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大 学 计 算 机 基 础

入门篇 第一章 计算机理论基础

第一章 计算机理论基础 计算机发展概述 计算机的组成及原理 计算机中数的表示 微型计算机

1.1 计算机发展概述 1.1.1 计算机发展简史 计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。

1. 第一台电子计算机ENIAC的诞生

ENIAC重要数据  18800个电子管  5000多个继电器  每秒执行5000次加法运算  长30.48米，宽1米  占地约170m2  重达30吨  功耗达150kW/h  造价48万美元

EDSAC EDSAC（电子延迟存储自动计算机） 是世界上首次实现存储程序计算机。

入门篇 2 计算机发展阶段 发展： 电子管 晶体管 中小规模集成电路 大规模集成电路和超大规模集成电路

3、”存储程序”工作原理 由美籍匈牙利科学家冯·诺依曼于1946年首先提出的。  计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。  采用二进制的形式表示数据和指令。  采用存储程序方式。

存储程序工作原理 计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。 计算机利用存储器存放所要执行的程序，CPU依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。 John von Neumann 冯诺依曼

冯·诺依曼结构框图 程序 数据 处理 结果 运算器 存储器 控制器 输入 设备　 输出

1.1.2 计算机的分类 按处理数据的方式 数字计算机 模拟计算机 通用计算机 按应用范围 专用计算机

入门篇 巨型计算机 大型计算机 按规模 小型计算机 工作站 微型计算机

1.2.计算机的组成及原理 1.2.1 计算机系统 硬件系统（设备） 软件系统（程序、文档）

计算机系统的组成 计算机系统 运算器 中央处理器(CPU) 控制器 主机 只读存储器(ROM) 内存储器 硬件 随机存储器(RAM) 输入设备——键盘、鼠标、光笔、扫描仪 计算机系统 外部设备 输出设备——显示器、打印机、绘图仪 外存储器——硬盘、软盘、光盘 操作系统 语言处理系统 系统软件 数据库管理系统 系统服务程序 软件 办公软件 应用软件 图形软件 各种程序包

1.2.2 硬件组成 计算机的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。

入门篇 计算机硬件系统结构图 硬 件 运算器 控制器 存储器 输出设备 输入设备 内存储器 外存储器 CPU 主 机 外部设备

1、运算器 执行算术运算和逻辑运算。

计算机的运算  算术运算：加、减、乘、除  逻辑运算：  逻辑判断  与、或、非  算术运算：加、减、乘、除  逻辑运算：  逻辑判断  与、或、非  关系比较：大于、小于、等于、不等于、大于等于、小于等于

2、控制器 依次从存储器取出指令、翻译指令、分析指令、向其他部件发出控制信号，指挥计算机各部件协调一致的工作。

控 制 器 程序计数器 指令寄存器 指令译码器 时序控制电路 微操作控制电路

运算器 CPU 控制器

CPU  CPU：Central Processing Unit，中央处理器。  是整个微型机的核心，执行对信息的处理与控制。

3、存储器 微型机的存储器用来存放程序和数据，存储器容量的大小、存取数据速度的快慢将直接影响到微型机系统的性能。

计算机运行时的程序和数据均放在RAM中，一旦掉电，其中的内容将全部丢失。 内 存 存储器 只读存储器 ROM 磁盘存储器：软磁盘、硬磁盘 外存 光盘存储器 计算机运行时的程序和数据均放在RAM中，一旦掉电，其中的内容将全部丢失。

内存储器

外存储器的分类 硬磁盘存储器 软磁盘存储器 光盘存储器 优盘（Flash Memory) 移动硬盘

1.2.3、软件分类 1、计算机软件分类 计算机软件 系统软件 操作系统 程序设计语言和语言处理系统 设备驱动程序 系统服务程序 信息管理软件 应用软件 图形图像处理软件 办公软件

2、常用操作系统简介 1）DOS  DOS：Disk Operating System  单用户命令行界面操作系统

2）Windows 单用户多任务图形界面操作系统。 常见的Windows操作系统版本： Windows 95 Windows 98 Windows me Windows 2000 Windows NT Windows XP

Windows XP Professional Windows XP Home Windows XP Professional Windows XP Windows XP Media Center Windows XP Tablet PC

最新的Windows操作系统版本: Windows VISTA

3）UNIX 分时操作系统。 优点： ⊙ 较好的可移植性。 ⊙ 较好的可靠性和安全性。 ⊙ 支持多任务、多处理、多用户、网络管理和网络应用。 ⊙ 较好的可移植性。 ⊙ 较好的可靠性和安全性。 ⊙ 支持多任务、多处理、多用户、网络管理和网络应用。 缺点： ⊙ 缺乏统一的标准，应用程序不够丰富。

4）LINUX 从UNIX发展而来。 源代码开放。 流行的版本： ⊙ Red Hat LINUX ⊙ Turbo LINUX ⊙ SUSE LINUX ⊙ Ubuntu Linux

5）OS/2 PS/2:“Personal System 2” ，“个人系统2”，是IBM公司在1978年推出的一种个人电脑。设计PS/2的目的是重新定义PC标准，不再采用开放标准的方式。因为标准不开放，PS/2电脑在市场中失败了。只有PS/2接口一直沿用到今天。 PS/2接口的鼠标为绿色，键盘为紫色

6）Mac OS 苹果公司专用电脑操作系统。 优点：图形处理能力强。 缺点：与Windows缺乏较好的兼容性。

7）Novell NetWare 基于文件服务和目录服务的网络操作系统。 用于构建局域网。

3、计算机语言和程序设计 程序：为了完成某项特定任务用计算机语言编写的一组指令序列。 计算机语言经历了从低级语言到高级语言的发展 阶段。 典型的高级语言：C、Java、VB、VC、PB、Delphi等。