第1章計算機基礎知識

2021-03-11 05:43:56 字數 4192 閱讀 3640

目錄第1章計算機基礎知識 2

1.1計算機技術概述 2

1.1.1計算機的起源與發展 2

1.1.2計算機的特點 4

1.1.3計算機的分類 5

1.1.4計算機的應用領域 5

1.1.5計算機的發展趨勢 6

1.2計算機中資訊的表示 7

1.2.1進製及其轉換 7

1.2.2資訊的編碼 9

1.3漢字資訊編碼及漢字輸入 12

1.3.1漢字資訊編碼 12

1.3.2拼音輸入法 12

1.3.3五筆字體輸入法 13

1.4計算機系統 19

1.4.1儲存程式工作原理 19

1.4.2計算機的工作過程 19

1.4.3計算機硬體結構 19

1.4.4計算機軟體系統 21

1.5微型計算機系統 23

1.5.1微型計算機分類 23

1.5.2微機的主要效能指標 23

1.5.3常見微型計算機的硬體裝置 24

1.6計算機多**技術 28

1.6.1多**技術的基本知識 28

1.6.2多**計算機 29

1.6.3多**裝置與介面 29

1.6.4多**與資料壓縮 30

內容提要:本章將介紹計算機的起源與發展,計算機的特點、應用和發展趨勢,計算機中資訊的表示,計算機系統的組成和原理,微型計算機系統的效能指標和硬體組成以及多**技術相關資訊。

教學要求:要求了解計算機的起源與發展,掌握計算機的發展趨勢,掌握各種進製之間的轉換,了解資訊的編碼,掌握計算機系統結構的組成,了解計算機的效能指標和硬體組成,熟悉多**相關的概念。

本章重點:教學重點放在各種進製之間的轉換,馮·諾依曼體系結構的組成和執行原理。

本章難點:各種進製的理解、計算機效能指標的理解。

計算機也稱為「電腦」,是一種具有計算功能、記憶功能和邏輯判斷功能的機器裝置,它是20世紀人類最重大的科學技術發明之一。隨著計算機硬體系統和軟體系統的不斷公升級換代,特別是20世紀後期,計算機技術和通訊技術相結合而產生的計算機網路,使得以計算機技術為基礎的高新技術迅猛發展,應用領域也日益廣泛,極大地促進了生產力和資訊化社會的發展,對人類社會的生產方式、生活方式和學習方式都產生了極其深遠的影響。

知識要點精講

1.計算機的起源

長久以來,乙個懸念一直縈繞在科學家和發明家的腦海裡:我們能夠造出像大腦一樣工作的機器嗎?

早在原始社會,人類就用結繩、壘石或枝條作為輔助進行計數和計算的工具。在我國,春秋時代就有用算籌計數的「籌算法」。公元6世紀左右,中國人開始使用算盤作為計算工具。

算盤是我國人民的獨特創造,是一種徹底的採用十進位制的計算工具。

2023年,歐洲學者發明了對數計算尺;2023年,布萊斯·帕斯卡發明了機械計算機;2023年,英國數學家布林提出了符號邏輯的思想。19世紀,英國數學家查爾斯·巴貝奇最先提出通用數字計算機的基本設計思想,並於2023年設計了一台差分機;他於2023年開始設計一種基於計算自動化的程式控制的分析機,在該機的設計中,他提出了幾乎是完整的計算機設計方案,被稱為「計算機之父」。在19世紀中期到20世紀初,隨著電磁學理論的研究和電能的開發使用,科學家又將電器元件應用於計算工具的研究中,研製成功了model-k、z系列和mark系列等電磁計算機。

2023年2月,美國為計算彈道軌跡,第一台電子計算機eniac(埃尼阿克)在美國賓夕法尼亞大學問世,eniac用了18000個電子管和86000個其它電子元件,有兩個教室那麼大,運算速度卻只有每秒300次各種運算或5000次加法運算,耗資100萬美元以上。儘管eniac有許多不足之處,但它的誕生揭開了計算機時代的序幕,從此開創計算機發展的新時代。

圖1-1 第一台電子管計算機(eniac)

美國數學家馮·諾依曼根據eniac提出了改進方案,科學家們研製出了人類第一台具有儲存程式功能的計算機—edvac。馮·諾依曼提出的儲存程式的思想和結構設計方案時至今日,現代電子計算機仍然被稱為馮·諾依曼型計算機。

2.計算機的發展歷程

從2023年第一台電子數字計算機至今,按計算機所採用的電子器件來劃分,計算機的發展到目前為止共經歷了四個時代。

(1)第一代。從2023年到2023年這段時期稱之為「電子管計算機時代」。第一代計算機的內部元件使用的是電子管。

由於一部計算機需要幾千個電子管,每個電子管都會散發大量的熱量,因此,如何散熱是乙個令人頭痛的問題。運算速度僅為每秒幾千次,程式語言採用機器語言和組合語言,第一代計算機主要用於科學研究和工程計算。

(2)第二代。從2023年到2023年,由於在計算機中採用了比電子管更先進的電晶體,所以將這段時期稱為「電晶體計算機時代」。電晶體比電子管小得多,不需要暖機時間,消耗能量較少,處理更迅速、更可靠。

運算速度每秒幾十萬次,出現了algol、fortran和cobol等高階程式語言,第二代計算機主要用於資料處理。

(3)第三代。從2023年到2023年,積體電路被應用到計算機中來,因此這段時期被稱為「中小規模積體電路計算機時代」。積體電路(integrated circuit,簡稱ic)是做在晶元上的乙個完整的電子電路,這個晶元比手指甲還小,卻包含了幾千個電晶體元件。

第三代計算機的特點是體積更小、**更低、可靠性更高、計算速度達每秒幾十萬次到幾百萬次。高階程式語言在這一時期得到了很多發展,出現了作業系統和會話式語言。計算機開始應用到各個領域。

(4)***。從2023年到現在,被稱之為「大規模積體電路計算機時代」。***計算機使用的元件依然是積體電路,稱之為大規模積體電路(large scale lntegrated circuit,簡稱lsi)和超大規模積體電路(very large scale lntegrated circuit,簡稱vlsi)。

2023年,美國ibm公司推出了個人計算機pc(personal ***puter),運算速度達到了每秒上億次,甚至上千萬億次的數量級,作業系統不斷完善;從此,人們對計算機不再陌生,計算機開始深入到人類生活的各個方面。

(5)新一代計算機

計算機最基本的原件是晶元,為此世界各國的研究人員正在加緊開發以量子計算機、分子計算機、生物計算機、超導計算機和光計算機等為代表的未來計算機。但是,目前尚沒有真正意義上的新一代計算機問世。

3.我國的計算機發展歷程

2023年8月25日我國第乙個計算技術研究機構——中國科學院計算技術研究所籌備委員會成立,著名數學家華羅庚任主任。這就是我國計算技術研究機構的搖籃。

2023年,哈爾濱工業大學研製成功中國第一台模擬式電子計算機。

2023年8月1日我國第一台小型電子管數字計算機103機誕生。該機字長32位、每秒運算30次,採用磁鼓內部儲存器,容量為1k字。

2023年我國第一台自行研製的119型大型數字計算機在中科院計算所誕生,其運算速度每秒5萬次,字長44位,記憶體容量4k字。在該機上完成了我國第一顆氫彈研製的計算任務。

圖1-2 119機

我國在研製第一代電子管計算機的同時,已開始研製電晶體計算機,2023年研製成功的我國第一台大型電晶體計算機(109乙機)實際上從2023年起計算所就開始醞釀啟動。在國外禁運條件下要造電晶體計算機,必須先建立乙個生產電晶體的半導體廠(109廠)。經過兩年努力,109廠就提供了機器所需的全部電晶體(109乙機共用2萬多支電晶體,3萬多支二極體)。

對109乙機加以改進,兩年後又推出109丙機,為使用者執行了15年,有效算題時間10萬小時以上,在我國兩彈試驗中發揮了重要作用,被使用者譽為「功勳機」。

我國工業部門在第二代電晶體計算機研製與生產中已發揮重要作用。華北計算所先後研製成功108機、108乙機(djs-6)、121機(djs-21)和320機(djs-8),並在738廠等五家工廠生產。哈軍工(國防科大前身)於2023年2月成功推出了441b電晶體計算機並小批量生產了40多台。

我國第三代計算機的研製受到*****的衝擊。ibm公司2023年推出360系列大型機是美國進入第三代計算機時代的標誌,我國到2023年初期才陸續推出大、中、小型採用積體電路的計算機。2023年,北京大學與北京有線電廠等單位合作研製成功運算速度每秒100萬次的大型通用計算機。

進入80年代,我國高速計算機,特別是向量計算機有新的發展。2023年中國科學院計算所完成我國第一台大型向量機-757機,計算速度達到每秒1000萬次。

和國外一樣,我國***計算機研製也是從微機開始的。2023年初我國不少單位也開始採用z80,x86和m6800晶元研製微機。2023年12電子部六所研製成功與ibm pc機相容的djs-0520微機。

30多年來我國微機產業走過了一段不平凡道路,現在以聯想微機為代表的國產微機已占領國內市場半壁江山。

第1章計算機基礎知識習題

一 單選題 1.把計算機分巨型機 大中型機 小型機和微型機,本質上是按 劃分。a.計算機的體積 b.cpu的整合度 c.計算機總體規模和運算速度 d.計算機的儲存容量 2.以微處理器為核心組成的微型計算機屬於 計算機。a.第一代 b.第二代 c.第三代 d.3.下列關於計算機的敘述中,錯誤的一條是 ...

計算機課後習題答案第1章計算機基礎知識

習題答案 一 選擇題 二 填空題 1 1946,eniac 2 運算速度快,儲存容量大 3 小型機,伺服器 4 計算機輔助製造,cad 5 馮 諾依曼 6 硬體系統,系統軟體 7 高速緩衝 8 字長,主頻 9 控制器,算術運算 10 外 11 唯讀,隨機 12 150kb s,48 150kb s ...

第1章計算機基礎知識 單選題

一 關於計算機的誕生與發展 1.a 2.c 3.d 4.d 5.d 二 計算機的分類 6.b 7.c 8.a 三 計算機的主要特點 9.c 10.c 11.d 12.a 13.c 14.b 15.a 四 計算機的主要用途 16.b 17.a 18.d 19.d 20.b 21.a 22.c 23.c...