1.1__计算机发展简史
1.1计算机概述
计算机概述【考点梳理】考点1计算机发展简史1.计算机的诞生世界上第一台数字式电子计算机诞生于1946年,地点在美国宾夕法尼亚大学,全称为“电子数值积分器和计算机”,简称ENIAC,中文名为“埃尼阿克”2计算机的四个发展阶段根据电子计算机采用的物理器件的发展,一般将电子计算机的发展分成以下四个阶段(1)第一代计算机:主要电子器件是电子管,使用机器语言和汇编语言,主要用于科学计算(2)第二代计算机:主要电子器件是晶体管,出现高级语言,除了科学计算外,它还用于其他领域(3)第三代计算机:主要电子器件是中、小规模集成电路,操作系统逐步完善,应用广泛(4)第四代计算机:主要电子器件是大规模和超大规集成电路,发展了数据系统、软件工程标准化系统,应用领域得到普及,3.计算机的未来发展(第五代计算机)第五代计算机为智能化计算机,朝巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体方向发展A.微型计算机的发展(1)1971年,英特尔推出了全球第一个微处理器4004(2)1981年,IBM公司推出了世界上第一台个人计算机,该台计算机采用Intel 8088微处理器和Microsoft供的MS-DOS操作系统典型例题【例1】(单项选择题)第一代计算机的主要用途是()A.科学计算B.数据处理C.事务处理D.过程控制【分析】本主要考查学生对计算机发展简史中四个发展阶段的第一代计算机用途的了解情况。
重点要了解计算机发展各个阶段所采用的电子器件和软件发展情况【答案】A【例2】(是非选择题)1981年,IBM公司推出了世界上第一台个人计算机()【分析】本题主要考查学生对计算机发展史中微型计算机发展的了解情况微型计算机的发展过程中有两个重要的事件:第一个微处理器的推出和第一台个人计算机的推出事件中的时间和公司是考查的重点。
【答案】A高考真题1.(2014年高考·单项选择题)在计算机的发展历程中,第______阶段出现了FORTRAN. COBOL 和ALGOL等高级语言A 一B.二C.三D.四2.(2016年高考·单项选择题)在第________代电子计算机中,应用软件成为现代工业的一部分,并在软件方面发展了数据库系统、软件工程标准系统等,A 一B.二C.三D.四3.(2017年高考·单项选择题)在第_______代电子计算机中,计算机同时向标准化、多样化、通用化、机型系统化发展,并在高级程序设计语言方面有了很大的发展()A.一B.二C.三D.四参考答案:考点2计算机的特点和性能指标1.计算机的特点(1)高速、精确的运算能力(2)准确的逻辑判断能力(3)强大的存储能力(4)自动运行功能(5)网络与通信功能2.计算机的性能指标(1)字长:指计算机能够直接处理二进制的位数,其单位是“位(bit)”(2)主频:指计算机的时钟频率,其基本单位是“吉赫兹(GHz)(3)运算速度:运算速度用每秒能执行多少条指令来表示,其单位一般是“每秒百万条指令(MIPS)”(4)内存储器容量:内存器中所能存储信息的量大数量,其单位是“字节(Byte)(3)存取周期:连续启动两次独立的“读”“写”操作所需的最短时间,其单位是“纳秒(ns)”典型例题【例1】(单项选择题)计算机的性能指标中,________标志着计算机的运算精度()A.字长B.主频C.内存储器容量D.存取周期【分析】本题主要考查学生对字长的了解情况,字长标志着计算机的运算精度【答案】A【例2】(是非选择题)运算速度是CPU每秒所能完成基本指数目的最高速度,()【分析】本题主要考查学生对运算速度的了解情况,运算速度用每秒所能执行多少条指令来表示,即中央处理器每秒所能完成基本指令数目的平均速度【答案】B高考真题1.(2015年高考·是非选择题)存取周期是计算机的性能指标之一,它的含义是CPU从内存中完成一次存数据或一次取数据所需要的时间。
1.1电子计算机的发展
9.以下属于计算机人工智能方面应用的是（B）。
A.数控机床 B.定理证明 C.天气预报 D.卫星轨迹计算
10.微型计算机Athlon XP 1600+的主频高达1.4GHz，制造它的美国公司是（C）。
A.IBM公司 B.Intel公司 C.AMD公司 D.Microsoft公司
5.网络与通信功能。
2.计算机的性能指标
（1）字长。字长决定了指令直接寻址的能力，字长越长，存放数据的存储单元数越多，寻找地址的能力越强。
（2）主频。主频的单位是兆赫兹（MHz），目前使用的微型计算机已达到了吉赫兹（GHz）。
（3）运行速度。运行速度用每秒能执行多少的指令来表示，。运行速度的单位一般用MIPS（每秒百万条指令）来表示。
1.1.1电子计算机的发展
世界上第一台数字式电子计算机诞生于1946年2月，简称ENIAC，中文名译为“埃尼阿克”。
计算机采用的物理器件的发展，分为以下四个阶段：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成电路计算机。
中国也正在积极研制第五代智能化计算机。同时朝巨型化、微型化 、网络化、智能化和多媒体化方向发展。
1.1.2微型计算机的发展
1971年，英特尔推出了全球第一个微处理器4004。
1981年8月12日，IBM公司推出世界上第一台个人计算机。
1.1.3计算机的特点及性能指标
（1）计算机的特点：
1.高速、精确的运算能力。
2.准确的逻辑判断能力。
3.强大的存储能力。
4.自动运行功能。
4.计算机辅助系统中，CAD是指（B）。
A.计算机辅助制造 B.计算机辅助设计
C.计算机辅助教学 D.计算机辅助测试
计算机发展史19版
1.1 计算机的发展
一、计算机的定义
计算机是一种能储存程序和数据，自动执行程序，快速而 高效的对数字化信息处理的电子设备。又由于它可以替代人们 部分或全部的脑力劳动，通常我们又把它称之为“电脑”！
二、计算机的发展简史
1、第一阶段：1946年〜1958年 电子管计算机时代 1.1 1946年，第一台计算机“ENIAC”诞生。
1.2 计算机之父——冯 〮诺依曼
冯 〮诺依曼提出重大改进理论，其一是电子计算 机应该以二进制为运算基础，其二是计算机应采用“存 储程序”的方式工作。还进一步指出计算机的结构应用 应有五个部分组成（运算器、控制器、存储器、 输入装 置及输出装置）。
2、第二阶段：1958年〜1964年 晶体管计算机时代
1965年世界上第一台真正意义的小 型计算机PDP-8诞生，标志着计算机小 型机时代的到来。
4、第四阶段：1971年〜至今 大规模和超大规模集成电路的计算机时代
计算机发展的四个主要阶段
年代
时间段
电子元件
特点
软件
应用
第一代计算机 第二代计算机 第三代计算机
1946—1958年 1959—1964年 1965—1970年
1948年，美国贝尔实验室发明了晶体管，与第一代电子管计算机相比，晶体 管计算机体积更小、耗电更少、成本低、逻辑功能强、使用方便、可靠性更高。软 件上广泛采用高级语言，并出现了早期的操作系统，运算速度也提升到几万次每秒。
3、第三阶段：1964年〜1971年 集成电路计算机时代
随着半导体技术的发展，1958年， 美国德克萨斯公司制成了第一个半导体 集成电路。
电子管 晶体管
体积大、造价贵、 速度低、存储量小、
1.1 计算机发展史
1.1.1 电子计算机简介
根据计算机所采用的物理器件，可以将计算机的发展划分为4 个阶段，如 下表所示。
阶段
第一阶段 （1946-1959）
第二阶段 （1959-1964）
第三阶段 （1964-1972）
第四阶段 （1972 至今）
采用的元器件 电子管
晶体管
埃尼阿克
电子计算机的概念
电子计算机是一种能高速而精确地对信息进行处理，具有内部存储能力， 由程序来控制其操作过程地现代化电子装置。
ENIAC的设计师——美籍匈牙利数学家 冯.诺依曼
冯.诺依曼提出的原理和思想为： （1）采用二进制，为什么？这个课后大家讨论 （2）存储程序控制 （3）计算机的五个基本部件组成，并且规定了五个部分的基本功能
刘洪，东汉“算圣”
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课后作业：1.了解中国计算机发展历史 2.了解中国网络发展史
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存储器采用水银延迟线。在这个时期，没有系统软件，用机器语言和汇编语言编程．计算机只 能在少数尖端领域中得到运用，一般用于科学，军事和财务等方面的计算．
晶体管计算机
年代：1959-1964 主要特点：采用晶体管等半导体器件，以磁鼓和磁盘为辅助存储器，采用 算法语言（高级语言）编程，并开始出现操作系统。由于采用晶体管代替电子 管，所以很轻，且运算速度比较快，达到每秒几十万次
中小规模集成电路计算机
年代：1964-1972 主要特点：用中小规模集成电路作为计算机电子器件，同时主存储器开始采用半导体存
计算机基础知识
第一章计算机基础知识1.1 概述1.1.1计算机发展简史通常所说的计算机是指电子数字计算机，是一种在程序控制下自动进行信息处理的电子设备。
1.计算机发展的四个阶段世界上第一台电子数字积分计算机（ENIAC,electronic numerical integator and computer）于1946年2月在美国宾夕法尼亚大学诞生。
半个多世纪来，随着半导体技术的不断进步、计算机的应用需求不断扩展、各行各业对计算机处理信息的能力要求越来越高的推动下，计算机设计生产技术以日新月异的速度发展，先后经历了以电子管、晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路为主要元器件的四个时代。
1）第一代计算机（1946-1957年）这一代计算机以电子管为基本物理器件，称为“电子管时代”。
电子管计算机的体积大、耗电量大、容量小、速度慢、价格贵。
如ENIAC共用了18000多个电子管，重30t，占地面积160m,耗电150KW。
在这个时代，人们用机器语言和汇编语言编程，计算机的应用范围仅限于军事和科学计算。
2）第二代计算机（1958-1964年）这一代计算机以晶体管作为基本物理器件，称为“晶体管时代”。
晶体管计算机与电子计算机相比，具有体积小、耗电省、速度快、寿命长、成本低、功能强等优点。
这个时代已出现了操作系统和高级程序设计语言，如Fortran语言等，计算机除了应用于军事和科学计算外，还开始用于数据处理、事务管理和过程控制等方面。
3）第一代计算机（1965-1970年）这一代计算机以中小规模集成电路作为基本物理器件。
第三代计算机与第二代相比，它的体积缩小，耗，电量减小，功能、可靠性增强，运算速度提高。
这一时期出现了更多的高级程序设计语言，操作系统进一步完善，计算机已开始应用于各个领域。
4）第四代计算机（1971年至今）这一代计算机以大规模、超大规模集成电路作为基本物理器件。
计算机的体积更小、耗电量更少、功能更强、寿命更长、可靠性更高。
计算机发展史
1.2.8 计算机的特点
记忆能力强
如果按纯文本方式存储， 80GB 的硬盘可以存储
13 000多部300万字的大部头书籍。
自动运行
在程序的控制下自动运行。
1.2.9 计算机的应用领域
科学计算
大型工程设计、航空航天、石油勘探、核能利用、地震 预报与监测和天气预报等。
信息处理
各种管理系统和办公自动化系统。
1.1 第一台电子数字计算机的诞生
1.2 计算机的发展
1.3 中国计算机发展简史
1.4 著名的计算机公司
1.5 著名的计算机科学家 1.6 计算机学术组织
1.7 计算机奖项
1.8 小结
1.1 第一台电子数字计算机的诞生
早期的计算工具 机械计算机 机电计算机 电子计算机
1.1.1 早期的计算工具
手指：人们习惯于十进制计数法与此有关。
过程控制
火星探测器、宇宙飞船、汽车自动装配、数控机床、无 人侦察机、导弹的巡航飞行等都需要计算机控制。 失之毫厘，差之千里。
1.2.9 计算机的应用领域
计算机辅助系统
计算机辅助设计（CAD)、计算机集成制造系统 （CIMS）、计算机 辅助软件工程（CASE）、计算机辅助教学（CAI）。
人工智能
IBM 公司研制的深蓝计算机系统， 1997年5 月，以 2胜1 负3平的成绩 战胜1985年以来一直占据世界冠军宝座的卡斯帕罗夫。
对数计算尺
计算尺
1.1.2 机械计算机
1642年，法国科学家帕斯卡发明了齿轮式能实现加减法运算
的计算器Pascaline。
1673年，德国数学家莱布尼茨建造了一台能进行加减乘除四 则运算的机械式计算机。
帕斯卡计算器
全国计算机等级考试一级教程 1.1
第一章计算机基础知识1.1计算机的发展简史。
●世界第一台计算机ENIAC在1946年美国宾夕法尼亚大学诞生，主要元件是电子管。
●冯•诺依曼机。
在ENIAC的研究问世后，冯·诺依曼在研制EDVAC计算机时，总结并归纳了计算机的3个特点：1)采用二进制；0 12)存储程序控制；程序和数据存放在存储器中，即程序存储的概念。
计算机执行程序是，无需人工干预，能自动、连续地执行程序，并得到预期的结果。
3)由五个基本部件组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
今天的计算机的基本结构仍采用冯•诺依曼提出的原理和思想，人们称符合这种设计的计算机是冯•诺依曼机。
●中国计算机的发展概况：1958年，研制成功第一台电子计算机。
1983年，第一台亿次巨型电子计算机“银河”诞生。
1993年，第一台10亿次巨型银河计算机Ⅱ型通过鉴定。
1995年，曙光1000研制完成，其峰值运算可达25亿次每秒。
1999年，曙光2000-Ⅱ超级服务器诞生，其峰值运算可达1117亿次每秒。
2003年，推出曙光4000L,运算能力达到3万亿次每秒。
●计算机发展的四个阶段：计算机的发展趋势计算机的发展趋势是巨型化、微型化、网络化、智能化。
练习：1.世界上第一台电子计算机诞生于（）年。
A）1939 B）1946 C）1952 D）19582.世界上第一台电子计算机名叫（）。
A）EDV AC B）ENIAC C）EDSAC D）MARK-II3.冯·诺依曼研制成功的存储程序计算机名叫（）。
A）EDV AC B）ENIAC C）EDSAC D）MARK-24．计算机采用的主机电子器件的发展顺序是（）。
A）晶体管、电子管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路B）电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路C）晶体管、电子管、集成电路、芯片D）电子管、晶体管、集成电路、芯片5.计算机从其诞生至今已经经历了四个时代，这种对计算机划代的原则是根据（）。
《计算机导论》课程教案
《计算机导论》课程教案第⼀章计算机基础知识1．1 计算机概述第⼀台电⼦计算机ENIAC于是1946年在美国研制成功。
这台计算机⾮常庞⼤，⽽且不具有存储功能。
但它标志着第⼆次⼯业⾰命的开始。
1．1．1计算机的发展简史1．1．1．1计算机的分代电⼦计算机的发展可以划分为以下四代历史：第⼀代：1946——1958年，电⼦管计算机；第⼆代：1959——1964年，晶体管计算机；第三代：1965——1970年，中、⼩规模集成电路计算机（MSIC、SSIC）；第四代：1971——现在，⼤规模、超⼤规模集成电路计算机（LSIC、VLSIC）。
1．1．1．2微型计算机的发展简史第⼀代：1971年推出第⼀台微机MCS－4，4位机（微处理器为4004）第⼆代：1972——1977年，8位机（8080）第三代：1978——1984年，16位机（8086，80286）第四代：1985——现在，32位机（80386，80486，Pentium，PentiumⅡ，PentiumⅢ等）说明：⑴微型计算机属于第四代电⼦计算机。
⑵微处理器(PC机的核⼼)是采⽤⼤规模集成电路⼯艺把运算器和控制器制作在⼀块半导体芯⽚上。
⑶微处理器于1971年研制成功。
⑷到⽬前为⽌，各种计算机（巨、⼤、中、⼩、微）都满⾜冯·诺依曼计算机模型，即：①由五⼤功能部件组成（类似⼈脑的五⼤功能部件）；②采⽤⼆进制形式表⽰指令和数据；③按“存储程序的原理”⼯作。
1．1．2计算机的特点1、运算速度快；2、精确度⾼；3、具有存储和逻辑判断能⼒；4、⾃动完成各种操作和运算。
1．1．3计算机的⽤途1.数值计算（也称科学计算）它是指解决科学研究和⼯程技术中所提出的数学问题，其特点是计算量⼤、复杂，要求精确度⾼。
2.数据处理（也称信息处理）数据处理的特点是计算公式⽐较简单，数据量⼤、但时间性强。
⑴数据：指数字、符号、⽂本、图形、图像、声⾳等。
⑵数据处理：指利⽤计算机对原始数据进⾏分类、排序、合并、统计、打印、存储等操作。
《Windows_XP+Office_2003实用教程》计算机基础知识
ASCII码的全称是美国国家信息交换标准字符码，已经被国际标准化组织（ISO）指定为国际标准，称为ISO646码，又称为国际5号码，在世界上通用。7位的ASCII码用一个字节的低7位进行编码，最高位为0，因此共有128个不同的编码值，可以表示128个不同字符的编码，包括52个英文大小写字母、10个阿拉伯数字、32个标点符号和34个控制码。
计算机系统的组成
1.5.1“存储程序控制”计算机的概念
存储程序控制
所谓存储程序，就是把程序本身当作数据来对待，程序和该程序处理的数据用同样的方式（均以二进制编码的形式）储存。计算机运行时，中央处理器依次从内存储器中逐条取出指令，按指令规定执行一系列的基本操作，最后完成一个复杂的工作。这一切工作都是由一个担任指挥工作的控制器和一个执行运算工作的运算器共同完成的，这就是存储程序控制的工作原理。尽管计算机技术发展很快，但“存储程序原理”至今仍然是计算机内在的基本工作原理。
指令的基本格式：操作码|操作数
1.4.2程序设计语言
用以同计算机交往的语言叫程序设计语言。程序设计语言通常分为机器语言、汇编语言和高级语言三类。
指令系统也称为机器语言，也叫做二进制代码语言，它是由一串二进制数0、1构成的指令代码。机器语言是计算机硬件唯一能够识别的,不用翻译直接供机器使用的程序设计语言。不同机型的机器语言是不同的。与其他程序设计语言相比，其执行效率最高。
基数为2，即“逢二进一”。它含有两个数码：0、1。权为2i。
计算机内部一律采用二进制存储数据和进行运算，主要原因在于二进制数只有0和1两个基本数码，在计算机中可以通过电子器件的“开”、“关”两个物理状态来表示，降低了硬件的成本；对于系统来说，只有两个状态稳定性较高，容易控制；而且基于二进制的逻辑运算和算术运算都是最简单可靠的。
计算机发展简史
个继电器，6000多个开关，每秒执
行 5000 次加法或 400 次乘法，是继 电器计算机的1000倍、手工计算的 20万倍。
EDVAC“离散变量自动电子计算机”
EDVAC于1949年8月交付给弹道研究实验室。在发现和解决许多问题之后，直到1951年EDVAC才开始
运行，而且局限于基本功能。EDVAC是第一台现代意义的通用计算机。和之前的世界上第一台 电子计算机ENIAC不同,EDVAC首次使用二进制而不是十进制。整台计算机共使用大约6000个电子管和
第一代：电子管计算机（46~57)
物理原件：电子管 内 存 延迟线或磁芯
外
存
纸带、卡片或磁带
几千到一万次／秒 机器语言或汇编语言 科学计算 ENIAC
工作速度 软 应 件 用
代表机型
特
点
体积庞大，运算速度低，成本高
第二代：晶体管计算机(58~64)
物理元件 内 存
晶体管 磁芯
外
存
磁带或磁盘
几十万次／秒 高级算法语言 事务管理及工业控制 IBM 7000 系列
按照性能分类
巨型计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机工作站
小型计算机
Lorem ipsum dolor sit amet consectetur adipisicing elit sed do eiusmod
小型计算机规模比大型机小，但仍 可支持十几个用户同时使用，价格 便宜，适用于中小型企事业单位。 如 DEC 公司生产的 VAX 系列， IBM 公 司生产的AS/400系列。
光学计算机
光子计算机是一种由光信号进行数 字运算、逻辑操作、信息存贮和处 理的新型计算机。它由激光器、光 学反射镜、透镜、滤波器等光学元 件和设备构成，靠激光束进入反射 镜和透镜组成的阵列进行信息处理， 以光子代替电子，光运算代替电运 算。
计算机与网络技术基础第一章第一节第一小节
第一章计算机基础知识第一节计算机概述1.1.1计算机的发展简史（1）第一代电子计算机电子管（又称真空管）是1913年发明出来的，起初用于雷达等电子设备中。
1946年从ENIAC开始，才是用于计算机。
人所共知的第一台电子计算机ENIAC的主要器件是18000支电子管。
人们把电子器件的计算机统称为第一代电子计算机。
（2）第二代电子计算机第二代计算机的特点是用晶体管代替了电子管。
半导体晶体管于1948年贝尔实验室研制出来，从1956年开始用于制作电子计算机。
晶体管的优点是体积小、重量轻、发热少、寿命长、价格低，特别是工作速度比电子管更快。
另外，第二代计算机普遍采用磁芯存储作内存采用磁盘与磁带作外存，使存储容量增大，可靠性提高。
这时，汇编语言取代了机器语言，开始出现了FORTRAN和COBOL等高级语言。
（3）第三代电子计算机第三代电子计算机的主要特点是以中、小规模集成电路取代了晶体管。
集成电路（IC）是将许多个晶体管和电子元件集中制造在同一块很小的硅片上。
集成电路的体积更小，耗电更少，功能更强。
用半导体存储器淘汰了磁芯存储器，使存储器也开始集成电路化、模块化程序设计方法。
第三代计算机的典型机型有IBM360系列和PDP11系列等。
其主存储器容量达1MB～4MB，运算速度达200万次/秒。
（4）第四代电子计算机第四代计算机的主要特点是用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）取代中小规模集成电路。
微电子理论和制作工艺方面的发展，为大幅度提高集成电路的集成度创造了条件。
这时，出现了微处理器，从而产生了微型计算机。
微型机的突出优点使其得以迅速发展和普及。
人们通常把1971年至今出现的大型机称为第四代电子计算机，代表机种有IBM370和CRAYII等。
从20世纪80年代开始，日、美等国家开展了新一代称为“智能计算机”的计算机系统的研究。
目前计算机的发展有如下四个重要的方向:○1巨型化。
用于天气预报、军事计算、飞行设计、核弹模拟等○2微型化。
计算机发展简史
计算机发展史
——电子数字计算机的诞生
1946年2月14日，世界上第一台电子计算机研制成功。
这台机器的名字叫“ENIAC”（埃尼阿克），即“电子数
值 积分和计算机” 的英文缩写。在ENIAC内部，总共安装
了17468只电子管，7200个二极管，70000多电阻器，10000
多 只电容器和6000只继电器，电路的焊接点多达50万个；
9
计算机发展史
——晶体管计算机
1954年美国电报电话公司 （AT&T）贝尔实验室研制成 功了第一台半导体计算机 （TRADIC ）。
1960年IBM全面推出晶体管 化的7000系列电脑。 以晶体管为 主要器件的IBM7090型电脑，换 下了诞生不过一年的IBM709电子 管计算机，从1960年到1964年一 直统治着科学计算的领域，并作 为第二代电子计算机的典型代表， 被永远载入电脑的史册里。
机器被安装在一排2.75米高的金属柜里，占地面积为170平
方米左右，总重量达 到30吨。它的耗电量超过174千瓦；
电子管平均每隔7分钟就 要被烧坏一只。
ENIAC的运算速度达到每秒钟5000次加法，可以在
3/1000秒时间内做完两个10位数乘法， 其运算速度超出
Mark Ⅰ至少1000倍。一条炮弹的轨迹，20秒钟就能被它算
计算机发展史
——电子数字计算机的诞生
电子管的诞生为通讯、广播、电视 等技术的发展铺平了道路。但是，真空 电子管不仅具有放大功能，还可充当开 关器件，其速度要比继电器快成千上万 倍。计算机的历史也由此跨进电子的纪 元。
1946年，举世公认的第一台 电子数字计算机ENIAC， 诞生在 战火纷飞的二次世界大战，它的 “出生地”是美国马里兰州阿贝 丁陆军试炮场。二次世界大战关 键时期，战争需要像一只有力的 巨手，给电脑的诞生铺平了道路。
事业单位考试计算机公共基础知识(pdf豪华版)
考点 12“存储程序控制”计算机的概念 1944 年 8 月，著名美籍匈牙利数学家冯?诺依曼提出了 EDVAC 计算机方案，他在方案中提出 了 3 条思想。 （1）计算机的基本结构。计算机硬件应具有运算器、控制器、存储器、输人设备和输出设 备等 5 大基本功能。 （2）采用二进制数.二进制数便于硬件的物理实现，又有简单的运算规则。 （3）存储程序控制.存储程序实现了自动计算，确定了冯．诺依曼型计算机的基本结构。
考点 3 计算机的应用 计算机具有存储容量大，处理速度快，逻辑推理和判断能力强等许多特点，因此已被广泛应 用于各种科学领域，并迅速渗透到人类社会的各个方面，同时也进人了家庭。计算机主要有 以下几个方面的应用。 （1）科学计算（数值计算）。 （2）过程控制。 （3）计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）。 （4）信息处理。 （5）现代教育（计算机辅助教学（CAI）、计算机模拟、多媒体教室、网上教学和电子大学）。 （6）家庭生活。
1.3 计算机中字符的编码 考点 7 西文字符的编码 计算机中常用的字符编码有 EBCDIC 码和 ASCII 码。IBM 系列大型机采用 EBCDIC 码，微型机 采用 ASCII 码是美国标准信息交换码，被国际化组织指定为国际标准。它有 7 位码和 8 位码 两种版.国际的 7 位 ASCII 码是用 7 位二进制数表示一个字符的编码，其编码范围从 0000000B 一 1111111B，共有 7＝128 个不同的编码值，相应可以表示 128 个不同的编码。7 位 ASCII 码表如表 14 所示。 表 1-4 7 位 ASCII 码表
考点 6 二、十、十六进制数的数码 （1）十进制和二进制的基数分别为 10 和 2，即“逢十进一”和“逢二进一”。它们分别含 有 10 个数码（0，1,2，3,4,5,6,7,8,9）和两个数码（0,1）。位权分别为 10i 和 2i（i＝-m-n-1， m,n 为自然数）。二进制是计算机中采用的数制，它具有简单可行、运算规则简单、适合逻 辑运算的特点。 （2）十六进制基数为 16，即含有 16 个数字符号：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B， C，D，E，F。其中 A，B，C，D，E，F 分别表示数码 10,11，12,13,14,15，权为 16i（i＝－m～ n 一 1，其中 m、n 为自然数）。加法运算规则为“逢十六进一”。如表 1-3 所示列出了 0~15 这 16 个十进制数与其他 3 种数制的对应表示。
计算机发展简史
便。
22
1.4 电子计算机
23
1.4 电子计算机
24
ENIAC特点： ①采用电子线路来执行算术运算、逻辑运算 和存储信息；速度快； ②存储容量太小； ③执行程序前要进行复杂的线路连接；
31
2.3 第三代计算机(1965-1970)
代表机型
IBM 360系统。
32
2.4 第四代计算机(1971--)
主要特点
用微处理器或超大规模集成电路取代了普通集成电路。 存储容量进一步扩大。 输入采用了光学字符识别和条形码及语音等技术。 输出设备开始使用光盘和激光打印机等。 高级程序设计语言得到广泛使用。 微型计算机进入了千家万户。 互联网广泛应用，形成所谓的地球村。 巨型计算机也得到快速发展。
主要特点
用晶体管代替了电子管。 采用磁芯存储器作主存，采用磁盘与磁带作辅存。 出现了汇编语言和高级语言；出现了监控程序。 作为现代计算机体系结构的许多新技术相继出现，如寄存
器，浮点数据表示，间接寻址，中断，I/O处理机等。
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2.2 第二代计算机(1959-1964)
代表机型
IBM7090、IBM7094、CDC7600等。
33
2.4 第四代计算机(1971--)
代表机型
IBM 4300系列、3080系列、3090系列、IBM PC 等。
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3. 计算机的发展趋势
巨型化
超级计算机通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机） 组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂 课题的计算机。
(最新整理)计算机发展历史
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计算机发展简史
2021/7/26
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内容提要
1.1 计算机的史前时代 1.2 机械式计算机 1.3 从机械到电子的进程 1.4 电子计算机发展历史 1.5 奠定计算机理论基础的重要人物和思想 1.6 计算机在中国 1.7 计算机的发展趋势 1.8 小结
1.4.1 电子管计算机 1. 第一台电子计算机的诞生
ENIAC的指标：
每秒5000次加法 17468个电子管 7200个二极管、70000个电阻器、10000个 电容器、6000个继电器 占地170平方米 总重量30吨 耗电174KW
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ENIAC两位设计者 ——莫契利和埃克特
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第一台微型计算机 ——Altair 8800
第一台个人计算机 ——IBM PC 33
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1.4 电子计算机发展历史
1.4.4 大规模集成电路计算机 2. 微型计算机
比尔·盖茨（ Bill Gates ）在哈佛大学学习期间就 为第一台微型计算机Altair 8800开发了BASIC编程语言 的一个版本。
纳皮尔算筹(Napier’s bones) 1612年发明
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1.1 计算机的史前时代
1.1.2 计算尺和计算器 1. 计算尺
威廉·奥却德(William Oughtred) 及其发明的圆形计算尺
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风靡18－19世纪的计算尺
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1.1 计算机的史前时代
1.1.2 计算尺和计算器 2. 计算器
布乔的穿孔卡片思想在杰卡德的自动编 织机上实现——程序控制思想的萌芽
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计算机的诞生与发展简史
5. 计算机未来的发展方向
计算机广泛应用于我们生活的各个领域，特别 是近几年网络技术的不断发展，人们已经开始 了对智能计算机的研究，人工智能已经成为了 计算机科学中的一个重要分支。也许在未来计 算机不仅采用的电子器件与现在的不同，在计 算机理论和功能方面也会与现在有很大的差异。
计算机文化基础
美籍匈牙利数学家约翰·冯·诺依曼是美国国家科学院、秘鲁国立自然科学 院和意大利国立林且学院等学院的院士。 由于ENICA本身没有存储器，冯·诺依曼和他的同事研制了nic Discrete Variable Automatic Computer）。 它采用存储程序的方案，即程序和数据都存在内存中，这个设计思想奠定 了现代计算机的发展基础，被誉为计算机发展史上的一个里程碑。人们将 以此设计思想为基础的各类计算机统称为“冯·诺依曼机”。
3. 第三代电子计算机
（20世纪60年代中期到2世纪70年代前期）
第三代电子计算机是集成电路计算机。 其主要特征是： • 采用集成电路作为主要元件。 • 运算速度达到了每秒几百万次。 • 出现了半导体存储器。 • 高级程序设计语言得到了很大发展。 第三代电子计算机体积更小、耗电更少、可靠性更高，开始广 泛应用于生产和生活的各个领域。
阿兰·图灵（Alan Turing）（1912~1954年）
阿兰·图灵是世界上公认的计算机科学奠基人。他在计算机科学 方面的贡献主要有两个：一是建立图灵机（Turing Machine , TM）模型,在理论上证明了通用计算机存在的可能性，奠定了可 计算理论的基础；二是提出图灵测试，奠定了人工智能的理论 基础，使他荣膺“人工智能之父”的称号。
1.2电子计算机的发展
1.第一代电子计算机（1946年第一台计算机研制成功到50年代中 期）
1.1-1.3计算机的发展简史
1.1计算机的发展简史一、单项选择题1、当计算机险入死机时，正确的处理方法是（）A、先关显示器，再关主机电源B、先关主机电源，再关显示器C、关掉主机电源，再打开D、先热启动，若不成功，则照C操作2、微型计算机的性能主要取决于（）A、内存B、中央处理器C、硬盘D、显示卡3、计算机能直接识别的语言是（）A、汇编语言B、机器语言C、算法语言D、高级语言4、微处理器A THLONXP1600+的主频高达1.4GHZ，制造它的美国公司是（）A、IBMB、INTELC、AMDD、MICROSOFT5、IBM“深蓝”计算机内的国际象棋程序所代表的计算机应用领域是（）A、科学计算B、人工智能C、数据处理D、过程控制6、用计算机进行资料检索工作是属于计算机应用中的（）A、科学计算B、数据处理C、实时控制D、人工智能7、计算机辅助教育的英文缩写为（）A、CAMB、CADC、CBED、CAI8、“PIV 1.4”中的“1.4GHZ”是指CPU的（）A、字长B、运算速度C、存储容量D、主频9、计算机之所以能自动地连续进行数据处理，主要是因为（）A、采用了开关电路B、采用了半导体器件C、具有存储程序的功能D、采用了二进制10、计算机所能辨认的最小信息单位是（）A、位B、字节C、字D、字符串11、计算机问世至今已经经历四代，而划分四代的主要依据则是计算机的（）A、规模B、功能C、性能D、构成元件12、不同的芯片有不同的字长，目前芯片有多种型号，其中奔腾IV芯片的字长是（）A、8位B、16位C、32位D、64位13、计算机的技术指标有多种，而最主要的应该是（）A、字长B、速度C、主频D、周期14、目前使用的微型计算机硬件主要采用的电子器件是（）A、真空管B、晶体管C、超大规模集成电路D、集成电路15、第（）代计算机开始就应用于科学计算A、一B、二C、三D、四二、填空题1、计算机电子器件发展经过了_________________、_________________、_________________和_________________4个阶段。
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1.1.2 计算机的特点
处理速度快 大容量 自动处理 逻辑判断 高精度 通用性强
1.1.3 计算机的分类
1.巨型机 巨型机(Supercomputer) 巨型机 2.大型机 大型机(Main Frame) 大型机 3.中型机 中型机 4.小型机 小型机(Minicomputer) 小型机 5.微型机和便携机 微型机和便携机
1.1.4 计算机的应用领域
（1）科学计算：如导弹的发射，宇宙飞船的飞行 科学计算： 科学计算 轨迹计算等， （2）数据处理 ： 包括对数据的收集、记载、分类、 数据处理 排序、检索、计算或加工、传输、制 表等工 作。例如，在科研、生产和经济活动中，把所 获得的大量信息存入计算机，通过加工处理， 得到可供某种目的使用的新信息。 （3）过程控制 过程控制：常用于电力、冶金、石油化工、 过程控制 机械等工业。
(d) 超大规模集成电路 （VLSI） ）
•小规模集成电路（SSI）: 小规模集成电路（ ） 小规模集成电路 •中规模集成电路（MSI）: 中规模集成电路（ 中规模集成电路 ） •大规模集成电路（LSI）: 大规模集成电路（ 大规模集成电路 ）
集成度在100～3000个电子元件 ～ 集成度在 个电子元件 集成度在3000～10万个电子元件 ～ 万个电子元件 集成度在 集成度在10万 集成度在 万～100万个电子元件 万个电子元件
大规模、 大规模、超大规模集成电路 体积更小 速度上千次/ 数亿次/秒 速度上千次 秒~数亿次 秒 数亿次 软件丰富 网络发展 应用范围扩大： 应用范围扩大：各个领域
1.1.1计算机的发展过程 1.1.1计算机的发展过程
未来型计算机
神经网络计算机：模拟人的逻辑思维、记忆、推理、设计、 神经网络计算机：模拟人的逻辑思维、记忆、推理、设计、 分析、决策等职能活动。 分析、决策等职能活动。 生物计算机： 生物计算机：利用生物工程技术产生的蛋白分子为主要原 料的芯片。 料的芯片。 光子计算机：利用光子代替现代半导体芯片中的电子。 光子计算机：利用光子代替现代半导体芯片中的电子。
（4） CAD／CAM／CAI •CAD(计算机辅助设计): 常用于飞机、轮船、建 计算机辅助设计): 计算机辅助设计 筑工程等复杂设计工程中。利用计算机进行设计 可以提高设计质量，缩短设计周期，提高设计的 自动化水平． •CAI(计算机辅助教学 •CAI(计算机辅助教学): 计算机辅助教学):是利用计算机帮助对学生 的教学。通常包括用形象的动态图示来表达一些 用语言和文字不易表达清楚的概念，还包括学生 与计算机之间的对话，并能够指出学习过程中的 错误，以及学生学习课程的成绩等。
个人计算机(微机) 个人计算机(微机) Personal Computer
PDA(个人数字助理) PDA(个人数字助理)
小型机
典型的小型计算机处理多用户任务
大型机
美国航空公司的大型机每秒钟可 处理4 处理4 0 0 0多个事务 0多个事务
巨型机
全球气温分布与 变化趋势图 日本NEC公司的NEC SX-6/64MB巨型计算机，它包含64个CPU，内存容 日本NEC公司的NEC SX-6/64MB巨型计算机，它包含64个CPU，内存容 量为512GB，峰值速度达每秒1 量为512GB，峰值速度达每秒1万亿次浮点运算，用于全球气温变化 趋势的预测研究
信息高速公路 1993、9 美国克林顿
我国“三金”工程 金桥、金关和金卡
计算机发展史
1.1.5 计算机发展趋势
巨型化 微型化 多媒体化 网络化 智能化 计算机进一步向高速集成化方向发展， 网络化是指利用通信技术和计算机技 智能化就是要求计算机能够模拟人的， 计算机进一步向高速集成化方向发展 目前巨型化是指具有几百兆字节以上 多媒体计算机是计算机技术与电视声像 即计算机物理器件越来越小， 思维功能和感官。具有识别声音、 即计算机物理器件越来越小，计算机的 术，把分散在不同地点的计算机互联 思维功能和感官。具有识别声音、图 的存储容量， 的存储容量，数万亿次每秒以上的运 运算速度更快、功能更强。 技术相结合的产物， 运算速度更快、功能更强 技术相结合的产物，它集多种媒体于一 起来，按照网络协议相互通信 起来的能力，有推理、 。 ，以达 像、的能力，有推理、联想学习的功。 ，，外围设备完备的计算机系统。 算速度，外围设备完备的计算机系统 算速度按照网络协议相互通信， 能。被广泛用于娱乐、辅助教学和工程 身，被广泛用于娱乐、 到所有用户均可共享软件、 到所有用户均可共享软件、硬件和数 巨型即主要用于尖端科学技术的研究 模拟等领域。 模拟等领域。 据资源的目的。 据资源的目的。 开发及军事国防系统。 开发及军事国防系统。
第四代 （1971~90年代） 1971~90年代） 大规模和超大规模集成电路 几百万~几亿（次/ 几百万~几亿（次/秒）
电子管，晶体管与集成电路
一个小于1 4平方英寸的集成电路 一个小于1 / 4平方英寸的集成电路 可以含有超过一百万个电路器件
(a) 电子管
(bSI） ） 集成度小于100个电子元件 个电子元件 集成度小于
•超大规模集成电路（VLSI）: 超大规模集成电路（ 超大规模集成电路 ）
1.1.1计算机的发展过程 1.1.1计算机的发展过程 第一代（1946---1957年 ---1957 第一代（1946---1957年）
电子管式 机器语言 速度几千次 到几万次/ 到几万次/秒 应用范围： 应用范围： 科学计算. 科学计算.
ENIAC
数字积分电子计算机 （译名：埃尼亚克）
1946年 1946年2月美国宾夕法尼亚大学 重达30吨，使用18000支电 子管，70000个电阻，10000支电 容， 耗电150KW，占地170平方 米，运算速度5000次/秒加、减 法运算。
计算机发展史
计算机发展过程
按采用的主要元器件划分为四代
第一代 （1946~1958） 1946~1958） 电子管 5千~4万（次/秒) ~4万（次/ 第二代 （1958~1964） 1958~1964） 晶体管 几十万~百万（次/ 几十万~百万（次/秒） 第三代 （1964~1970） 1964~1970） 中小规模集成电路 百万~几百万（次/ 百万~几百万（次/秒）
（5）嵌入式应用 嵌入式应用 （6） 人工智能 AI(人工智能 人工智能):目前已开发的典型人工智能应用 人工智能 系统有：(a)计算机专家系统，它实际上是具有 专门知识的程序系统。目前用的较多的领域有 军事、化学、气象学、地质学以及医疗诊断等。 （b)机器人系统，它由专门的计算机程序配以 相应的运动部件组成。目前还只能做一些较简 单的动作，但也很有用了，比如大量繁重的劳 动，精度要求高而又不断重复的劳动，在有危 险、有放射线、有毒等的环境下的劳动，连续 长时间的劳动等等。
第三代（1965-1970年 第三代（1965-1970年）
中、小规模集成电路 体积更小 速度几十万次/ 秒~几百万次/秒 速度几十万次/ 几百万次/ 操作系统 应用范围扩大：企业管理, 应用范围扩大：企业管理, 辅助设计
1.1.1计算机的发展过程 1.1.1计算机的发展过程
第四代 （1971至今） 1971至今 至今）
——义务教育，山东省初级中学课本——
第二册
主讲：陈苏红
第
1
章
计算机系统概论
1.1 计算机的发展概况
什么是计算机？ ？
计算机是一台能存储程序和数据，并能自 动执行程序的机器；是一种能对各种数字 化信息进行处理，协助人们获取信息、处 理信息、存储信息和传递信息的工具。
计算机发展史
世界上第一台电子计算机
1.1.1计算机的发展过程 1.1.1计算机的发展过程
第二代（1958-1964年 第二代（1958-1964年）晶体管计算机
晶体管式 高级语言 体积小 速度几十万次/ 速度几十万次/ 秒 应用范围扩大：数据处理, 应用范围扩大：数据处理, 自动控制
1.1.1计算机的发展过程 1.1.1计算机的发展过程
1.1.4
我国计算机发展概况
1958年，我国成功地研制出第一台电子管计算 年 型通用数字电子计算机， 机——103型通用数字电子计算机，其运行速度 型通用数字电子计算机 为每秒1500次。 为每秒 次 1963年，第一台大型晶体管电子计算机——109 年 第一台大型晶体管电子计算机 研制成功。 研制成功。 1971年，成功地研制出以集成电路为主要元器件 年 的第三代计算机。 的第三代计算机。 1983年，国防科技大学成功地研制出我国第一台 年 每秒可运算1亿次的巨型机 银河1”。 亿次的巨型机“ 每秒可运算 亿次的巨型机“银河 。