文档介绍：第1章计算机基础知识
计算机基本概念
计算机系统组成
微型计算机系统
微型计算机日常维护常识
你们有计算机使用的经历吗?可以讲讲吗?
计算机的发展——世界上第一台计算机
1946年,由美国宾州大学的约翰· 莫克利(John Mauchly)等人为军事需要研制出第一台计算机,名为ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)。该机器共用18 000多个电子管,占地面积167 m2,重30 t,功率为150 kW,字长为12位,每秒运算5000次加减法。与现代计算机相比,除了体积大、计算速度慢、能耗大外,ENIAC还有很多不足之处,如存储容量太小等。
对计算机发展作出重要贡献的代表人物有:查尔斯·巴贝奇、艾兰·图灵和冯·诺依曼。 查尔斯· 巴贝奇(Charles Babbage,1791年~1871年):设计的分析机已具备现代计算机的输入、处理、存储、输出及控制5个基本装置的构想,成为今天计算机硬件系统组成的基本构架。 艾兰· 图灵(Alan Matheson Turing,1912年~1954年):建立了图灵机(Turing machine,TM)的理论模型,对数字计算机的一般结构、可实现性和局限性产生了意义深远的影响;同时提出了机器智能的图灵测试(Turing Test),奠定了“人工智能”的理论基础。 冯·诺依曼(Von Neumann,1903年~1957年):首先提出了在计算机内存储程序的概念。
计算机的未来发展方向
2. 未来计算机发展趋势 1) 高速超导计算机 所谓超导,是指有些物质在接近绝对零度(相当于 -°C)时,电流流动是无阻力的。超导计算机是使用超导体元器件的高速计算机。这种计算机的耗电仅为用半导体器件制造的计算机所耗电的几千分之一,它执行一条指令只需十亿分之一秒,比半导体元件快10倍。以目前的技术制造出的超导计算机用集成电路芯片只有3~5 mm3大小。
2) 光计算机 光计算机是利用光作为载体进行信息处理的计算机,也称之为光脑。光计算机靠激光束进入由反射镜和透镜组成的阵列中来对信息进行处理。与电子计算机相似之处是,光计算机也靠一系列逻辑操作来处理和解决问题。计算机的功率取决于其组成部件的运行速度和排列密度,光在这两个方面都很有优势。 运算速度:现阶段计算机传送速度为每秒个字节,但采用硅光混合技术后传送速度为每秒万亿个字节,其运算速度将比普通的电子计算机至少快1000倍。 排列密度:光束在一般条件下互不干扰的特性,使得光计算机能够在极小的空间内开辟很多平行的信息通道,密度大得惊人。一块截面等于5分硬币大小的棱镜,其信息通过能力超过全球现有全部电话电缆的许多倍。
3) 生物计算机 生物计算机主要是以生物电子元件构建的计算机。它利用蛋白质的开关特性,由蛋白质分子作元件制成生物芯片,其性能由元件与元件之间电流启闭的开关速度来决定。用蛋白质制造的电脑芯片,它的一个存储点只有一个分子大小,所以它的存储容量可以达到普通电脑的10亿倍。由蛋白质构成的集成电路,其大小只相当于硅片集成电路的十万分之一,而且开关速度达到10~11皮秒(1皮秒等于一万亿分之一秒),大大超过人脑的思维速度。生物芯片传递信息时阻抗小,能耗低,且具有生物的特点,具有自我组织和自我修复能力。
4) 量子计算机 量子计算机是一种利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机。这与传统的二进制计算机将信息分为“0”和“1”对应于晶体管的“开”和“关”来处理不同,量子计算机中最小的处理单位是一个量子比特。量子比特是多态的,而且是可同时出现的。因此它具有信息传输不需要时间,信息处理所需能量几乎为零的神奇传说。