计算机基础(计算机概述).ppt

第,1,章 计算机概述,单击此处编辑母版文本样式,*,计算机概述,一,.,计算机、微机发展简史,、世界上第一台计算机,ENIAC,（,第一代,）,1946,年,2,月，美国研制成功,ENIAC(Electronic,Numberical,Intergrator,And,Caculator,爱尼克,),。它由,18000,多个电子管、,1500,多个继电器等组成，重,30,吨，耗电,150,千瓦，占地,170,平方米，运算速度为每秒,5000,次。这是以,电子管,为,逻辑元件,的计算机，称为第一代计算机。,从计算能力来看，不如现在的小计算器。,ENIAC,的照片,:,（见下图）,电子计算机之父,以美籍匈牙利数学家,约翰,冯,诺依曼,（,1903-1957,，电子计算机之父,）,为首的研制小组提出了,“,存储程序控制,”,的计算机结构,(,即诺依曼机），奠定了现代计算机的体系结构。,冯,诺依曼模型的主要思想,计算机（指硬件）由五大基本部件组成,运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备；,计算机内部采用二进制来表示指令和数据；,将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再执行程序。,计算机的基本结构,冯,诺依曼模型,2,、第二代计算机,是以,晶体管,为,逻辑元件,的计算机，其特点是体积小，重量轻，耗电少，工作可靠，运算速度达每秒几万至几十万次。,3,、第三代计算机,是以,集成电路,为,逻辑元件,的计算机，其特点是体,积大为缩小，耗电极少，可靠性与速度明显提高。,4,、第四代计算机,是以,大规模集成电路,为,逻辑元件,的,计算机,，其,各方面性能进一步提高。,集成电路图示,集成电路图示,集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。,特点：集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。,二、微机发展简史,微机的核心是中央处理器,CPU,，,CPU,的发展代表了微机的发展，下面以最具代表性的,Intel,系列,CPU,为例说明。,、第一代,CPU,（,位）,1971,年,Intel,公司推出了世界上第一个,CPU,：,Intel4004,，是用于计算器的,4,位微处理器，主频,740KHz,，,1200,个晶体管。,、,第二代,CPU,（,位）,从,1972,年到,1977,年，先后推出,Intel8008,、,8080,、,8085A,等，主频,800KHz,至,6MHz,，,含晶体管,2000,至,9000,个。,3,、第三代,CPU,（,16,位）,1978,年、,1979,年、,1982,年，分别推出,8086,、,8088,、,80286,，主频为,4.77MHz,至,12.5MHz,，,含晶,体管,2.9,万至,13.4,万个。特别是,1981,年,8088,芯片,首次用于,IBM PC,机，从此开创了全新的,PC,时代。,二、微机发展简史,4,、第四代,CPU,（,32,位）,1985,年的,80386,，主频,33MHz,含,27.5,万个晶体,管；,1989,年的,80486,，是将,80386,和,80387,（数学协,处理器，支持浮点运算）及,8KB,高速缓存器,Cache,集成在一个芯片内，并首次采用,了,RISC,技术，其,性能较,80386DX/80387,的组合提高,4,倍，其主频逐,步提高到,100MHz,，,单片集成了,120,万个晶体管。,二、微机发展简史,、第五代,CPU,（,64,位）,1993,年推出,Pentium,（奔腾）处理器，即,80586,，集成晶体管,320,万个,，,主频逐步提高,到,166MHz,，,实现了超标量体系结构，性能明,显提高；,1995,年,Pentium Pro,（,多能奔腾）处,理器面世，俗称,P6,，,集成,550,万个晶体管，主,频高达,200MHz,。,二、微机发展简史,计算机系统包括硬件和软件,计算机硬件包括主机和外部设备,计算机主机包括,CPU,和存储器,三、计算机的基本结构,三、计算机的基本结构,四,.,计算机分类、特点、用途,计算机的分类,巨型机,：运算速度达每秒上亿次。如我国研制的银,河、曙光、神州等超级计算机。,大型机,：速度和性能比巨型机稍低，其特点是有自,己的专用操作系统。,（,以上两类主要用于国防、能源、气象、航天等领域,),小型机,：速度和性能再低一些，但其通用性强，应,用软件丰富，适用于政府、企业、学校等领域。,PC,机,：即,Personal Computer,，,个人计算机，其通用,性更强，广泛应用于各个领域。,微型计算机的特点,体积桌面化,掌上化,通用化，满足多种使用要求,操作简单化，用户平民化，维护简单化,价格低廉化,多媒体化,网络化,微型计算机,中大型计算机的特点,结构：,为多个机柜，主机系统、硬盘机、磁带机、打印机、通信处理机等。,性能：,一般具备高速处理能力，大容量内存和外存储系统。大容量的存储系统可能要求磁盘阵列。,可靠性：,要求连续运行不能停机，在要求可靠性很高的场合要有（异地）双（多）主机热备份。定时数据备份。,联网：,一般要求具备快速,的网络、通道处理能力。,中大型计算机,超高速度，目前的水平是每秒上,10,亿亿次浮点运算,),结构上为多处理器结构,主要应用领域是仿真（如气象预测）、实时控制（如飞行器控制）、模式识别、密码运算、基因工程等。,我国“神威,太湖之光”超级计算机系统登顶榜单之首，成为世界上首台运算速度超过十亿亿次的超级计算机,。,巨型计算机,计算机速度的度量单位一般是,MIPS,（,Million Instruction Per Second,），但,MIPS,和指令复杂度没有关系，为了描述浮点数的运算速度，另一个指标是,FLOPS(FLOPS,：,Floating point number Operations Per Second),影响计算机运算速度的主要因素,CPU,时钟频率,指令系统,CPU,的构造技术，流水线、,Cache,、超标量、超线程等,多,CPU,并行技术,存储器速度,五,.,计算机的速度指标,计算机的存储容量,以二进制位为最小存储单位（,bit,）以字节为最小访问单位（,Byte,），,8,位构成一个字节,1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB,内存和外存,内部存储器,由半导体器件构成易失性存储器,运行期间的临时存储器,外部存储器,由磁性存储器和光存储器构成非易失性存储器,永久性存储器,六、,计算机的容量,微型化和巨型化,微型化,满足更广泛的应用，更高的集成度和更低的功耗使得计算机进一步微型化。巨型化,实现更高速度的运算能力,智能化,使计算机具备学习、推理、判断的能力，实现自然语言能力和视觉能力，让计算机来模拟人的感觉、行为、思维过程的机理。,网络化,多种接入方式,在目前计算机网络已经比较普及的情况下，逐步普及无线接入方式（无线公网或无线局域网）主干通信实现三网合一,整合计算机网、电信网和广播电视网，实现数据包交换。,七、,计算机的发展趋势,PC-,我们使用的最多的就是,personal computer,，即个人计算机的意思。,pc,是什么意思,?PC,一词源自于,1978,年,IBM,的第一部桌上型计算机型号,PC,，指所有台式机及笔记本，一般为个人所使用故得名,PC(,个人电脑,),。,PC,是一个具有广泛含义的词语，很多地方就是电脑的统称。,IT-,是,Information Technology,英文的缩写，全称含义为“信息技术”涵盖的范围很广，主要包括：现代计算机、网络通讯等信息领域的技术。,IT,行业主要指包括计算机、网络通讯以及相关服务的行业。,名称解读,