课程名称：计算机基础B 课程代码：0605021 付媛媛 E-mail:jsjfyy@126.com

第一讲 计算机概述 教学目的及要求:  熟练掌握计算机的发展简史、应用领域及性能指标 教学难点重点： 计算机的发展 　计算机的应用 教学内容提要: 第1章 计算机概述 1．1 计算机的发展 1．2 计算机的应用

第一章 计算机概述 1.1 计算机的发展历程 1.2 计算机特点、应用领域

1.1 计算机发展历程 1.1.1 计算机的发展 1.1.2 中国计算机发展的史 1.1.3 计算机语言的发展 1.1.4 计算机的发展趋势

世界上第一台数字式电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学的物理学家约翰·莫克利（John Mauchiy）和工程师普雷斯伯·埃克特（P 世界上第一台数字式电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学的物理学家约翰·莫克利（John Mauchiy）和工程师普雷斯伯·埃克特（P. Eckert）领导的科研小组于1943年开始研制并于1946年完成，取名为ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）的计算机。 Electronic Numerical Integrator And Calculator电子数值积分计算器

第一台电子计算机（ENIAC） 5000次加法/秒 体重30吨 占地170m2 17468只电子管 6000只继电器 功率174KW

第一台程序存储式计算机 世界上第一台程序存储式计算EDSAC由英国剑桥 大学的莫利斯·威尔克于1949年研制成功，它标志 着计算机时代的真正开始。 第一台程序存储计算机 EDSAC 1949

计算机发展的几个阶段 第一代 （1946~1956） 电子管 5千~4万（次/秒） 第二代 （1957~1964） 晶体管 几十万~百万（次/秒） 第三代 （1965~1970） 集成电路 百万~几百万（次/秒） 第四代 （1971~90年代） 大规模集成电路 几百万~几亿（次/秒）

第一代计算机的特点：采用电子管作为基本 物理器件。体积大、能耗高、速度慢、容量 小，应用也仅限于科学计算和军事目的。 第一代 （1946~1953） 电子管 5千~4万（次/秒） 第一代计算机的特点：采用电子管作为基本 物理器件。体积大、能耗高、速度慢、容量 小，应用也仅限于科学计算和军事目的。

第二代计算机的特点：采用晶体管作为基本物 理器件。体积小、能耗低、稳定性强，这一时 期适用于事务处理得COBOL语言得到广泛的应 第二代（1954~1964） 晶体管 几十万~百万（次/秒） 第二代计算机的特点：采用晶体管作为基本物 理器件。体积小、能耗低、稳定性强，这一时 期适用于事务处理得COBOL语言得到广泛的应 用，因此，应用范围从单纯的科学计算和军事 目的扩展到事务处理、工程设计、数据处理等 方面。

电子恐龙的缩骨法——晶体管 晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。 电子管的缺点： 晶体管的优点： 体积大； 体积小； 耗能高、散热量大。 耗能低； 性能稳定。 划时代的实验装置 ENIAC 世界上第一个晶体管是1947年由肖克利和他的两助手布拉顿、巴丁在贝尔实验室工作时发明的，为此，肖克利三人于1956年获得诺贝尔物理学奖。用晶体管代替电子管制造电脑，在电脑史上是一次突破性技术飞跃。 　　1945年二战结束后，贝尔实验室迅速批准固体物理学研究项目上马，凯利作为决策者在课题任务书上签署了大名。由肖克利领衔，布拉顿、巴丁等人组成的半导体小组把目光盯住了那些特殊的“矿石”。肖克利首先提出了“场效应”半导体管实验方案。 　　1947年的圣诞前某一天，贝尔实验室中，布拉顿平稳地用刀片在三角形金箔上划了一道细痕，恰到好处地将顶角一分为二，分别接上导线，随即准确地压进锗晶体表面的选定部位。电流表的指示清晰地显示出，他们得到了一个有放大作用的新电子器件！布拉顿和巴丁兴奋地大喊大叫起来，闻声而至的肖克利也为眼前的奇迹感到格外振奋。布拉顿在笔记本上这样写道：“电压增益100，功率增益40…… 实验演示日期1947年12月23日下午。”作为见证者，肖克利在这本笔记上郑重地签了名。 　　1948年，美国专利局批准了贝尔实验室这种被命名为晶体管的发明专利。然而，专利书上的发明人只列着布拉顿和巴丁。此后，肖克利一举攻克晶体管中的另一座“堡垒”：他发明了一种“结型晶体管 ”，离布拉顿和巴丁发明“点接触型晶体管”的时间仅隔一年。人们后来知道，结型晶体管才是现代晶体管的正宗始祖，它预示着半导体技术的发展方向。 　　1948年7月1日，美国《纽约时报》只用了8个句子的篇幅，简短地公开了贝尔实验室发明晶体管的消息。“一石激起千层浪”，它就像颗重磅炸弹，在全世界电子行业“引爆”出强烈的冲击波。电子计算机终于就要大步跨进第二代的门槛！ 　　1954年，贝尔实验室使用800支晶体管组装成功人类有史以来第一台晶体管计算机 TRADIC。

第三代计算机的特点：采用中小规模集成电路作 为基本物理器件。它具有通用化、系列化、标准 化的特点。 第三代（1965~1970） 集成电路 百万~几百万（次/秒） 第三代计算机的特点：采用中小规模集成电路作 为基本物理器件。它具有通用化、系列化、标准 化的特点。 通用化：既兼顾了科学计算、数据处理、实时监控等多方面的应用。 系列化：即在指令系统、数据格式、字符编码、输入输出方式等方面保持一致，使用户在低档机上编写的程序可以不加修改的运行在以后性能更好的高档机上，实现了程序的兼容。 标准化：即采用了标准的输入输出接口，各种机型的外部设备都是通用的。

第四代（1971~今 大规模、超大规模集成电路 几百万~几亿（次/秒） 第四代计算机的特点：采用大规模和超大规模集成电路作为基本物理器件。这一时期的计算机计算速度可达几百万甚至上亿次每秒。在系统结构方面发展了并行处理技术分布式计算机系统和计算机网络等；软件方面发展了数据库系统，分布式操作系统、高效可靠的高级语言以及软件工程标准化等。

将电脑浓缩在一颗芯片上 42,000,000 2,300 晶 体 管 数 目 4004 奔腾4 0.18微米芯片 10微米芯片

计算机第一定律——摩尔定律 单 位 时 晶 间 体 执 管 行 数 的 指 令 数 Moore定律 百万条/每秒 晶 体 管 数 Moore定律 1965年，戈登摩尔（Gordon Moore）准备一个关于计算机存储器发展趋势的报告。他整理了一份观察资料。在他开始绘制数据时，发现了一个惊人的趋势。每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量，每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18~24个月内。如果这个趋势继续的话，计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。 Moore的观察资料，就是现在所谓的Moore定律，所阐述的趋势一直延续至今，且仍不同寻常地准确。人们还发现这不光适用于对存储器芯片的描述，也精确地说明了处理机能力和磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为许多工业对于性能预测的基础。在26年的时间里，芯片上的晶体管数量增加了3200多倍，从1971年推出的第一款4004的2300个增加到奔腾II处理器的750万个。 由于高纯硅的独特性，集成度越高，晶体管的价格越便宜，这样也就引出了摩尔定律的经济学效益，在20世纪60年代初，一个晶体管要10美元左右，但随着晶体管越来越小，直小到一根头发丝上可以放1000个晶体管时，每个晶体管的价格只有千分之一美分。 据有关统计，按运算10万次乘法的价格算，IBM704电脑为1美元，IBM709降到20美分，而60年代中期IBM耗资50亿研制的IBM360系统电脑已变为3.5美分。 每18个月芯片能力增长一倍。

计算机发展——微型化 计算机不再是单一的计算的机器，而是一种 信息机器，一种个人的信息机器。 Altair 8800

计算机发展——巨型化 运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机 1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I” 超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、 石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计 算的高科技领域。 CRAY-Ⅱ 中国超级计算机： 国防科技大学研制的 “银河1号”、 “银河2号”和“银河3号” 中国科学院计算机研究所推出的 “曙光1000” 、“曙光200I”和“曙光3000” 银河Ⅱ

计算机发展——网络化 计算机网络： 计算机技术与通信技术结合 的产物。 计算机网络的发展动力： 使用远程资源，共享程序、 数据和信息资源，网络用户 的通讯和合作。

计算机发展——智能化 “总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的 ‘没有灵魂的机械’来”。 第一代机器人 机械手（1962年出现） ——笛卡尔（1637） 第一代机器人 机械手（1962年出现） 第二代机器人 具有“感觉”的机器人 第三代机器人 装有启发式计算机的“智能机器人” Deepblue Garry Kasparov

1.2 计算机特点、应用领域与分类 计算机是一种高度自动化的信息处理设备。主要特点有： 1．运算速度快； 1.2 计算机特点、应用领域与分类 计算机是一种高度自动化的信息处理设备。主要特点有： 1．运算速度快； 2．计算精度高； 3．记忆能力强； 4．可靠的逻辑判断能力； 5．可靠性高，通用性强。

计算机的应用领域 1. 科学计算：指计算机应用于完成科学研究和工程技术中所提出的数学问题（数值计算）。一般要求计算机速度快、精度高，存储容量相对大。科学计算是计算机最早的应用方面。

计算机的应用领域 2．信息处理：信息处理主要是指非数值形式的数据处理，包括对数据资料的收集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等一系列工作。信息处理包括办公自动化（OA）、企业管理、情报检索、报刊编排处理等。特点是要处理的原始数据量大，而算术运算较简单，有大量的逻辑运算与判断，结果要求以表格或文件形式存储、输出。要求计算机的存储容量大，速度则不怎么要求。信息处理目前应用最广，占所有应用的80％左右。

计算机的应用领域 3．过程控制：把计算机用于科学技术、军事领域、工业、农业等各个领域的过程控制。且计算机控制系统中，需有专门的数字—模拟转换设备和模拟—数字转换设备（称为D/A转换和A/D转换）。由于过程控制一般都是实时控制，有时对计算机速度的要求不高，但要求可靠性高、响应及时。 4．计算机辅助系统：有计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系统。

计算机的应用领域 5．多媒体技术：把数字、文字、声音、图形、图像和动画等多种媒体有机组合起来，利用计算机、通信和广播电视技术，使它们建立起逻辑联系，并能进行加工处理（包括对这些媒体的录入、压缩和解压缩、存储、显示和传输等）的技术。目前多媒体计算机技术的应用领域正在不断拓宽，除了知识学习、电子图书、商业及家庭应用外，在远程医疗、视频会议中都得到了极大的推广。

计算机的应用领域 6．计算机通信：是计算机技术与通信技术结合的产物，计算机网络技术的发展将处在不同地域的计算机用通讯线路连接起来，配以相应的软件，达到资源共享的目的。 7．人工智能：研究解释和模拟人类智能、智能行为及其规律的一门学科。其主要任务是建立智能信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智能行为的计算系统。人工智能学科包括：知识工程、机器学习、模式识别、自然语言处理、智能机器人和神经计算等多方面的研究

按计算机性能指标分类 1. 巨型机 运算速度快、存储容量大，可达1亿次每秒以上运算速度，主存容量高达几百兆至几千兆字节，字长可达64位 2. 大型机 运算速度一般在100万次/秒～几千万次/秒，字长32位～64位，主存容量在几百兆字节以上。它有比较完善的指令系统，丰富的外部设备和功能齐全的软件系统。 3. 中型机 中型机规模介于大型机和小型机之间。 4. 小型机 规模较小、结构简单、成本较低、操作简便、维护容易，从而得以广泛推广应用。 5. 微型机 采用微处理器、半导体存储器和输入输出接口等芯片组装，具有体积更小、价格更低、通用性更强、灵活性更好、可靠性更高、使用更加方便等优点。 6. 工作站 工作站实际上就是一台高档微机，运算速度快，主存储器容量大，易于联网，特别适合于CAD/CAM和办公室自动化。

计算机基本操作，第一次上机 任务一 正确开、关计算机 开机 先开外设电源，再开主机电源 电脑主机箱面板上一般有两个按钮 任务一 正确开、关计算机 开机 先开外设电源，再开主机电源 电脑主机箱面板上一般有两个按钮 电源按钮（较大）power 复位按钮（较小）reset 接通电源并开机使用电源按钮，复位按钮用来重新启动计算机。

当出现安装某些软件、死机、计算机工作不正常等情况时计算机需要重新启动。 重新启动主要有以下几种方法： 使用操作系统中的重新启动命令。 使用Ctrl+Alt+Del键。 使用复位按钮。 注意，当计算机还可以被操作时如需重新启动尽量使用软件重新启动，当不能被操作（死机）时只能使用复位按钮。 有时需要关闭电源，关闭电源方法为按住电源按钮5秒钟不放。 不要在计算机正常工作时关闭主机电源。

关机 关机应先关闭主机再关闭外设电源 关闭主机主要有以下几种方法： 使用操作系统中的关机命令。 使用Ctrl+Alt+Del键。 不要使用电源按钮和复位按钮来关机。

任务二 熟练键盘

键 名 功 能 Shift 又称上档键，利用此键来输入上档字符。 Caps Lock 大写字母锁定键，利用此键来输入大写字母。 空格键 是位于键盘最下面的一个最长的键位，按下空格键，将输入一个空格字符。 ←Backspace 按下此键可使光标回退一格，删除一个字符。 Enter 回车键，按下此键，表示前面的输入结束。 Tab 制表定位键。

Alt 转换键，此键通常和其它键组成特殊功能键。 Alt+Fn 用在汉字系统中，实现多种汉字输入方法的转换。 Ctrl 控制键，必须和其它键组合在一起使用。 Ctrl+P 联打印机控制，此组合键具有开关的作用，操作一次将输出到显示器上的内容，同时送到打印机上打印输出。 Ctrl+C 表示终止程序或指令的执行。 Ctrl+S 暂时停止程序或命令的执行，若要继续执行，按任意键即可。 Ctrl+Alt+Del 系统的热启动，使用的方法是，按住Ctrl和Alt键不放，再击打Del键。

按 键 功 能 ← 光标左移一个字符。 → 光标右移一个字符。 ↑ 光标上移一个字符。 ↓ 光标下移一个字符。 Home 光标移到行头或当前页头。 End 光标移到行尾或当前页尾。 Page Up 光标移到上一页。

Page Down 光标移到下一页。 Del 删除键，删除光标位置的一个字符。 Ins 插入键，此键是开关键，有两种状态：插入状态和改写状态。按下此键（奇数次），进入插入状态，所输入的字符将被插入在当前光标之前；再按下此键（偶数次），进入改写状态，所输入的字符将覆盖当前光标处的字符。

任务三 使用金山打字练习键盘使用

思考题： 1、世界上第一台电子计算机诞生于___年。 2、计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么 3、简述计算机的几种主要类型 4、简述计算机的主要应用领域

第1章计算机基础知识 1．人类最早开始研制的具有内部存储程序的计算机是( )。 1．人类最早开始研制的具有内部存储程序的计算机是( )。 (A)ENIAC (B)EDSAC (C)EDVAC (D)UNIVAC 2．世界上最先实现内部存储程序的计算机是( )。 3．电子计算机的发展已经历了4代，4代计算机的主要元器件分别是( )。 (A)电子管，晶体管，中、小规模集成电路，激光器件 (B)电子管，晶体管，中、小规模集成电路，大规模或超大规模集成电路 (C)晶体管，中、小规模集成电路，激光器件，光介质 (D)电子管，数码管，中、小规模集成电路，激光器件 4．第三代计算机的逻辑元件采用的是( )。 (A)晶体管 (B)中、小规模集成电路 (C)大规模或超大规模集成电路 (D)微处理器集成电路 5．个人计算机属于( )。 (A)小巨型机 (B)小型计算机 (C)微型计算机 (D)中型计算机

6．电子计算机与过去的计算工具相比，所具有的特点有( )。 (A)具有记忆功能，能够储存大量信息，可方便供用户检索和查询 (B)能按照程序自动进行运算，可以取代人的全部脑力劳动 (C)具有逻辑判断能力，所以说计算机已经具有人的全部智能 (D)以上说法都对 7．下面的说法不正确的是( )。 (A)计算机是一种能快速和高效完成信息处理的数字化电子设备，它能按照人们编写的程序对原始输入数据进行加工处理 (B)计算机能自动完成信息处理 (C)计算器也是一种小型计算机 (D)虽然说计算机的功能很强大，但是它并不是万能的 8．办公自动化与资料检索都是计算机的一项应用，按计算机应用的分类，它们分别是属于( )与( )。 (A)科学计算 (B)实时控制 (C)数据处理 (D)人工智能 9．CAI是计算机的应用领域之一，其含义是（ ）。 (A)计算机辅助教学 (B)计算机辅助管理 (C)计算机辅助设计 (D)计算机辅助测试

作业： 1、书面作业：实验指导书第一章 2、上机作业： 实验指导书： 实验一：计算机基础知识。