江蘇省對口單招計算機原理教案

上篇 計算機原理

第一章 計算機的發展

第一節 計算機的發展概述

本節要求

了解計算機的發展與應用領域

知識精講

產生

計算機又稱電腦，則一種能夠自動、高速、精確地完成各種信息存儲、數據處理、數值計算、過程控制和數據傳輸的電子設備。通常，它是以電子元器件為基本器件、以數字形式進行數據加工的設備，人們又稱它為電子計算機(Digital Electronic Computer)。

計算機得以飛速發展的根本動力是計算機的廣泛應用，在應用需求的強力推動下，計算機制造技術的進步呈加速發展的趨勢，體積變小、速度更快、容量加大、功能更增、成本降低，其發展速度之快，大大超出人們的預料。

世界上第一臺數字計算機是1946年在美國賓夕法尼亞大學誕生的，并取名為埃尼阿克(ENIAC,Electronic Numerical Integrator And Calculator)。它共用了18800個真空電子管及1500多個繼電器，有30個操作臺，占地面積170平方米，重量達30多噸，耗電量為150kw/時，加法運算速度每秒5000次，內存僅有20個寄存器，不能存放程序，僅靠插板編制程序。而當今廣泛使用的Pentium處理器在一個小小的集成電路上集成了300多萬個晶體管，面積不到5cm×5cm，時鐘頻率已遠遠超過100MHz,總功耗小于15W。

特點

與其它電子設備或工具相比，計算機具有如下特點：

1．運行速度快、處理能力強

2．大容量存儲和高速存取能力

3．運算精度高

4．具有邏輯判斷能力

5．存儲程序和自動執行能力

6．具有數據傳輸和通信能力

分類

1．按信息分類 (１)數字計算機：以“0”或“1”數字代碼的數據形式來表示要處理的信息。 (２)模擬計算機：對模擬變量進行操作的計算機，要處理的信息是以模擬量來表示的，如電壓量或電流量。一般用于模擬數據的處理。 (３)混合計算機：利用模擬表示和數字表示這兩種表示方式進行數據處理的電子計算機，既能處理數字量又能處理模擬量，并具有二者之間相互轉換的能力。常用于煉鋼、化工、模擬飛行等方面。２．按用途分 (１)通用計算機：為了解決多方面的問題而設計的計算機。 (２)專用計算機：為了處理某些特殊問題而設計的計算機。３．按規模或性能分

巨型、大型、中型、中小型、小型、微型４．按元器件分

電子管(1946~1958)、晶體管(1959~1964)、集成電路(1965~1971)、大規模(LSI)或超大規模集成(VLSI)電路(1971~)

四、應用

科學計算

數據處理

數據處理的對象不是數值數據而是各種業務數據。數據處理的內容主要不是數值運算，而是數據檢索、分類、統計等工作。

過程控制

計算機輔助設計與制造

辦公自動化

信息管理和決策(MIS及DSS)

人工智能(AI)

主要是利用計算機來模擬人的思維活動，進行邏輯判斷，完成一部分人類智能擔任的工作。

計算機的發展趨勢

巨型化、微型化、網絡化、多媒體化、智能化

六、計算機中常用的基本術語

１．硬件：組成一臺計算機的所有實際的物理裝置的總稱。２．軟件：程序、數據和有關的文檔資料。３．程序和程序設計 程序是指按某種順序排列的使計算機能完成某種任務的指令集合。 程序設計是指設計、書寫及檢查、調試程序的過程。４．指令：規定計算類型及操作數地址的一些字符，是指揮計算機進行基本操作的命令。 指令包括操作碼(指明操作的性質)和操作數(完成操作所需要的數)兩部分。 指令系統：計算機所能執行的全部指令的集合。 指令可分為數據傳送指令、數據運算指令、程序控制指令／轉移指令、系統控制指令５．位、字節 位：計算機中最小的數據單位是一個二進制位，簡稱位， 一個二進制位可表示兩種狀態，位越多，所表示的狀態就越多。 字節：衡量計算機所容納信息量多少的基本單位，用來表示存儲空間大小。 BitByteKBMBGBTB 字位字節千字節兆字節千兆字節兆兆字節

1bit8bits1024B1024KB1024MB1024GB6．字、字長 字：存儲、處理數據的一個運算單位。 字長：每個字所含的二進制個數或字節的數量，即CPU能同時處理的數據寬度；字長是在設計機器時規定的，字長越長，在相同時間內能傳送更多的信息；字長越長，計算機有更大的尋址空間；字長越長，計算機系統支持的指令數量地越多，功能也就越強。7．運算速度：每秒鐘能執行定點加法指令的條數稱為計算機的平均運算速度。 以單字長定點加法指令的平均執行時間來計算，單位是MIPS(每秒鐘能執行定點加法運算的次數)； 以

總結

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