1.1 计算机概述

1.1计算机概述第1章计算机信息基础知识1.1.1计算机发展简史1.第一台电子计算机发明时间、名称、国家1946年2月15日、ENIAC、美国宾夕法尼亚大学2.美籍匈牙利数学家冯·诺依曼总结归纳三点：采用二进制——计算机内部程序、数据采用二进制代码表示存储程序控制——程序、数据存储在存储器中；计算机自动、连续执行程序、并得到预期的结果计算机由五个基本部件组成（冯·诺依曼机）——运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备3.计算机发展（以采用的电子器件不同划分为四阶段）第一代1946-1959第二代1959-1964第三代1964-1972第四代1972至今主机电子器件电子管晶体管中、小规模集成电路（MSI、SSI）大规模和超大规模集成电路（LSI、SLSI）内存汞延迟线磁芯存储器半导体存储器半导体存储器外存储器穿孔卡片、纸带磁带磁带、磁盘磁带、磁盘、光盘等大容量存储器处理速度条指令/秒5千-几千几万-几十万几十-几百万上千万-万亿4.我国计算机技术的发展1958年：第一台电子管计算机（103机）2008年：曙光5000超级计算机2009年：天河一号超级计算机2012年：神威蓝光超级计算机2015年：神威太湖之光超级计算机5.集成电路的发明与发展集成度分类：单块芯片上所容纳的元件数目摩尔定律：单块集成电路每18－24个月集成度翻一番，速度提高1倍，价格降低一半，如今周期已经缩短为12个月甚至更短6.计算机发展的二个方向：从发展看：巨型化、微型化从应用看：系统化、网络化、智能化例1）计算机从诞生发展至今已经历了四个时代,而对这种计算机时代划分的依据是（）。（A)计算机所采用的电子器件（B)计算机的体积（C)计算机的运算速度（D)计算机的存储量2）冯·诺伊曼（VonNeumann）在他的ENIAC计算机方案中，提出了两个重要的概念，它们是（）。（A）采用二进制和存储程序控制的概念（B）引入CPU和内存储器的概念（C）机器语言和十六进制（D）ASCII编码和指令系统例3）世界上第一台电子数字计算机ENIAC是在美国研制成功的，其诞生的年份是（）。（A）1943年（B）1946年（C）1949年（D）1950年4）计算机是为了满足（）的需要而发明的。（A）人工智能（B）科学计算（C）过程控制（D）信息处理计算机的特点、应用和分类1.1.2计算机的特点高速、精确的运算能力准确的逻辑判断能力（数学、逻辑运算，图、文、声多种信息处理）强大的存储能力自动功能（存储程序控制）网络和通信功能（改变人类交流方式和信息获取的途径）1.1.3计算机的应用科学计算（数值计算）数据处理（信息处理）数据——数、文字、图像、声音数据处理——对以上数据进行输入、分类、存储、合并整理以及统计、报表、检索查询等。数值计算、非数值计算实时控制（过程控制）计算机辅助计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助教育（CAI）、计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助质量管理（CAQ）、计算机辅助软件工程（CASE）、计算机仿真模拟网络与通信——通过电话交换网等方式计算机连接起来，实现资源共享和信息交流。网络互联技术、路由技术、数据通信技术、信息浏览技术、网络技术人工智能（机器人）自然语言理解专家系统机器人定理自动证明多媒体（网络电影、电视、游戏；数字互动电视）嵌入式系统使用在家电产品和各种工业控制仪表：将处理器芯片嵌入电子产品中，完成特定的处理任务1.1.4计算机分类按数据处理的形态分类：数字、模拟、混合计算机按使用范围分类通用、专用计算机按其性能分类性能：字长、存储容量、速度字长——处理器的整数寄存器和运算器一次能处理的二进制位数超级（巨型机）、大型、小型、微型计算机按照内部逻辑分：4位、8位、16位、32位、64位机按照结构分：单片机、单板机、多芯片机、多板机超级计算机也称巨型计算机，它采用大规模并行处理技术的体系结构，CPU由数以百计、千计、万计的处理器组成，有极强的运算处理能力，速度达到每秒万亿次以上，大多使用在军事、科研、气象、石油勘探等领域。机器昂贵，显示国家综合国力、国防实力发展体积更小、功能更强、可靠性更高、携带更方便、适用范围更广的计算机例1）在计算机应用领域中,将计算机应用于办公自动化属于领域（）。（A)科学计算（B)信息处理（C)过程控制（D)人工智能2）下列选项中，（）不是计算机特点。（A）高速、精确的运算能力（B）科学计算（C）准确的逻辑判断（D）自动能力3）CAM表示为（）。（A)计算机辅助检测（B)计算机辅助教学（C)计算机辅助制造（D)计算机辅助设计1.1.5计算机科学研究与应用1.嵌入式技术——将计算机作为一个信息处理部件嵌入到应用系统中的一种技术。将软件固化集成到硬件系统中，将硬件与软件系统一体化，功能一般比较固定、不能改变。嵌入式计算机又称单片机应用：电冰箱、自动洗衣机、数字电视机、数码相机等组成：嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统和特定的应用程序。特点：实时性好、最小化存储容量、最小化功耗、适应恶劣工作环境2.网格计算专门针对复杂科学计算的新型计算模式利用因特网把分散在各地的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”（一台计算机是一个结点，成千上万台计算机组成一张网格）优势：数据处理能力强、充分利用网上的闲置处理能力特点：提供资源共享协同工作基于国际的开放技术标准提供动态的服务，适应变化3.中间件技术中间件是介于应用软件和操作系统之间的软件。中间件是一种通用的软件，为网络中的客户端和服务器之间提供服务。主要广泛使用在因特网中访问WEB数据库。客户机Web服务器数据库因特网中间件CGI、ASP、JSP4.人工智能研究、开发能以与人类智能相似的智能机器应用：机器人、指纹识别、人脸知识、自然语言处理5.云计算基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式实现计算资源（网络、服务器、存储、应用软件、服务）共享池特点：超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、价廉1.1.6未来计算机的发展趋势1.计算机的发展趋势巨型化微型化网络化（通信技术）智能化通过计算机网络实现共享软件、硬件和数据资源。三网合一：计算机网、电信网、有线电视网。计算机模拟人的感觉和思维过程的能力2.未来新一代计算机模糊计算机——利用模糊的、不确定的判断进行工程处理的计算机生物计算机——利用DNA的化学反应原理设计计算机光子计算机——利用光信号进行数学运算、信息存储处理的新型计算机（1991年贝尔实验室内已研制成功）超导计算机——零电阻的超导、运算速度更快量子计算机——利用‘量子动力学’的量子位1.1.7信息技术简介信息技术（IT）：用来扩展人们信息器官功能、协助人们更有效的进行信息处理的一类技术数字化多媒体化：文字、声音、图像、图形、视频等高速化、网络化、宽频带智能化