文档介绍：第1章计算机基础知识
本章要点
◆了解计算机的发展历史,基本应用。
◆理解计算机中信息的表示方法。
◆掌握计算机的系统组成、操作系统及其功能。
计算机概述
计算机的发展
自ENIAC诞生以来,计算机技术就在不断的发展。由于其主要组成部分是电子元器件,因此,计算机的发展进步与电子元器件的发展紧密相连。根据构成计算机的电子元器件不同,一般将计算机的发展划分为以下四个阶段:
(1)第一代计算机(1946年~1958年)
第一代计算机主要采用电子管作为逻辑元件,内存储器采用水银延迟线;外存储器采用磁鼓、纸带、卡片等。每秒只能进行几千到几万次基本运算,内存容量只有几千个字。第一代计算机的编程语言主要采用二进制表示的机器语言或者汇编语言。由于第一代计算机体积庞大、功耗大、造价高、使用不便,因而主要用于军事和科研部门的数值计算。在第一代计算机中,人们常把UNIVAC-Ⅰ(Universal puter)看作第一代计算机的代表,它于1951年6月制成并交付美国人口统计局使用。它的问世,标志着计算机从实验室走向社会,其应用范围也从原来的军事领域进入了服务领域。
(2)第二代计算机(1958年~1964年)
第二代计算机主要使用晶体管代替原来的电子管作为开关元件,较之电子管,晶体管具有速度快、寿命长、重量轻、体积小、功耗低等优点。内存储器大量采用磁芯,外存主要采用磁带、磁盘。这些使得第二代计算机的体积缩小、功耗降低,运算速度提高到每秒几十万次的基本运算,内存容量扩大到几十万字。这一时期软件设计语言也取得了较大发展,汇编语言的使用已经非常普遍,一批早期高级语言如FORTRAN、COBOL也相继投入使用,使编程工作明显简化,大大方便了计算机的使用。
(3)第三代计算机(1964~1970年)
第三代计算机的特点是采用集成电路(Integrated Circuit,简称IC)代替了分立元件。集成电路是在几平方毫米的基片上,集成数十个(小规模集成,SSI)至数百个(中规模集成,MSI)晶体管的电路。较之晶体管分离元件,集成电路不仅体积更小、功耗更省,而且寿命也更长,在正常环境下几乎不会失效。集成电路的优良性能使得计算机的计算速度提高到每秒几十万次乃至几百万次。存储器方面,第三代计算机已经开始使用性能优良的半导体存储器取代磁芯存储器,这使得存储器在容量和可靠性等方面都有了较大的提高,从而极大地提高了计算机的整体性能。
(4)第四代计算机(1971年至今)
随着半导体技术的快速发展,集成电路的集成度不断提高,出现了每片基片上能够集成几百到几千个逻辑门的大规模集成电路(Large-Scale Integration简称LSI)和超大规模集成电路(Very Large-Scale Integration简称VLSI)。第四代计算机的主要特征是使用LSI或VLSI来构成计算机的主要功能部件;主存储器也使用集成度很高的半导体存储器。其运算速度可达每秒几百万次甚至上亿次基本运算。同时,软件也得到极大程度的发展,数据库系统、分布式操作系统等层出不穷,硬件与软件呈齐头并进的局面。随着以VLSI为核心的微处理器(Microprocessor)的研制成功,微型计算机应运而生。经过十几年的发展,微机由于其价格低廉和简单易用,得以迅速普及,应用到了人们生活的方方面面。
代
别
特
征
项
目
第一代
(1946~1956)
第二代
(1955~1964)
第三代
(1964~1970)
第四代
(1971至今)
逻辑元件
电子管
晶体管
中小规模IC
LSI和VLSI
内存储器
汞延迟线、磁芯
磁芯存储器
半导体存储器
高集成度半导体存储器
外存储器
磁鼓
磁鼓、磁带
磁带、磁盘
磁盘、光盘
外部设备
读卡机、纸带机
读卡机、纸带机
电传打字机
读卡机、打印机
绘图仪
键盘、显示器
打印机、绘图机
处理速度
103~105IPS
106IPS
107IPS
108~1010IPS
内存容量
几KB
几十KB
几十KB~几MB
几十~几百MB
编程语言
机器语言
汇编语言、高级语言
汇编语言、高级语言
高级语言、第四代语言
系统软件
——
操作系统
操作系统、实用程序
操作系统、
数据库管理系统
计算机的类型
计算机的种类很多,根据不同的分类标准,可以将计算机分为不同的类别。通常有如下分类方法:
(1)按照计算机的体积大小和功能的强弱,一般可以把计算机分为巨型计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机和微型计算机五类,目前最常见的是微型计算机。微型计算机由于体积较小、价格便宜,适合个人使用,因而将微型计算机称为个人计算机(