文档介绍：计算机科学导论期末复****提纲
(1).计算机历史;各阶段计算机的硬件特点;各代表性的计算机名称;
第二代计算机:晶体管数字计算机
第三代集成电路计算机
第四代大规模集成电路计算机
第五代电子计算机被称为“智能计算机
第一代计算机:50年代是计算机研制的第一个高潮时期,那时的计算机中的主要元器件都是用电子管制成的,后人将用电子管制作的计算机称为第一代计算机。这个时期的计算机发展有三个特点:即由军用扩展至民用,由实验室开发转入工业化生产,同时由科学计算扩展到数据和事务处理。
第二代计算机:晶体管数字计算机,在20世纪50年代之前,计算机都采用电子管作元件。电子管元件有许多明显的缺点。例如,在运行时产生的热量太多,可靠性较差,运算速度不快,价格昂贵,体积庞大,这些都使计算机发展受到限制。于是,晶体管开始被用来作计算机的元件。晶体管不仅能实现电子管的功能,又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用了晶体管以后,电子线路的结构大大改观,制造高速电子计算机的设想也就更容易实现了。注:第二代计算机的特点
①采用晶体管作为逻辑开关元件;
②使用磁芯作为主存储器(内存), 辅储器(外存)采用磁盘和磁带;存储量增加,可靠性提高;
③输出输入方式有了很大改进;
④开始使用操作系统,有了各种高级语言。
⑸体积减小、重量减轻、速度加快、可靠性增强
第三代集成电路计算机(1964-1971)
虽然晶体管比起电子管是一个明显的进步,但晶体管还是产生大量的热量,这会损害计算机内部的敏感部分。1958年德州仪器的工程师Jack Kilby发明了集成电路IC,将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。于是,计算机变的更小,公耗更低,速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统,使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。
第四代大规模集成电路计算机(1971-现在)
出现集成电路后,唯一的发展方向是扩大规模。大规模集成电路LSI,可以在一个芯片上容纳几百个元件。到了80年代,超大规模集成电路VLSI在芯片上容纳了几十万个元件,后来的ULSI将数字扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降,而功能和可靠性不断增强。
第五代电子计算机被称为“智能计算机”
第五代电子计算机是智能电子计算机,它是一种有知识,会学****能推理的计算机,具有能理解自然语言,声音,文字和图像的能力,并且具有说话的能力,使人机能够用自然语言直接对话,它可以利用已有的和不断学****到的知识,进行思维,联想,推理,并得出结论,能解决复杂问题,具有汇集,记忆,检索有关知识的能力。智能计算机突破了传统的诺伊曼式机器的概念,舍弃了二进制结构,把许多处理机并联起来,并行处理信息,速度大大提高。它的智能化人机接口使人们不必编写程序,只需发出命令或提出要求,电脑就会完成推理和判断,并且给出解释。1988年,世界上召开了第五代电脑国际会议。1991年,美国加州理工学院推出了一种大容量并行处理系统,用528台处理器并行进行工作,其运算速度可达到每秒320亿次浮点运算。
计算机硬件基本组成和各部分功能
Input(输入系统硬件)
Processing and memory(数据处理和主存储系统硬件)
Output(输出系统硬件)
Storage(辅助存储系统硬件)
Communications(通信系统硬件)
冯•诺依曼体系结构
四個主要部分
Memory (存储器)
其功能有三项:存放将要处理的数据;存放数据处理用的程序指令;存放处理好的数据(有用的信息)以供输出。
Arithmetic Logic Unit (ALU,算术/逻辑单元) : 进行信息加工、进行算术运算和逻辑运算的场所,核心是算数逻辑单元
Control Unit (CU,控制单元)
主要功能是取指令、解释和翻译指令代码,并产生各种控制信号,完成指令需要完成的任务。
Input/Output (I/O,输入输出单元) Input/Output 设备可以分成两大类:非存储设备,存储设备
Nonstorage devices非存储设备: 使得CPU/memory 可以与外界通信,但它不能存储信息。
Storage devices存储设备:尽管存储设备被分为输入输出设备,但它可以存储大量的信息以备后用。有时称它们为Secondary Storage Hardware(辅助存储器)
ic磁介质和optical光介质。
计算机工作原理
计算机在运行时,先从内存中取出第一条指令,通过控制器的译码,按指令的要求,从存贮器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工,然