文檔介紹：

第1章計算機基礎

本章綱要

計算機發展歷史

計算機特點、分類和應用

計算機數制基礎

常見的信息編碼標準

微型計算機系統組成

1.1 計算機發展歷史

1.1.1 計算機的定義

計算機是指能根據給定程序自動地由電子線路實現運算和處理信息,并具有數據輸入和輸出及記憶功能的電子系統設備。它無需人工干預,能對各種信息進行存儲和處理。

1.1.2 計算機的誕生

1946年,世界上第一臺數字式電子計算機ENIAC誕生于美國的賓夕法尼亞大學,全稱是“電子數字積分計算機”。與此同時,一位著名的數學家馮·諾依曼博士提出了電子計算機存儲程序的理論,為第一臺具有存儲程序功能的計算機EDVAC奠定了設計基礎。直到今天,計算機內部依然采用這種機制,它的特點是:一、計算機內部采用二進制進行運算;二、指令和數據都儲存起來,由程序控制計算機自動執行。

1.1.3 計算機的發展

第一代計算機:電子管計算機時代,所處時間為1946年~1958年。

第二代計算機:晶體管計算機時代,所處時間為1959年~1964年。

第三代計算機:集成電路計算機時代,所處時間為1965年~1971年。

第四代計算機:大規模和超大規模集成電路計算機時代,所處時間為1971年以后。

1.1.4 我國計算機的發展

1956年開始研制計算機,1958年成功研制第一臺電子管計算機103機。

1959年研制成功運算速度為每秒1萬次的104機,是我國研制的第一臺大型通用電子數字計算機。

1964年研制成功晶體管計算機。

1971年研制以集成電路為主要器件的DJS系列計算機。

1995年5月“曙光1000”研制完成,這是我國獨立研制的第一套大規模并行機系統。

1998年,“曙光2000–Ⅰ”誕生,它的峰值運算速度為每秒200億次浮點運算。

1999年9月“曙光2000–Ⅱ”超級服務器問世,它是國家“863計劃”的重大成果,其峰值速度達到每秒1117億次,內存高達50GB。

1.2.1 計算機的特點

運算速度快:通常以每秒鐘完成的基本加法指令的數目表示計算機的運算速度。現在每秒執行數百萬次運算的計算機已很平常,有的計算機可達到數百億次,甚至數千億次的處理速度。

計算精度高:例如對圓周率的計算,數學家們經過長期艱苦的努力只算到了小數點后500位。1990年,美國數學家利用計算機及適當的計算方法,很快就算到了4.8億位。

具有記憶能力:計算機的存儲器類似于人的大腦,可以“記憶”(存儲)大量的數據和信息。

具有邏輯判斷能力:具有可靠的邏輯判斷能力是計算機能實現信息處理自動化的重要原因。

工作全自動:計算機內部的操作運算是根據人們預先編制的程序自動控制執行。

1.2 計算機特點、分類和應用

1.2.2 計算機的分類

巨型計算機:是目前功能最強、速度最快、價格最貴的計算機。

小巨型機:小巨型計算機可以使巨型機縮小成個人機的大小,或者使個人機具有超級計算機的性能。

大型計算機:在功能和速度上沒有巨型計算機強,價格也沒巨型機高。

小型計算機:其規模比大型計算機小,但仍能支持十幾個用戶同時使用。

工作站:工作站比微型計算機有更大的儲存容量和較快的運算速度。通常應用于圖像處理和計算機輔助設計等領域。

微型計算機:又稱PC機或微機,就是我們平常接觸的電腦。除臺式機外,還有體積更小的微機,如筆記本電腦、掌上型微機和PDA等。

1.2.3 計算機的應用

科學計算:例如,氣象預報需要求解描述大氣運動規律的微分方程,發射導彈需要計算導彈彈道曲線方程。

數據處理:例如,企業管理、物資管理、報表統計、賬目計算、信息情報檢索等數據處理。

自動控制:例如,鋼鐵工業、石油化工業和醫藥工業等生產過程的自動控制。

計算機輔助系統:例如,計算機輔助設計、制造、加工等。

人工智能:例如,可以用計算機模擬人腦的部分功能進行思維、學****推理、聯想和決策。

多媒體應用:例如,看電影、聽音樂等家庭娛樂。

計算機網絡:例如,、局域網。

1.3.1 進位計數制

1.3 計算機數制基礎

二進制:只有0、1兩個不同的數字符號;基數是2;在第i位上的位權為2i-1;逢二進一。

八進制:有0、1、2、3、4、5、6、7八個不同的數字符號;基數是8;在第i位上的位權為8i-1;逢八進一。

十六進制:有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個數字和A、B、C、D、E、F六個英文字母共16個數字和符號;基數是16;在第i位上的位權為16i-1;逢十六進一。

十進制:有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10個不同的數字符號;基數是10;在第i位上的位權為10i-1;逢十進一。

1.3.2 不同進制數之間的轉換

一、r進制數轉換成十進制數

方法: 只需要按權展開即可。

示例:把二進制數1101101轉換成

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總結

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