1、知识点学习要求教学内容教学内容知识点 计算机的发展历程计算机的发展历程 计算机的特点与分类计算机的特点与分类 计算机的应用方向计算机的应用方向 计算机系统组成计算机系统组成 数据存储单位数据存储单位 微机的结构及微机的结构及主要性能指标主要性能指标自学本章内容，自学本章内容，掌握知识要点掌握知识要点学习要求1.1 计算机的产生和发展计算机的产生和发展1.2 计算机的特点与分类计算机的特点与分类1.3 计算机的应用领域及发展趋势计算机的应用领域及发展趋势1.4 计算机工作原理与系统组成计算机工作原理与系统组成1、基本概念、基本概念计算机文化（计算机文化（Computer Literacy）就是以
2、计算机为中心，以计算机技术与通信技术相结合为标志的，具有计算机应用知识和应用能力的文化，通常也叫第二文化信息（信息（Information）即客观存在的事物，是通过物质载体所发生的消息、情报、指令、和信号中所包含的一切可传递和可交换的内容。如歌曲、文章、表情、颜色、景物等。数据（数据（Data）能够被计算机加工的信息，或者说能够被计算机输入、存储、处理和输出的一切信息。如文字、声音、图象、影像等。1.1 计算机的产生和发展计算机的产生和发展计算机（计算机（Computer）是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序对输入是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序对输入的信息进行加工
3、、处理，得到人们所期望的结果，然后把处理的信息进行加工、处理，得到人们所期望的结果，然后把处理结果输出的高度自动化的电子设备。结果输出的高度自动化的电子设备。微机（微机（Micro Computer）是以微处理器为核心，用大规模集成电路做成的是以微处理器为核心，用大规模集成电路做成的RAM和和ROM存储芯片、输入输出接口芯片等组成的计算机。存储芯片、输入输出接口芯片等组成的计算机。2、理论准备、理论准备1847年，年，乔治乔治布尔布尔（英国数学家）创立了（英国数学家）创立了逻辑代数（逻辑代数（布尔代数）布尔代数）1904年，年，亨廷顿亨廷顿给出了布尔代数的公理系统给出了布尔代数的公理系统 20
4、世纪世纪30年代，年代，申农申农（美国）首次用布尔代数进行开（美国）首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可以通过继电关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可以通过继电器电路来实现，明确给出了实现加、减、乘、除等运算器电路来实现，明确给出了实现加、减、乘、除等运算的电子电路的设计方法的电子电路的设计方法 图灵图灵（英国数学家）：（英国数学家）：1936年设计了理想计算机年设计了理想计算机“图图灵机灵机”、人工智能之父、图灵试验、计算机领域的、人工智能之父、图灵试验、计算机领域的“图图灵奖灵奖”冯冯诺依曼诺依曼（美籍匈牙利数学家）：计算机之父、（美籍匈牙利数学家）：计算机之父、冯
5、冯诺诺依曼体系结构依曼体系结构3 3、计算机发展历程中的几个标志、计算机发展历程中的几个标志 世界上的第一台计算机：世界上的第一台计算机：ENIAC(埃尼阿克埃尼阿克)世界上第一台按存储程序功能设计的计算机（冯世界上第一台按存储程序功能设计的计算机（冯诺依诺依曼机）：曼机）：EDVAC（埃德瓦克（埃德瓦克）世界上第一台投入运行的存储程序式计算机：世界上第一台投入运行的存储程序式计算机：EDSAC（埃德沙克（埃德沙克）世界上最早使用的微型计算机：世界上最早使用的微型计算机：Apple（苹果公司）（苹果公司）世界上开始广泛使用的微型计算机：世界上开始广泛使用的微型计算机：IBM PC（国际（国际商
6、用机器公司）商用机器公司）4 4、计算机的发展阶段、计算机的发展阶段（按计算机所用的电子逻辑器件分划）（按计算机所用的电子逻辑器件分划）第一代第一代 电子管计算机电子管计算机第二代第二代 晶体管计算机晶体管计算机第三代第三代 (中小规模中小规模)集成电路计算机集成电路计算机第四代第四代 大规模超大规模集成电路计算机（我们所用大规模超大规模集成电路计算机（我们所用的微机属第四代计算机）的微机属第四代计算机）*正在研制的第五代计算机：智能、神经、生物计算机正在研制的第五代计算机：智能、神经、生物计算机2 2、计算机的分类、计算机的分类按规模和处理能力分：巨型机、大型机、中型机、小型机、按规模和处理
7、能力分：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机微型机按处理数据方式分：按处理数据方式分：数字机数字机、模拟机、模拟机按用途分：按用途分：通用机通用机、专用机、专用机1、计算机的特点、计算机的特点处理速度快：单位处理速度快：单位MIPS（百万条指令每秒）（百万条指令每秒）计算精度高：由字长决定计算精度高：由字长决定记忆能力强记忆能力强可靠的逻辑判断能力可靠的逻辑判断能力可靠性高可靠性高,通用性强通用性强1.2 1.2 计算机的特点与分类计算机的特点与分类1.3 计算机的应用领域及发展趋势计算机的应用领域及发展趋势巨型化：指发展高速、大存储量和高性能的计算机；巨型化：指发展高速、大存储量和高性能的
8、计算机；微小化：指计算机体积的进一步缩小；价格降低微小化：指计算机体积的进一步缩小；价格降低;网络化：指与现代通讯技术的结合形成的网络结构；网络化：指与现代通讯技术的结合形成的网络结构；智能化：模拟人的感觉和思维过程；智能化：模拟人的感觉和思维过程；多媒体化：指计算机能处理多种媒体多媒体化：指计算机能处理多种媒体(声、像、图、文声、像、图、文)科学计算科学计算信息处理信息处理自动控制自动控制辅助系统辅助系统:CAI、CAM、CAD、CAT、CIMS计算机通信计算机通信人工智能人工智能应用领域应用领域发展方向发展方向1.4 计算机工作原理与系统组成计算机工作原理与系统组成1、计算机系统组成、计算
9、机系统组成 硬件系统（设备实体）硬件系统（设备实体）计算机系统计算机系统 软件系统（程序、数据和文档）软件系统（程序、数据和文档）计计算算机机硬硬件件系系统统主主机机外外部部设设备备CPU内存储器（内存储器（ROM、RAM（DRAM、SRAM、SDRAM）外存储器（磁表面存储器、光存储器外存储器（磁表面存储器、光存储器）输出设备输出设备（显示器、打印机、绘图仪、音箱等）（显示器、打印机、绘图仪、音箱等）控制器控制器（取指令、分析指令、执行指令）（取指令、分析指令、执行指令）运算器运算器（算术运算、逻辑运算；暂存数（算术运算、逻辑运算；暂存数据和中间结果）据和中间结果）存储器存储器输入设备输入设
10、备（键盘、鼠标、扫描仪、数码相机等）（键盘、鼠标、扫描仪、数码相机等）软件系统软件系统系统软件系统软件应用软件应用软件数据库管理系统数据库管理系统服务支撑软件服务支撑软件语言处理程序语言处理程序操作系统操作系统用户软件用户软件应用软件包应用软件包 没有任何软件支撑的几计算机称为裸机（没有任何软件支撑的几计算机称为裸机（Bare MachineBare Machine），），它仅仅构成了计算机系统的物质基础，而实际呈现在用户面前它仅仅构成了计算机系统的物质基础，而实际呈现在用户面前的计算机系统是经过若干层次软件改造的计算机。的计算机系统是经过若干层次软件改造的计算机。通过操作系统提供的资源管理功
11、能和方便用户的各种服务功通过操作系统提供的资源管理功能和方便用户的各种服务功能，把裸机改造成为功能更强、使用更为方便的机器，称为虚拟能，把裸机改造成为功能更强、使用更为方便的机器，称为虚拟机（机（Virtual MachineVirtual Machine）或扩展机（）或扩展机（Extended MachineExtended Machine）应用软件（办公软件、学习软件、游戏软件、管应用软件（办公软件、学习软件、游戏软件、管编辑软件、编译软件、程序设编辑软件、编译软件、程序设 理软件、工具理软件、工具计语言、测试软件等系统软件计语言、测试软件等系统软件 软件、辅助设软件、辅助设操作系统操作系
12、统 计软件、计软件、）裸裸 机机 2、计算机的工作原理、计算机的工作原理（1）概念）概念指令：由操作码和地址码组成的一串二进制数码。指令：由操作码和地址码组成的一串二进制数码。程序：有序的指令集。程序：有序的指令集。（2）冯）冯诺依曼思想（存储与程序思想）：诺依曼思想（存储与程序思想）：二进制二进制程序与数据一样存储程序与数据一样存储五大模块五大模块（3）冯）冯诺依曼机（按冯氏思想设计的计算机）诺依曼机（按冯氏思想设计的计算机）（4）冯）冯.诺依曼机硬件结构及工作流程诺依曼机硬件结构及工作流程存储器存储器运算器运算器控制器控制器输入设备输入设备输出设备输出设备数据流数据流控制流控制流数据、程序
13、数据、程序结果结果3、计算机的主要性能指标、计算机的主要性能指标（1 1）主频）主频即时钟频率即时钟频率,指指CPUCPU在单位时间发出的脉冲数。在单位时间发出的脉冲数。单位：兆赫兹（单位：兆赫兹（MHZ）（2 2）字长）字长指计算机能同时处理的二进制数的位数指计算机能同时处理的二进制数的位数,主要决定计算机的运算主要决定计算机的运算精度，也影响运算速度。精度，也影响运算速度。（3 3）内存容量）内存容量内存储器中能存储信息的总字节数为内存容量内存储器中能存储信息的总字节数为内存容量（4 4）存取周期）存取周期存储器连续启动两次读或写操作所需的最短时间。存储器连续启动两次读或写操作所需的最短时间。（5 5）运算速度）运算速度是一种综合性的性能指标。单位：是一种综合性的性能指标。单位：MIPS （百万条指令（百万条指令/秒）秒）（6 6）性价比）性价比
