第1章-计算机基础知识课件.ppt

1、 5000 5000次加法次加法/ /秒秒 体重体重3030吨吨 占地占地170m170m2 2 18800 18800只电子管只电子管 15001500个继电器个继电器 功率功率150KW150KW 字长字长1212位位ENIAC时 代电子元器件存 储 部 件系 统 软 件应 用 范 围第一代19461958年采用电子管，体积大、耗电多、速度低、成本高采用磁鼓作为存储器基本没有，使用机器语言和汇编语言编制程序主要用于科学计算第二代19591964年采用晶体管，体积小、速度快、功耗低、性能稳定内存储器主要采用磁芯，外存储器主要采用磁盘和磁带使用高级语言（如FORTRAN、COBOL等）编制程序

2、，出现了管理程序（操作系统的前身）从科学计算逐步扩展到数据处理、自动控制等第三代19651970年采用中、小规模集成电路，体积更小、价格更低、可靠性更高、计算速度更快半导体存储器，存储容量和存取速度大幅度提高出现了操作系统、结构化程序设计等进一步拓展到文字处理、企事业管理等第四代1971年至今采用大规模和超大规模集成电路，性能大幅度提高，价格大幅度降低半导体存储器集成度越来越高，外存储器还采用光盘、移动存储等出现了数据库技术、网络通信技术、多媒体技术、面向对象的程序设计（OOP）社会生活的各个领域2007.6 IBM Blue Gene/L 2007.6 IBM Blue Gene/L 速度：

3、速度：360 TFLOPS 360 TFLOPS 美国能源部美国能源部/NNSA/LLNL /NNSA/LLNL 360 TFLOPS = 395824185999360 360 TFLOPS = 395824185999360 次次/ /秒秒信息来源：信息来源：http:/www.top500.org/http:/www.top500.org/第一代第一代（19461957）电子管电子管5千千4万万(次次/秒秒)第二代第二代（19581964）晶体管晶体管几十万几十万百万百万(次次/秒秒)第三代第三代（19651973）集成电路集成电路百万百万几千万几千万(次次/秒秒)第四代第四代（1974

4、1990）集成电路集成电路几千万几千万几百亿几百亿(次次/秒秒)晶晶体体管管数数目目4004奔腾奔腾4420,000,0002,3000.18微米芯片微米芯片0.13微米芯片微米芯片10微米芯片微米芯片晶晶体体管管数数单单位位时时间间执执行行的的指指令令数数百万条百万条/每秒每秒每每1818个月芯片能力增长一倍个月芯片能力增长一倍。1 1巨型化巨型化 巨型化是指计算机的运算速度更高、存储容量巨型化是指计算机的运算速度更高、存储容量更大、功能更强。更大、功能更强。2 2微型化微型化 微型计算机已进入仪器、仪表、家用电器等小微型计算机已进入仪器、仪表、家用电器等小型仪器设备中，同时也作为工业控制过

5、程的心脏，型仪器设备中，同时也作为工业控制过程的心脏，使仪器设备实现使仪器设备实现“智能化智能化”。随着微电子技术的进一。随着微电子技术的进一步发展，笔记本型、掌上型等微型计算机必将以更步发展，笔记本型、掌上型等微型计算机必将以更优的性能价格比受到人们的欢迎。优的性能价格比受到人们的欢迎。3 3多媒体化多媒体化 多媒体技术是计算机技术和视频、音频及通信技术多媒体技术是计算机技术和视频、音频及通信技术相结合的产物。它不但使人类社会变得格外绚丽多彩，相结合的产物。它不但使人类社会变得格外绚丽多彩，而且对政治、经济、军事和工业都产生巨大影响，是当而且对政治、经济、军事和工业都产生巨大影响，是当今计算

6、机研究的热点之一。今计算机研究的热点之一。4 4网络化网络化 计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络己在现代企业的管理中发挥着越来越重要物。计算机网络己在现代企业的管理中发挥着越来越重要的作用，如银行系统、商业系统、交通运输系统等。的作用，如银行系统、商业系统、交通运输系统等。5 5智能化智能化 计算机人工智能的研究是建立在现代科学基础之上。智计算机人工智能的研究是建立在现代科学基础之上。智能化是计算机发展的一个重要方向，新一代计算机，将可以能化是计算机发展的一个重要方向，新一代计算机，将可以模拟人的感觉行为和思维过程的机理，

7、进行模拟人的感觉行为和思维过程的机理，进行“看看”、“听听”、“说说”、“想想”、“做做”，具有逻辑推理、学习与证明的能力。，具有逻辑推理、学习与证明的能力。计算机类型高性能计算机微型计算机超级计算机：如世界超级计算机500强大型集群计算机：如浪潮天梭TS10000大型服务器等：如IBM公司eServer z990PC：如Pentium 4桌面微机苹果机：如苹果Power PC G5笔计本：如迅驰2代笔记本PC服务器：如HP ProLiant ML150 G2平板机：如东芝dynabookR10掌上电脑：如惠普iPAQ h6315 Pocket PC工业控制PC：如西门子SIMATIC IL4

8、3工控机 单片机：如80C51系列单片机POS机：如电子收款机系统ATM机：如自动柜员机其他控制：测量、管理、应用系统图形工作站：如HP XW9300视频工作站：如Sun Blade 2500多媒体工作站：如SGI O2+嵌入式系统工作站功能：算术运算和逻辑运功能：算术运算和逻辑运算算; ;其主要部件：其主要部件：ALUALU（算（算术逻辑部件术逻辑部件) )功能：使计算机能功能：使计算机能自动地执行程序，自动地执行程序，并使各部分协调工并使各部分协调工作作功能：用于保存程序和数据功能：用于保存程序和数据. . 主存储器（内部存储器）：存放当主存储器（内部存储器）：存放当前所执行程序的指令和数

9、据前所执行程序的指令和数据; ; 辅助辅助存储器（外部存储器）：存放暂不存储器（外部存储器）：存放暂不参加运算的程序的指令和数据参加运算的程序的指令和数据注意：一切程序和数据必须进入内注意：一切程序和数据必须进入内存才能被计算机执行和使用。存才能被计算机执行和使用。用于程序和数据输用于程序和数据输出（标准设备：显出（标准设备：显示器、打印机）示器、打印机）用于程序和数据用于程序和数据输入（标准设备：输入（标准设备：键盘、鼠标）键盘、鼠标）二进制二进制八进制八进制十进制十进制十六进制十六进制除二取余，直到商为零为止，倒排。除二取余，直到商为零为止，倒排。,(86)10=(1010110)2乘二取

10、整，直到小数部分为零或给定的精度为止，顺排。乘二取整，直到小数部分为零或给定的精度为止，顺排。 .0 (0.875)10=(0.111)2 (1101.1)2=1 23+1 22+021+1 20+1 2-1 =（8+2+1+0.5+0.25）10 =（11.75）10 按按“权权”展开，求和。展开，求和。三合一法一分为三法（207.54）8=（010000111.101100）2 =（10000111.1011）2四合一法一分为四法十六进制十六进制 0 1 2 3 4 5 6 7二进制二进制 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111十六进制十六进制 8

11、9 A B C D E F二进制二进制 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111十进制数二进制数8421BCD码十进制数二进制数8421BCD码00000000081000 100010001000191001 10012001000101010100001 00003001100111110110001 00014010001001211000001 00105010101011311010001 00116011001101411100001 01007011101111511110001 0101u EBCDIC(扩展的二扩展的二十进制交换码十进制交

12、换码)是西文字符的一是西文字符的一种编码。采用种编码。采用8位二进制表示，共有位二进制表示，共有256种不同的编码，种不同的编码，可表示可表示256个字符。个字符。u 目前计算机中普遍采用的是目前计算机中普遍采用的是ASCII(American Standard Code for Information Interchange)码，即美码，即美国信息交换标准代码。国信息交换标准代码。 数字数字二进制数二进制数字符字符 二进制编码二进制编码每个字符对应一个整数值每个字符对应一个整数值字符编码标准：字符编码标准： 美国标准信息交换代码美国标准信息交换代码(American Standard Code for Information Interchange)规定：字节规定：字节(位位)最高位为最高位为,位给出位给出128个编码。个编码。b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b00(000)1( 001)2(010)3(011)45670 0000sp01 00011Aa2 00102BbCcdefdelASCII码表