计算机应用基础--计算机概述教案.docx

一、计算机的产生1. 一代电子管计算机世界上第一台计算机ENIAC由美国Pennsylvania大学1946年交付使用，ENIAC采用十进制运算。电路结构十分复杂，使用18000多个电子管，运行时耗电量达150千瓦，体积庞大，重量达30多吨，占地面积为1500平方英尺。ENIAC的出现标志着人类进入了计算机时代。2 .第二代晶体管计算机1947年制成了第一个晶体管小体积、低耗电以及载流子高速运行的特点，用晶体管取代电子管以后，计算机的性能有了很大的提高。3 .第三代集成电路计算机集成电路制作技术就是利用光刻技术把晶体管、电阻、电容等构成的单个电路制作在一块极小（如几个平方微米）的硅片上。大大地缩小了计算机的体积，大幅度下降了耗电量，极大地提高了机器的可靠性。小规模集成电路（SSI）和中等规模集成电路（MSI）的第三代计算机。第三代计算机之后，人们没有达成定义新一代计算机的一致意见，如果从硬件技术上讲，可以把用大规模、超大规模集成电路技术制成的计算机称为第四代计算机。二、电子计算机的发展简史1946年2月在美国、宾夕法尼亚大学，第一台全自动电子计算机ENIAC即"电子数字积分计算机”诞生了。1955年10月切断电源，服役9年多。ENIAC计算机主要缺点：（1）存储容量小（2）用线路连接的方法编排程序存储程序控制原理是现代计算机运行的基本基础。现代计算机的基本结构也是根据计算机的存储程序控制原理和特点形成的。现代计算机的结构：1运算单元2控制单元3存储单元4输入设备5输出设备与存储程序控制相关的核心部件：CPU存储器：中央处理器,计算机的核心部件。CPU的结构：运算单元控制单元少量寄存器CPU的功能：执行指令进行运算自ENIAC问世以来，计算机发展的4个阶段：（1）第1代：电子管计算机（19461957年）（2）第2代：晶体管计算机（19581964年）（3）第3代：中小规模集成电路计算机（19651970年）（4）第4代：大规模、超大规模集成电路计算机（1971年现在）微型计算机的发展简史微型计算机属于第4代计算机，是大规模集成电路技术的产物。按微处理器的集成度将微型计算机划分为5代产品（1）第1代微型计算机（19711973年）（2）第2代微型计算机（19731977年）（3）第3代微型计算机（19771980年）（4）第4代微型计算机（19811992年）（5）第5代微型计算机（1993年现在）最新微处理器：2002年8月26日，英特尔（Intel）公司宣布推出了用于台式机的最新版2.8G （千兆赫）每秒28亿次运算速度的奔腾4处理器，并能支持宽带音频和视频内容、游戏、音乐、照片和电影。未来微处理器：2002年8月28日，英特尔（Intel）公司透露，在2007年之前制造出每秒200亿次、集成度20亿元件/片的微处理器。四、计算机的发展方向：（1）巨型化（2）微型化（3）网络化五、计算机的特点、分类和应用计算机的特点：(1)自动运算(2)运算速度快(3)运算精度高(4)具有记忆和逻辑判断能力(5)通用性强计算机的分类：(1)电子计算机的分类：按处理对象分：电子模拟计算机电子数字计算机混合计算机按性能规模分：巨型机大型机中型机小型机微型机工作站按功能用途分：通用计算机专用计算机(2)微型计算机的分类按微型计算机字长分：4位机8位机16位机32位机64位机按结构形式分：单片机单板机多板机计算机的应用(1)科学计算(2)数据处理(3)过程控制(4)计算机辅助系统CAD (Computer-Aided Design)计算机辅助设计 CAM(Computer-Aided Manufacturing)计算机辅助制造 CAI(Computer-Aided Instruction)计算机辅助教学(5)人工智能六、计算机系统的基本组成一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分中央处理器 内存储器 外存储器 输入设备 输出设备运算器 控制器微型计算机系统计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合，通常这些部件由电路（电子元件）、机械等物理部件组成。操作系统服务软件编译或解释系统信息管理软件辅助设计软件文字处理软件图形软件各种程序包图1-4微型计算机系统组成框计算机软件是指在硬件设备上运行的各种程序以及有关资料。所谓程序实际上是用户用于指挥计算机执行各种动作以便完成指定任务的指令的集合。简单地用一个公式来说明包括其基本内容：软件=程序+文档。把不装备任何软件的计算机称为硬件计算机或裸机。裸机不装备任何软件，只能运行机器语言程序，不会得到充分有效的发挥。有了软件，就把一台实实在在的物理机器（有人称为实机器）变成了一台具有抽象概念的逻辑机器（有人称为虚机器），从而使人们不必更多地了解机器本身就可以使用计算机，软件在计算机和计算机使用者之间架起了桥梁。七、微型计算机的硬件系统计算机硬件的基本功能是接受计算机程序的控制来实现数据输入、运算、数据输出等一系列根本性的操作。虽然计算机的制造技术从计算机出现到今天已经发生了极大的变化，但在基本的硬件结构方面，一直沿袭着冯诺伊曼的传统框架，即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件构成。原程庠数据图1.5各主要设备之间的关系输入设备负责把用户的信息（包括程序和数据）输入到计算机中；输出设备负责将计算机中的信息（包括程序和数据）传送到外部媒介，供用户查看或保存；存储器负责存储数据和程序，并根据控制命令提供这些数据和程序，它包括内存（储器）和外存（储器）;运算器负责对数据进行算术运算和逻辑运算（即对数据进行加工处理）；控制器负责对程序所规定的指令进行分析，控制并协调输入、输出操作或对内存的访问。1 .中央处理器中央处理器简称CPU （Central Processing Unit），它是计算机系统的核心，中央处理器包括运算器和控制器两个部件。计算机所发生的全部动作都是CPU的控制。其中：运算器主要完成各种算术运算和逻辑运算，是对信息加工和处理的部件，由进行运算的运算器件及用来暂时寄存数据的寄存器、累加器等组成。控制器是对计算机发布命令的“决策机构”，用来协调和指挥整个计算机系统的操作，它本身不具有运算功能，而是通过读取各种指令，并对其进行翻译、分析，而后对各部件做出相应的控制。它主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。2 .内存储器存储器是计算机的记忆和存储部件，用来存放信息。计算机中的操作，大量的是与存储器交换信息，存储器的工作速度相对于CPU的运算速度要低很多，因此存储器的工作速度是制约计算机运算速度的主要因素之一。计算机存储器一般分为两部分；一个是包含在计算机主机中的内存储器，它直接和运算器、控制器交换数据，容量小，但存取速度快，用于存放那些正在处理的数据或正在运行的程序；另一个是外存储器，它间接和运算器、控制器交换数据，存取速度慢，但存储容量大，价格低廉，用来存放暂时不用的数据。1KB=1O24B 1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024MB内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存储器RAM和只读存储器ROM两种。RAM是一种可读写存储器，其内容可以随时根据需要读出，也可以随时重新写入新的信息。这种存储器又可以分为静态RAM和动态RAM两种。ROM是一种内容只能读出而不能写入和修改的存储器,其存储的信息是在制作该存储器时就被写入的。在计算机运行过程中，ROM中的信息只能被读出，而不能写入新的内容。计算机断电后，ROM中的信息不会丢失，即在计算机重新加电后，其中保存的信息依然是断电前的信息，仍可被读出。ROM常用来存放一些固定的程序、数据和系统软件等，如检测程序、BOOT ROM、BIOS等。3 .外存储器内存由于技术及价格上的原因，容量有限，不可能容纳所有的系统软件及各种用户程序，因此，计算机系统都要配置外存储器。外存储器又称为辅助存储器，它的容量一般都比较大，而且大部分可以移动，便于不同计算机之间进行信息交流。在微型计算机中，常用的磁盘、光盘等属于外存储器，磁盘又可以分为硬盘和软盘。光盘的存储介质不同于磁盘，它属于另一类存储器。由于光盘的容量大、存取速度较快、不易受干扰等特点，光盘的应用越来越广泛。光盘根据其制造材料和记录信息方式的不同一般分为三类:只读光盘、一次写入型光盘和可擦写光盘。4 .输入设备输入设备是外界向计算机送信息的装置。在微型计算机系统中，最常用的输入设备是键盘和鼠标。微型机中根据不同的用途还可以配置其他一些输入设备，如光笔、数字化仪、扫描仪等。5 .输出设备输出设备的作用是将计算机中的数据信息传送到外部媒介，并转化成某种为人们所认识的表示形式。在微型计算机中，最常用的输出设备有显示器和打印机。显示器是微型计算机不可缺少的输出设备，它可以方便地查看计算机的程序、数据等信息和经过微型计算机处理后的结果，它具有显示直观、速度快、无工作噪声、使用方便灵活、性能稳定等特点。显示器与主机之间需要通过接口电路（即显示器适配卡）连接，适配卡通过信号线控制屏幕上的字符及图形的输出。目前主流的显示卡一般是AGP （图形加速端口）接口的，能够满足三维图形和动画的的显示要求。根据各种应用的需要，在微型机上还可以配置其他的输出设备，如绘图仪等。