计算机基础(计算机概述)名师制作优质教学资料

三、计算机的基本结构
计算机系统包括硬件和软件
计算机硬件包括主机和外部设备 计算机主机包括CPU和存储器
三、计算机的基本结构
四. 计算机分类、特点、用途
计算机的分类
巨型机：运算速度达每秒上亿次。如我国研制的银 河、曙光、神州等超级计算机。 大型机：速度和性能比巨型机稍低，其特点是有自 己的专用操作系统。 （以上两类主要用于国防、能源、气象、航天等领域) 小型机：速度和性能再低一些，但其通用性强，应 用软件丰富，适用于政府、企业、学校等领域。 PC机：即Personal Computer，个人计算机，其通用 性更强，广泛应用于各个领域。
微型计算机
微型计算机的特点 体积桌面化――→掌上化 通用化，满足多种使用要求 操作简单化，用户平民化，维护简单化 价格低廉化 多媒体化 网络化
中大型计算机
中大型计算机的特点 结构：为多个机柜，主机系统、硬盘机、磁带机、打印机、 通信处理机等。 性能：一般具备高速处理能力，大容量内存和外存储系统。 大容量的存储系统可能要求磁盘阵列。 可靠性：要求连续运行 不能停机，在要求可靠性 很高的场合要有（异地） 双（多）主机热备份。定 时数据备份。 联网：一般要求具备快速 的网络、通道处理能力。
计算机的基本结构——冯·诺依曼模型
电子计算机之父
以美籍匈牙利数学家约翰·冯·诺依曼（1903-1957 ，电
子计算机之父）为首的研制小组提出了“存储程序控制”的计 算机结构(即诺依曼机），奠定了现代计算机的体系结构。
冯·诺依曼模型的主要思想
⑴ 计算机（指硬件）由五大基本部件组成——运算器、控制器、 存储器、输入设备和输出设备； ⑵ 计算机内部采用二进制来表示指令和数据； ⑶ 将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后U（64位）
1993年推出Pentium（奔腾）处理器，即 80586，集成晶体管320万个，主频逐步提高 到166MHz ，实现了超标量体系结构，性能明 显提高；1995年Pentium Pro（多能奔腾）处 理器面世，俗称P6，集成550万个晶体管，主 频高达200MHz。
２、第二代CPU（８位）
从1972年到1977年，先后推出Intel8008、 8080、8085A等，主频800KHz至6MHz，含晶体管 2000至9000个。
3、第三代CPU（16位）
1978年、1979年、1982年，分别推出8086、 8088、80286，主频为4.77MHz至12.5MHz，含晶 体管2.9万至13.4万个。特别是1981年8088芯片 首次用于IBM PC机，从此开创了全新的PC时代。
二、微机发展简史
微机的核心是中央处理器CPU，CPU的发 展代表了微机的发展，下面以最具代表性的 Intel系列CPU为例说明。
１、第一代CPU（４位）
1971年Intel公司推出了世界上第一个 CPU：Intel4004，是用于计算器的4位微处理 器，主频740KHz，1200个晶体管。
二、微机发展简史
二、微机发展简史
4、第四代CPU（32位）
1985年的80386，主频33MHz,含27.5万个晶体 管；1989年的80486，是将80386和80387（数学协 处理器，支持浮点运算）及8KB高速缓存器Cache 集成在一个芯片内，并首次采用了RISC技术，其 性能较80386DX/80387的组合提高4倍，其主频逐 步提高到100MHz，单片集成了120万个晶体管。
计算机概述
一. 计算机、微机发展简史
１、世界上第一台计算机ENIAC（第一代 ）
1946年2月，美国研制成功 ENIAC (Electronic Numberical Intergrator And Caculator 爱尼克)。它由18000多个电子管、1500多个继 电器等组成，重30吨，耗电150千瓦，占地170 平方米，运算速度为每秒5000次。这是以电子 管为逻辑元件的计算机，称为第一代计算机。 从计算能力来看，不如现在的小计算器。 ENIAC的照片: （见下图）
五.计算机的速度指标
计算机速度的度量单位一般是MIPS（Million Instruction Per Second），但MIPS和指令复杂度没有关系，为了描述浮点 数的运算速度，另一个指标是FLOPS (FLOPS：Floating point number Operations Per Second ) 影响计算机运算速度的主要因素 • CPU时钟频率 • 指令系统 • CPU的构造技术，流水线、Cache、超标量、超线程等 • 多CPU并行技术 • 存储器速度
集成电路图示
集成电路图示
• 集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一 定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极 管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起， 制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片 上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电 路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已 组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低 功耗和高可靠性方面迈进了一大步。 • 特点： 集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接 点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同 时成本低，便于大规模生产。
序。
2、第二代计算机
是以晶体管为逻辑元件的计算机，其特点是体积 小，重量轻，耗电少，工作可靠，运算速度达每秒几 万至几十万次。
3、第三代计算机
是以集成电路为逻辑元件的计算机，其特点是体 积大为缩小，耗电极少，可靠性与速度明显提高。
4、第四代计算机
是以大规模集成电路为逻辑元件的计算机，其 各方面性能进一步提高。
巨型计算机
超高速度，目前的水平是每秒上10亿亿次浮点运算) 结构上为多处理器结构· · · · · ·
主要应用领域是仿真（如气 象预测）、实时控制（如飞 行器控制）、模式识别、密 码运算、基因工程等。 我国“神威· 太湖之光”超级计算 机系统登顶榜单之首，成为世界上 首台运算速度超过十亿亿次的超级 计算机。