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1、大学计算机基础与应用College Computer Foundation and Application 计算机的发展和分类计算机的发展和分类大学计算机基础与应用大学计算机基础与应用第第1 1章章 认识计算机认识计算机1.1 1.1 计算机的发展和分类计算机的发展和分类1.2 1.2 计算机的组成计算机的组成1.3 1.3 进制之间的转换进制之间的转换 1.1 1.1 计算机的发展和分类计算机的发展和分类世界上第一台计算机世界上第一台计算机计算机发展的四个时代计算机发展的四个时代计算机的发展趋势计算机的发展趋势计算机的分类计算机的分类计算机的应用领域计算机的应用领域1 1、世界上第一台计算机
2、、世界上第一台计算机19461946年年2 2月月1515日，世界上第一台计算机日，世界上第一台计算机ENIACENIAC（Electronic Electronic Numerical Integrator And CalculatorNumerical Integrator And Calculator，电子数字积分计算，电子数字积分计算机）在美国宾夕法尼亚大学研制成功。机）在美国宾夕法尼亚大学研制成功。1 1、世界上第一台计算机、世界上第一台计算机l l该机的主要元件是该机的主要元件是电子管电子管，体积约为，体积约为9090立方米，重量达立方米，重量达3030吨，吨，占地占地170170
3、平方米，耗电量平方米，耗电量140140千瓦，运算速度为每秒千瓦，运算速度为每秒50005000次加法次加法或或400400次乘法。次乘法。器件器件 1880018800个个电子管电子管15001500个个继电器继电器1000010000只只电容电容7000070000个个电阻电阻及其他电及其他电气元件气元件2 2、计算机发展的四个时代、计算机发展的四个时代n第一代计算机（第一代计算机（1946195819461958年）年）电子管时代电子管时代主要特点主要特点 电子管电子管为逻辑元件为逻辑元件内存为内存为磁鼓磁鼓外存为外存为磁带磁带以运算器为核心以运算器为核心使用使用机器语言或汇编语言机器语
4、言或汇编语言运算速度为运算速度为几千次每秒几千次每秒2 2、计算机发展的四个时代、计算机发展的四个时代n第二代计算机（第二代计算机（1959196419591964年）年）晶体管时代晶体管时代主要特点主要特点 晶体管晶体管为逻辑元件为逻辑元件主存储器采用主存储器采用磁性材料制磁性材料制 成的磁芯存储器成的磁芯存储器外存储器使用外存储器使用磁带、磁盘磁带、磁盘软件使用软件使用操作系统操作系统出现出现FORTRANFORTRAN、COBOLCOBOL等等面面 向过程向过程的高级语言的高级语言运算速度为运算速度为几十万次几十万次每秒每秒n第三代计算机（第三代计算机（19651965年年1970197
5、0年）年）小规模集成电路时代小规模集成电路时代主要特点：主要特点：中、小规模集成电路中、小规模集成电路为逻辑元件为逻辑元件主存储器采用主存储器采用半导体存储器半导体存储器外存储器使用外存储器使用磁带、磁盘磁带、磁盘高级程序设计语言进一步发展，高级程序设计语言进一步发展，如如BASICBASIC操作系统更加完善操作系统更加完善运算速度为每秒运算速度为每秒几十万次到几百万次几十万次到几百万次2 2、计算机发展的四个时代、计算机发展的四个时代n第四代计算机（第四代计算机（19711971年至今）年至今）大规模、超大集成电大规模、超大集成电路时代路时代主要特点：主要特点：大规模和超大规模集成电路大规模
6、和超大规模集成电路为逻辑为逻辑 元件元件主存储器采用主存储器采用集成度更高的半导体集成度更高的半导体 存储器存储器外存储器使用外存储器使用软、硬磁盘和光盘软、硬磁盘和光盘运算速度运算速度几百万次至上亿次每秒几百万次至上亿次每秒软件方面发展了软件方面发展了数据库系统、分布数据库系统、分布 式操作系统式操作系统，高级语言为数百种，高级语言为数百种2 2、计算机发展的四个时代、计算机发展的四个时代3 3、计算机的发展趋势、计算机的发展趋势巨型化巨型化巨型计算机主要用于天文、气象、地质、核反应、航天飞机、巨型计算机主要用于天文、气象、地质、核反应、航天飞机、卫星轨道计算等尖端科学技术领域和军事国防系统
7、的研究开卫星轨道计算等尖端科学技术领域和军事国防系统的研究开发。要求计算机有更高的速度、更大的存储容量和更高的可发。要求计算机有更高的速度、更大的存储容量和更高的可靠性。靠性。3 3、计算机的发展趋势、计算机的发展趋势智能化智能化研究智能计算机的任务主要是知识的获取、知识的表示、知研究智能计算机的任务主要是知识的获取、知识的表示、知识库建立及知识推理等。识库建立及知识推理等。IBM IBM 深蓝深蓝智能化智能化沃森超级计算机沃森超级计算机3 3、计算机的发展趋势、计算机的发展趋势阿尔法狗阿尔法狗3 3、计算机的发展趋势、计算机的发展趋势微型化微型化随着计算机应用领域的不断扩大，要求计算机体积更
8、小、重随着计算机应用领域的不断扩大，要求计算机体积更小、重量更轻、价格更低。量更轻、价格更低。网络化网络化网络化是计算机组成更广泛的网络，以实现资源共享和信息网络化是计算机组成更广泛的网络，以实现资源共享和信息交换。交换。多媒体化多媒体化多媒体计算机具有处理图、文、声、像等多种媒体的能力。多媒体计算机具有处理图、文、声、像等多种媒体的能力。4 4、计算机的分类、计算机的分类根据计算机的主要性能（根据计算机的主要性能（字长、存储容量、运算速度、规字长、存储容量、运算速度、规模和价格模和价格）等综合性指标对计算机进行分类。）等综合性指标对计算机进行分类。巨型机巨型机大型机大型机小型机小型机微型机微
9、型机工作站工作站主要特点：主要特点：l超级计算机、运算速超级计算机、运算速 度快、存储容量大度快、存储容量大 结构复杂、价格昂贵结构复杂、价格昂贵应用领域应用领域l科学计算和研究科学计算和研究典型代表典型代表lIBMIBM的的“RoadrunnerRoadrunner”l我国的我国的“曙光曙光5000A5000A”4 4、计算机的分类、计算机的分类巨型计算机巨型计算机主要特点：主要特点：l规模仅次于巨型机规模仅次于巨型机l有比较完善的指令有比较完善的指令 系统和丰富的外部设备系统和丰富的外部设备应用领域应用领域l计算中心和计算机网络计算中心和计算机网络典型代表典型代表 lIBM360IBM36
10、0、370370、430043004 4、计算机的分类、计算机的分类大型计算机大型计算机主要特点主要特点l与大型机相比、成本较低、与大型机相比、成本较低、规模小、维护容易规模小、维护容易应用领域应用领域l用途广泛，如科学计算、数用途广泛，如科学计算、数 据处理、生产过程自动控制、据处理、生产过程自动控制、数据采集和分析处理等数据采集和分析处理等典型代表典型代表lVAXVAX系列、国产太极等。系列、国产太极等。4 4、计算机的分类、计算机的分类小型计算机小型计算机又称为个人计算机又称为个人计算机 （personal computerpersonal computer，PCPC）微型机一般每次只能
11、供一个微型机一般每次只能供一个 用户使用。用户使用。分类分类台式计算机台式计算机笔记本式计算机笔记本式计算机平板计算机平板计算机4 4、计算机的分类、计算机的分类微型计算机微型计算机主要特点主要特点l指为专业任务设计的性能强指为专业任务设计的性能强 大的台式计算机大的台式计算机l通常配有大屏幕显示器和大通常配有大屏幕显示器和大 容量的内、外存储器容量的内、外存储器l具有较强的数据处理能力和具有较强的数据处理能力和 高性能的图形处理功能高性能的图形处理功能l一般价格比较高一般价格比较高典型代表典型代表lSunSun、HP-ApolloHP-Apollo等等4 4、计算机的分类、计算机的分类工作站工作站n科学计算科学计算n信息处理信息处理n过程控制过程控制n辅助系统辅助系统计算机辅助设计计算机辅助设计CADCAD计算机辅助制造计算机辅助制造CAMCAM计算机辅助教学计算机辅助教学CAICAIn人工智能人工智能AIAI（Artificial Artificial Intelligence Intelligence）n网络与通信网络与通信5 5、计算机的应用领域、计算机的应用领域