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本章主要教学内容
计算机的发展、分类、基本结构及工作原理
微处理器的产生和发展、微处理器系统
微型计算机的分类、性能指标
微型计算机系统的组成及应用
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第1章微型计算机概述
本章教学目的及要求
熟悉计算机的发展历史、发展前景、工作特点、组成分类、应用领域等相关知识
掌握计算机的基本结构及工作原理
熟悉微处理器的产生和发展,掌握微型计算机的分类、性能指标
掌握微型计算机系统组成,软、硬件基本结构
熟悉微型计算机的特点及应用
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第1章微型计算机概述
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·诺依曼结构计算机
-时间:1946年6月
-人物:美籍匈牙利科学家冯·诺依曼JoheVonNeumman
-成果:“存储程序”的计算机设计方案
-特点:
采用二进制数形式表示数据和计算机指令
指令和数据存储在计算机内部存储器中,能自动依次执行指令
由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件
工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”
按照这一原理设计的计算机称为冯·诺依曼型计算机
-评价:冯·诺依曼体系结构奠定了现代计算机结构理论的基础,被誉为计算机发展史上的里程碑。
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-第一代(1946年~1958年):电子管
特点:体积大、耗电多、运算速度慢,存储容量小。
-第二代(1959年~1964年):晶体管
特点:体积减小,重量轻、省电、寿命长、可靠性提高,运算速度可达每秒百万次。
-第三代(1965年~1970年):中小规模集成电路
特点:存储容量提高到1~4兆字节。运算速度每秒几百万至千万次,可靠性有较大提高,体积进一步缩小,成本进一步降低,出现了向大型化和小型化发展的趋势。
-第四代(1971年-):大规模和超大规模集成电路
特点:大规模集成电路使计算机发生了巨大的变化,半导体存储器的集成度越来越高。Intel公司推出了微处理器,诞生了微型计算机,使计算机的存储容量、运算速度、可靠性、性能价格比等方面都比上一代计算机有较大突破。
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-超、大、中、小型计算机阶段(1946年~1980年)
特点:采用计算机来代替人的脑力劳动,提高了工作效率,能够解决较复杂的数学计算和数据处理。
-微型计算机阶段(1981年~1990年)
特点:微型计算机大量普及,几乎应用于所有领域,对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。
-计算机网络阶段(1991年至今)
特点:计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助,从而促进了信息化社会的到来,实现了遍及全球的信息资源共享。
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神经网络计算机:建立在人工神经元网络研究的基础之上,从内部基本结构来模拟人脑的神经系统。用简单的数据处理单元模拟人脑的神经元,并利用神经元节点的分布式存储和相互关联来模拟人脑的活动。
生物计算机:使用由生物工程技术产生的蛋白分子为材料的“生物芯片”,不仅具有巨大的存储能力,而且能以波的形式传播信息。由于它具备生物体的某些机能,所以更易于模拟人脑的机制。
光子计算机:用光子代替电子,用光互连代替导线互连,用光硬件代替电子硬件,用光运算代替电子运算。
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信息化就是全面发展和利用现代信息技术,借以提高人类社会的生产、工作、学****生活等诸方面的效率和创造能力,使社会的物质财富和精神文明得到最大提高。
信息化特点
信息成为重要的战略资源
信息产业成为最大的产业
信息网络成为社会的基础信息
信息化三大技术支柱
计算机技术
通信技术
网络技术
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、分类及应用
运算速度快:PC机每秒种可以处理几百万条指令,巨型机的运算速度可以达到几亿次以上。
计算精度高:普通微型计算机的计算精度已达到32~64位二进制数。
具有“记忆”和逻辑判断功能:“记忆”功能指的是计算机能够存储大量信息,供用户随时检索和查询。逻辑判断功能指的是计算机不仅能够进行算术运算,还能进行逻辑运算和实践推理。记忆功能、算术运算和逻辑运算相结合,使得计算机能够模仿人类的某些智能活动,成为人类脑力延伸的主要工具,所以计算机又称为“电脑”。
能自动运行并且具备人机交互功能:自动运行是把问题编成程序输入计算机中,发出运行指令后,计算机便在该程序控制下依次逐条执行,不再需要人工干预。人机交互则是在人想要干预时,采用人机对话形式,有针对性地解决问题。
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科学计算:也称数值计算,是指用计算机来解决科学研究和工程技术中所提出的复杂的数学及数值计算问题。
数据处理:数据处理也称为信息处理,是人们利用计算机对所获取的信息进行采集、记录、整理、加工、存储和传输,并进行综合分析等。
过程控制:过程控制是用传感器在现场采集受控对象的数据,通过比较器求出与设定数据的偏差,由计算机按控制模型进行计算,产生相应的控制信号,驱动伺服装置对受控对象进行控制和调整。
计算机辅助系统:是采用计算机进行各种辅助功能的系统。例如,CAD、CAM、CAE或CAI等。
人工智能:是用计算机执行某些与人的智能活动有关的复杂功能,模拟人类的某些智力活动,如图形和声音的识别,推理和学****的过程。
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