计算机基础知识概述教案资料
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• （5）工作站：工作站是一种以个人计算机和分 布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域， 具备强大的数据运算与图形、图像处理能力， 为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件 开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业 领域而设计开发的高性能计算机。
• （6）服务器：在网络环境下为多个用户提供服 务的共享设备，一般分为文件服务器、打印服 务器、计算服务器和通信服务器等。
❖第四代计算机的特点：
❖采用大规模和超大规模集成电路作为基本物理 器件。这一时期的计算机计算速度可达几百万甚 至上亿次每秒。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；软件方 面发展了数据库系统，分布式操作系统、高效可 靠的高级语言以及软件工程标准化等。
❖英国国家航空管理局的控制中心，空中交通管制 用IBM计算机进行控制
计算机基础知识概述
1. 计算机基础知识概述
学习目标
了解计算机的发展与应用 掌握计算机硬件系统和软件系统的组成 掌握计算机的工作原理 掌握衡量计算机性能的主要指标 掌握计算机的工作理
主要内容
计算机的发展与应用
计算机系统的基本组成
衡量计算机性能的主要指标
▪ 1. 第一台计算机的诞生
世界上第一台数字式电子计算机是由美国宾夕法尼亚 大学的物理学家约翰·莫克利（John Mauchly）和工 程师普雷斯伯·埃克特（J-Presper Eckert）领导的科 研小组于1943年开始研制并于1946年完成，取名为
❖第二代
❖（1960~1963）
❖晶体管
❖几十万~百万（次/秒） ❖第二代计算机的特点：
❖采用晶体管作为基本物理器件。体积小、能耗低、 稳定性强，这一时期适用于事务处理的FORTRAN 语言得到广泛的应用，因此，应用范围从单纯的科 学计算和军事目的扩展到事务处理、工程设计、数 据处理等方面。
❖IBM公司于1959年生产的IBM 7090型采用晶体管 的第二代电子计算机。它的体积减小了，运算速度却 更快。
❖第三代 ❖（1964~1970）
❖集成电路 ❖百万~几百万（次/秒）
❖第三代计算机的特点：
❖采用中小规模集成电路作为基本物理器件。它 具有通用化、系列化、标准化的特点。
❖1964年4月IBM360系统问世。它成为使用集成电路 的第三代电子计算机的著名代表
❖第四代 ❖（1971~至今） ❖（超）大规模集成电路 ❖几百万~几亿（次/秒）
3
记忆能力强
4 逻辑判断能力强
1.1 计算机的发展与应用
1.1.2 计算机的特点及分类
按工作原理划分
模拟式电子计算机 数字式电子计算机
计 按功能划分 算 机 的 分 按规模划分 类
专用计算机 通用计算机 巨型机 大型机 小型机
微型机
按工作模式划分 工作站
服务器
❖计算机分类
1．按用途划分
（1）通用机：适用解决多种一般问题，该 类计算机使用领域广泛、通用性较强，在 科学计算、数据处理和过程控制等多种用 途中都能适应。
（2）专用wenku.baidu.com：用于解决某个特定方面的问 题，配有为解决某问题的软件和硬件，如 在生产过程自动化控制、工业智能仪表等 专门应用。
2．按规模划分
（1）巨型计算机：应用于国防尖端技术和现代 科学计算中。巨型机的运算速度可达每秒百万亿 次，研制巨型机是衡量一个国家经济实力和科学 水平的重要标志。
（2）大/中型计算机：具有较高的运算速度，每 秒可以执行几千万条指令，而且有较大的存储空 间。往往用于科学计算、数据处理或作为网络服 务器使用。
❖第一台程序存储计算机 ❖ EDSAC 1949
▪ 2. 计算机的分代
❖第一代 ❖（1946-1959）
❖电子管 ❖5千-4万（次/秒）
❖第二代 ❖（1960-1963）
❖晶体管 ❖几十万-百万（次/秒）
❖第三代 ❖（1964-1970）
❖集成电路 ❖百万-几百万（次/秒）
❖第四代 ❖（1971-至今） ❖(超）大规模集成电路 ❖几百万-几亿（次/秒）
1.1 计算机的发展与应用
1.1.1 计算机的发展
❖第一代 ❖（1946~1959）
❖电子管 ❖5千~4万（次/秒）
❖第一代计算机的特点：
❖采用电子管作为基本物理器件。体积大、 能耗高、速度慢、容量小，应用也仅限于科 学计算和军事目的。
❖20 世纪50年代，IBM 704型采用电子管的第一代电 子计算机。
3．按处理对象划分
（1）数字计算机：计算机处理时输入 和输出的数值都是数字量。
（2）模拟计算机：处理的数据对象直 接为连续的电压、温度、速度等模拟数 据。
（3）数字模拟混合计算机：输入输出 既可是数字也可是模拟数据。
计算机的特点
计算机是一种高度自动化的信息处理 设备。主要特点有：
运算速度快； 自动连续的高度计算； 计算精度高； 记忆能力强，存储容量大； 可靠的逻辑判断能力； 可靠性高，通用性强。
❖电子恐龙的缩骨法——晶体管
❖晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。
❖电子管的缺点： ❖体积大； ❖耗能高、散热量大。
❖晶体管的优点： ❖体积小； ❖耗能低； ❖性能稳定。
❖ENIAC
❖划时代的实验装置
1.1 计算机的发展与应用
1.1.2 计算机的特点及分类
计算机精度
2
运算速度快
1
计算机的特点
（3）小型计算机：规模较小、结构简单、运行 环境要求较低，一般应用于工业自动控制、测量 仪器、医疗设备中的数据采集等方面。小型机在 用作巨型计算机系统的辅助机方面也起了重要作 用。
• （4）微型计算机：中央处理器（CPU）采用微 处理器芯片，体积小巧轻便，广泛用于商业、 服务业、工厂的自动控制、办公自动化以及大 众化的信息处理。
ENIAC（Electronic Numerical Integrator And
Calculator）。
❖第一台电子计算机（ENIAC）
❖5000次加法/秒 ❖体重30吨 ❖占地170m2 ❖17468只电子管 ❖6000个继电器 ❖功率174KW
❖第一台程序存储式计算机
❖世界上第一台程序存储式计算EDSAC由英国剑 桥 ❖大学的莫利斯·威尔克于1949年研制成功，它标 志 ❖冯❖.诺着伊计曼算（机V时o代n N的e真um正a开nn始）。
• （6）服务器：在网络环境下为多个用户提供服 务的共享设备，一般分为文件服务器、打印服 务器、计算服务器和通信服务器等。
❖第四代计算机的特点：
❖采用大规模和超大规模集成电路作为基本物理 器件。这一时期的计算机计算速度可达几百万甚 至上亿次每秒。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；软件方 面发展了数据库系统，分布式操作系统、高效可 靠的高级语言以及软件工程标准化等。
❖英国国家航空管理局的控制中心，空中交通管制 用IBM计算机进行控制
计算机基础知识概述
1. 计算机基础知识概述
学习目标
了解计算机的发展与应用 掌握计算机硬件系统和软件系统的组成 掌握计算机的工作原理 掌握衡量计算机性能的主要指标 掌握计算机的工作理
主要内容
计算机的发展与应用
计算机系统的基本组成
衡量计算机性能的主要指标
▪ 1. 第一台计算机的诞生
世界上第一台数字式电子计算机是由美国宾夕法尼亚 大学的物理学家约翰·莫克利（John Mauchly）和工 程师普雷斯伯·埃克特（J-Presper Eckert）领导的科 研小组于1943年开始研制并于1946年完成，取名为
❖第二代
❖（1960~1963）
❖晶体管
❖几十万~百万（次/秒） ❖第二代计算机的特点：
❖采用晶体管作为基本物理器件。体积小、能耗低、 稳定性强，这一时期适用于事务处理的FORTRAN 语言得到广泛的应用，因此，应用范围从单纯的科 学计算和军事目的扩展到事务处理、工程设计、数 据处理等方面。
❖IBM公司于1959年生产的IBM 7090型采用晶体管 的第二代电子计算机。它的体积减小了，运算速度却 更快。
❖第三代 ❖（1964~1970）
❖集成电路 ❖百万~几百万（次/秒）
❖第三代计算机的特点：
❖采用中小规模集成电路作为基本物理器件。它 具有通用化、系列化、标准化的特点。
❖1964年4月IBM360系统问世。它成为使用集成电路 的第三代电子计算机的著名代表
❖第四代 ❖（1971~至今） ❖（超）大规模集成电路 ❖几百万~几亿（次/秒）
3
记忆能力强
4 逻辑判断能力强
1.1 计算机的发展与应用
1.1.2 计算机的特点及分类
按工作原理划分
模拟式电子计算机 数字式电子计算机
计 按功能划分 算 机 的 分 按规模划分 类
专用计算机 通用计算机 巨型机 大型机 小型机
微型机
按工作模式划分 工作站
服务器
❖计算机分类
1．按用途划分
（1）通用机：适用解决多种一般问题，该 类计算机使用领域广泛、通用性较强，在 科学计算、数据处理和过程控制等多种用 途中都能适应。
（2）专用wenku.baidu.com：用于解决某个特定方面的问 题，配有为解决某问题的软件和硬件，如 在生产过程自动化控制、工业智能仪表等 专门应用。
2．按规模划分
（1）巨型计算机：应用于国防尖端技术和现代 科学计算中。巨型机的运算速度可达每秒百万亿 次，研制巨型机是衡量一个国家经济实力和科学 水平的重要标志。
（2）大/中型计算机：具有较高的运算速度，每 秒可以执行几千万条指令，而且有较大的存储空 间。往往用于科学计算、数据处理或作为网络服 务器使用。
❖第一台程序存储计算机 ❖ EDSAC 1949
▪ 2. 计算机的分代
❖第一代 ❖（1946-1959）
❖电子管 ❖5千-4万（次/秒）
❖第二代 ❖（1960-1963）
❖晶体管 ❖几十万-百万（次/秒）
❖第三代 ❖（1964-1970）
❖集成电路 ❖百万-几百万（次/秒）
❖第四代 ❖（1971-至今） ❖(超）大规模集成电路 ❖几百万-几亿（次/秒）
1.1 计算机的发展与应用
1.1.1 计算机的发展
❖第一代 ❖（1946~1959）
❖电子管 ❖5千~4万（次/秒）
❖第一代计算机的特点：
❖采用电子管作为基本物理器件。体积大、 能耗高、速度慢、容量小，应用也仅限于科 学计算和军事目的。
❖20 世纪50年代，IBM 704型采用电子管的第一代电 子计算机。
3．按处理对象划分
（1）数字计算机：计算机处理时输入 和输出的数值都是数字量。
（2）模拟计算机：处理的数据对象直 接为连续的电压、温度、速度等模拟数 据。
（3）数字模拟混合计算机：输入输出 既可是数字也可是模拟数据。
计算机的特点
计算机是一种高度自动化的信息处理 设备。主要特点有：
运算速度快； 自动连续的高度计算； 计算精度高； 记忆能力强，存储容量大； 可靠的逻辑判断能力； 可靠性高，通用性强。
❖电子恐龙的缩骨法——晶体管
❖晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。
❖电子管的缺点： ❖体积大； ❖耗能高、散热量大。
❖晶体管的优点： ❖体积小； ❖耗能低； ❖性能稳定。
❖ENIAC
❖划时代的实验装置
1.1 计算机的发展与应用
1.1.2 计算机的特点及分类
计算机精度
2
运算速度快
1
计算机的特点
（3）小型计算机：规模较小、结构简单、运行 环境要求较低，一般应用于工业自动控制、测量 仪器、医疗设备中的数据采集等方面。小型机在 用作巨型计算机系统的辅助机方面也起了重要作 用。
• （4）微型计算机：中央处理器（CPU）采用微 处理器芯片，体积小巧轻便，广泛用于商业、 服务业、工厂的自动控制、办公自动化以及大 众化的信息处理。
ENIAC（Electronic Numerical Integrator And
Calculator）。
❖第一台电子计算机（ENIAC）
❖5000次加法/秒 ❖体重30吨 ❖占地170m2 ❖17468只电子管 ❖6000个继电器 ❖功率174KW
❖第一台程序存储式计算机
❖世界上第一台程序存储式计算EDSAC由英国剑 桥 ❖大学的莫利斯·威尔克于1949年研制成功，它标 志 ❖冯❖.诺着伊计曼算（机V时o代n N的e真um正a开nn始）。