济、社会生活中得到了最广泛的应用。现列举如下:
(1)科学计算:是计算机早期的应用领域。利用计算机计算精度高、运算速度快的特点解决科学研究和重要工程设计等方面的数学计算。应用于气象预报、建筑分析、地震海啸预警等。
(2)信息(数据)处理:数据是表示对象符号的集合,可分为数值型数据与非数值型数据。信息处理指的是计算方法比较简单,而处理量比较大的各种信息的收集、加工、存储、分析、传递、统计过程。
应用于财务结算、统计分析、图书检索、仓库管理等。
(3)过程控制:对过程中产生的数据进行及时处理后快速地反馈到过程中去,对过程产生影响和控制。注重处理的及时和反馈的快速。在机械、冶金、石油、化工、电力上有较广泛的应用,在卫星、导弹等国防的高科技领域也发挥着重要的作用。
(4)计算机辅助:利用计算机辅助人类进行设计、生产、制造等方面的工作。包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)和数据库技术融合在一起的称为CIMS(计算机集成制造系统)技术,实现了设计、制造、管理的一体化。
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Ø 按处理的数据形态分:数字计算机、模拟计算机、混合计算机
数字计算机处理的是用“0”、…1表示的离散数字量,如:学生人数、成绩、工瓷等。模拟计算机处理的是连续的模拟量,如:声音、血压、地震强度、温度等。混合计算机则既能处理数字量又能处理模拟量数据。
Ø 按使用范围分:通用计算机、专用计算机
通用计算机应用范围广,适用的领域多,一般指生活、工作中所使用的计算机。专用计算机是为了特定应用领域而设计生产的,程序基本不变,但速度更快,精度更高,如:飞机的自动导航、雷达的自动跟踪、坦克与火炮的火力控制等。
Ø 按性能分:巨型机、大型机、小型机、微型机和工作站。
、速度最快的计算机,它们安装在国家的高级研究机构中,可同时为几百个用户提供服务。主要应用于太空探索、国防、尖端科学等领域,我国设计生产的银河