第一章 計算機的基本概念
[基本要求]
通過教師講授，讓學生了解什么是計算機、計算機的特點、計算機的基本組成和工作原理、計算機科學的發(fā)展。
[基本要點]
1.1 什么是計算機（第一臺計算機：1946年2月，正式交付使用的、由美國賓夕法尼亞大學研制的ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator即電子積分計算機）標志著第一代電子計算機的誕生。）
1.2 計算機的組成和工作原理
圖1 計算機系統(tǒng)基本硬件結構
現代計算機的基本工作原理（由馮·諾依曼提出）
·計算機的指令和數據均采用二進制表示；
·由指令組成的程序和要處理的數據一起存放在存儲器中。機器一啟動，控制器按照程序中指令的邏輯順序，把指令從存儲器中讀出來，逐條執(zhí)行；
·由輸入設備、輸出設備、存儲器、運算器、控制器五個基本部件組成計算機的硬件系統(tǒng)，在控制器的統(tǒng)一控制下，協調一致地完成由程序所描述的處理工作。
存儲程序原理是計算機與—切其它計算工具的根本區(qū)別。
1.3 計算機的特點及分類
特點： 分類：
•巨型機(Super Computer)
•小巨型機(Minis Supercomputer)
•大型主機(Main Frame)
•小型機(Mini Computer)
•工作站(Workstation)
•個人 計算機(微型機)(PC)
•高速度
•高精度
•大容量
•通用性強
•記憶和邏輯判斷
•自動控制
1.4 計算機的發(fā)展
度表1-1 計算機發(fā)展階段示意表
年代
器件
第一代
1946-1957
第二代
1958-1964
第三代
1965-1969
第四代
1970-至今
電子器件
電子管
晶體管
中、小規(guī)模集成電路
大規(guī)模和超大
規(guī)模集成電路
主存儲器
磁芯、磁鼓
磁芯、磁鼓
磁芯、磁鼓、
半導體存儲器
半導體存儲器
外部輔助存儲器
磁帶、磁鼓
磁帶、磁鼓
磁帶、磁鼓、磁盤
磁帶、磁盤、光盤
處理方式
機器語言
匯編語言
監(jiān)控程序
連續(xù)處理作業(yè)
高級語言編譯
多道程序
實時處理
實時、分時處理
網絡操作系統(tǒng)
運算速度
5千-3萬次/秒
幾十萬-百萬次/秒
百萬-幾百萬次/秒
幾百萬-千億次/秒
未來計算機的發(fā)展表現為四種趨勢 ：
多極化
網絡化
智能化
多媒體化
1.5 計算機與社會
計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助測試(CAT)、計算機輔助教學(CAI)
[典型例題]
1. 目前計算機將向巨型化、網絡化、微型化和 智能化 方向發(fā)展。
2. 一臺計算機主要由 硬件 和 軟件 兩大系統(tǒng)組成。
3. 計算機主要應用于 科學計算、數據處理、自動控制、計算機輔助系統(tǒng)和 人工智能 領域。
4. 計算機硬件系統(tǒng)主要由 輸入設備、輸出設備、存貯器、運算器和 控制器 五部分組成。
5. 計算機軟件系統(tǒng)可以分為 系統(tǒng)軟件 和應用軟件 兩大類。
[補充習題]
1． 一個完整的計算機系統(tǒng)包括＿D＿＿＿
A）計算機及其外部設備 B）主機、鍵盤、顯示器
C）系統(tǒng)軟件與應用軟件 D）硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)
2.計算機主要應用于 科學計算、數據處理、自動控制、計算機輔助系統(tǒng)和 人工智能 領域。
3．目前使用的計算機采用(D)為主要電子元器件。
A. 電子管 B. 晶體管 C. 中小規(guī)模集成電路 D. 超大規(guī)模集成電路
4.目前使用的計算機屬于第(D )代計算機A. 一 B. 二 C. 三 D. 四
5.個人計算機(PC)屬于(B)類型。
A. 大型計算機 B. 微型計算機 C. 小型機 D. 超級計算機
[基本要求]
通過教師講授，讓學生了解什么是計算機、計算機的特點、計算機的基本組成和工作原理、計算機科學的發(fā)展。
[基本要點]
1.1 什么是計算機（第一臺計算機：1946年2月，正式交付使用的、由美國賓夕法尼亞大學研制的ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator即電子積分計算機）標志著第一代電子計算機的誕生。）
1.2 計算機的組成和工作原理
圖1 計算機系統(tǒng)基本硬件結構
現代計算機的基本工作原理（由馮·諾依曼提出）
·計算機的指令和數據均采用二進制表示；
·由指令組成的程序和要處理的數據一起存放在存儲器中。機器一啟動，控制器按照程序中指令的邏輯順序，把指令從存儲器中讀出來，逐條執(zhí)行；
·由輸入設備、輸出設備、存儲器、運算器、控制器五個基本部件組成計算機的硬件系統(tǒng)，在控制器的統(tǒng)一控制下，協調一致地完成由程序所描述的處理工作。
存儲程序原理是計算機與—切其它計算工具的根本區(qū)別。
1.3 計算機的特點及分類
特點： 分類：
•巨型機(Super Computer)
•小巨型機(Minis Supercomputer)
•大型主機(Main Frame)
•小型機(Mini Computer)
•工作站(Workstation)
•個人 計算機(微型機)(PC)
•高速度
•高精度
•大容量
•通用性強
•記憶和邏輯判斷
•自動控制
1.4 計算機的發(fā)展
度表1-1 計算機發(fā)展階段示意表
年代
器件
第一代
1946-1957
第二代
1958-1964
第三代
1965-1969
第四代
1970-至今
電子器件
電子管
晶體管
中、小規(guī)模集成電路
大規(guī)模和超大
規(guī)模集成電路
主存儲器
磁芯、磁鼓
磁芯、磁鼓
磁芯、磁鼓、
半導體存儲器
半導體存儲器
外部輔助存儲器
磁帶、磁鼓
磁帶、磁鼓
磁帶、磁鼓、磁盤
磁帶、磁盤、光盤
處理方式
機器語言
匯編語言
監(jiān)控程序
連續(xù)處理作業(yè)
高級語言編譯
多道程序
實時處理
實時、分時處理
網絡操作系統(tǒng)
運算速度
5千-3萬次/秒
幾十萬-百萬次/秒
百萬-幾百萬次/秒
幾百萬-千億次/秒
未來計算機的發(fā)展表現為四種趨勢 ：
多極化
網絡化
智能化
多媒體化
1.5 計算機與社會
計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助測試(CAT)、計算機輔助教學(CAI)
[典型例題]
1. 目前計算機將向巨型化、網絡化、微型化和 智能化 方向發(fā)展。
2. 一臺計算機主要由 硬件 和 軟件 兩大系統(tǒng)組成。
3. 計算機主要應用于 科學計算、數據處理、自動控制、計算機輔助系統(tǒng)和 人工智能 領域。
4. 計算機硬件系統(tǒng)主要由 輸入設備、輸出設備、存貯器、運算器和 控制器 五部分組成。
5. 計算機軟件系統(tǒng)可以分為 系統(tǒng)軟件 和應用軟件 兩大類。
[補充習題]
1． 一個完整的計算機系統(tǒng)包括＿D＿＿＿
A）計算機及其外部設備 B）主機、鍵盤、顯示器
C）系統(tǒng)軟件與應用軟件 D）硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)
2.計算機主要應用于 科學計算、數據處理、自動控制、計算機輔助系統(tǒng)和 人工智能 領域。
3．目前使用的計算機采用(D)為主要電子元器件。
A. 電子管 B. 晶體管 C. 中小規(guī)模集成電路 D. 超大規(guī)模集成電路
4.目前使用的計算機屬于第(D )代計算機A. 一 B. 二 C. 三 D. 四
5.個人計算機(PC)屬于(B)類型。
A. 大型計算機 B. 微型計算機 C. 小型機 D. 超級計算機