第1章 计算机概述分解
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计算机概述.ppt
应用软件：是指用于解决各种实际问题的程序。应用软件 分为两类：通用和专用应用软件。应用软件也可以实行标 准化、模块化，逐步形成的解决各种典型问题的应用程序 的组合就称为软件包。
⑴ 操作系统
为了使计算机系统的所有资源协调一致、有条不紊地工 作，必须有一个软件来进行统一管理和统一调度，这种 软件称为操作系统(OS)。操作系统是最低层的系统软件， 它是对硬件系统功能的首次扩充。
控制器是计算机工作的指挥控制中心，它用以控制和协调计算机 各部件自动、连续地执行各条指令。控制器通常由指令部件、时 序部件及操作控制器部件组成。它根据预先存储的程序对计算机 进行指令控制、操作控制、时间控制和数据加工处理，指挥计算 机有条不紊地工作。
2、存储器
存储器是接收数据、保存数据并根据命令提供数据的装 置，它是计算机中存储信息的部件，具有存数和取数的 功能。
功能：管理计算机系统的全部硬件资源、软件资源及数 据资源，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用， 为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面；合理组 织计算机工作流程，协调计算机系统各部分之间、系统 与用户之间、用户与用户之间的关系。
⑵ 计算机语言
是根据描述实际问题的需要而设计的语言。 按语言对机器的依赖程度可以分为三类语言：
汇编语言容易理解和记忆，并保持了机器语言执行速度快、 占内存空间小等优点。
③高级语言
高级语言是按一定的语法规则组成的语言，脱离了 具体的指令系统，是独立于计算机机型、表达方式 接近被描述的问题的语言 。
高级语言编写的程序，要通过编译程序或解释程序 翻译成机器语言后才能执行。
高级语言与机器语言、汇编语言比较，执行速度慢， 占用的内存较大。
存储器的存储容量以字节为单位来表示。
存储器的基本存储单元由8个存储元组来自，每个存储元用 一位二进制数来表示，即每个存储单元存储一个字节的 信息。
⑴ 操作系统
为了使计算机系统的所有资源协调一致、有条不紊地工 作，必须有一个软件来进行统一管理和统一调度，这种 软件称为操作系统(OS)。操作系统是最低层的系统软件， 它是对硬件系统功能的首次扩充。
控制器是计算机工作的指挥控制中心，它用以控制和协调计算机 各部件自动、连续地执行各条指令。控制器通常由指令部件、时 序部件及操作控制器部件组成。它根据预先存储的程序对计算机 进行指令控制、操作控制、时间控制和数据加工处理，指挥计算 机有条不紊地工作。
2、存储器
存储器是接收数据、保存数据并根据命令提供数据的装 置，它是计算机中存储信息的部件，具有存数和取数的 功能。
功能：管理计算机系统的全部硬件资源、软件资源及数 据资源，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用， 为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面；合理组 织计算机工作流程，协调计算机系统各部分之间、系统 与用户之间、用户与用户之间的关系。
⑵ 计算机语言
是根据描述实际问题的需要而设计的语言。 按语言对机器的依赖程度可以分为三类语言：
汇编语言容易理解和记忆，并保持了机器语言执行速度快、 占内存空间小等优点。
③高级语言
高级语言是按一定的语法规则组成的语言，脱离了 具体的指令系统，是独立于计算机机型、表达方式 接近被描述的问题的语言 。
高级语言编写的程序，要通过编译程序或解释程序 翻译成机器语言后才能执行。
高级语言与机器语言、汇编语言比较，执行速度慢， 占用的内存较大。
存储器的存储容量以字节为单位来表示。
存储器的基本存储单元由8个存储元组来自，每个存储元用 一位二进制数来表示，即每个存储单元存储一个字节的 信息。
计算机应用基础(第一章计算机基础知识)
计算机网络拓扑结构
常见的计算机网络拓扑结构有星型、总线型、环型和网状型等。
网络协议与拓扑结构
网络协议
网络协议是计算机网络中进行数据交换而建立的 规则、标准或约定的集合，用于规定计算机之间 通信的方式。
OSI模型
OSI模型是开放系统互联参考模型，它将网络通信 过程划分为七个层次，从上到下分别是应用层、 表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层 和物理层。
常见的操作系统
macOS
苹果公司开发的操作系统，主 要用于苹果电脑。
Android
基于Linux的移动操作系统， 主要用于智能手机和平板电脑。
Windows由微软公源自开发的桌面操作系 统，广泛应用于个人和商业领 域。
Linux
开源的操作系统，可定制性强， 广泛应用于服务器、嵌入式系 统等领域。
iOS
CPU的性能指标包括主频、核心 数、缓存大小等，主频越高、核 心数越多，CPU的处理能力越强。
CPU的制造工艺和封装技术也在 不断发展，例如从早期的
Socket 7到现在的LGA 1155， 从Intel的Pentium到Core i7等。
存储器
存储器是计算机中用于存储数 据的部件，分为内存储器和外 存储器。
苹果公司的移动操作系统，主 要用于iPhone、iPad等设备。
操作系统的选择与使用
选择
根据使用需求和场景选择合适的操作系统，如个人用户可选择Windows或 macOS，服务器领域则更倾向于Linux。
使用
熟练掌握操作系统的基本操作，如文件管理、进程管理、网络配置等，提高使 用效率。同时，了解操作系统的安全设置和防护措施，保障系统安全。
TCP/IP协议
TCP/IP协议是互联网的基础协议，包括传输控制协 议（TCP）和网际协议（IP）。
常见的计算机网络拓扑结构有星型、总线型、环型和网状型等。
网络协议与拓扑结构
网络协议
网络协议是计算机网络中进行数据交换而建立的 规则、标准或约定的集合，用于规定计算机之间 通信的方式。
OSI模型
OSI模型是开放系统互联参考模型，它将网络通信 过程划分为七个层次，从上到下分别是应用层、 表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层 和物理层。
常见的操作系统
macOS
苹果公司开发的操作系统，主 要用于苹果电脑。
Android
基于Linux的移动操作系统， 主要用于智能手机和平板电脑。
Windows由微软公源自开发的桌面操作系 统，广泛应用于个人和商业领 域。
Linux
开源的操作系统，可定制性强， 广泛应用于服务器、嵌入式系 统等领域。
iOS
CPU的性能指标包括主频、核心 数、缓存大小等，主频越高、核 心数越多，CPU的处理能力越强。
CPU的制造工艺和封装技术也在 不断发展，例如从早期的
Socket 7到现在的LGA 1155， 从Intel的Pentium到Core i7等。
存储器
存储器是计算机中用于存储数 据的部件，分为内存储器和外 存储器。
苹果公司的移动操作系统，主 要用于iPhone、iPad等设备。
操作系统的选择与使用
选择
根据使用需求和场景选择合适的操作系统，如个人用户可选择Windows或 macOS，服务器领域则更倾向于Linux。
使用
熟练掌握操作系统的基本操作，如文件管理、进程管理、网络配置等，提高使 用效率。同时，了解操作系统的安全设置和防护措施，保障系统安全。
TCP/IP协议
TCP/IP协议是互联网的基础协议，包括传输控制协 议（TCP）和网际协议（IP）。
计算机应用基础第1章计算机基础知识
计算机应用基础第1章计算机基础知识计算机应用基础第1章：计算机基础知识本章节主要介绍计算机基础知识，包括计算机的定义、组成部分、发展历程以及计算机的分类等内容。
1、计算机的定义计算机是一种用来处理数据的电子设备，能够接收、存储、处理和输出数据，并按照指令执行操作。
2、计算机的组成部分计算机由输入设备、输出设备、中央处理器（CPU）和存储器组成。
2.1 输入设备输入设备用于将外部数据输入到计算机中，常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等。
2.2 输出设备输出设备用于将计算机处理后的数据输出给用户，常见的输出设备有显示器、打印机、音响等。
2.3 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部分，负责执行计算机的指令和控制计算机的操作。
2.4 存储器存储器用于存储计算机运行时需要的数据和程序。
3、计算机的发展历程计算机起源于20世纪40年代，经历了大型机、小型机、微型机、个人计算机和移动计算机等几个阶段的发展。
3.1 大型机大型机是早期计算机的代表，体积庞大，主要用于科学计算和大规模数据处理。
3.2 小型机小型机相对于大型机来说体积较小，价格也较低，主要用于中小型企业的数据处理。
3.3 微型机微型机是20世纪70年代出现的一种计算机，体积更小、价格更低，直接面向个人使用者，被誉为“个人计算机”的前身。
3.4 个人计算机个人计算机是指能够满足个人使用者需求的计算机，主要用于处理文档、浏览网页等办公和娱乐任务。
3.5 移动计算机移动计算机是指能够随时随地使用的计算机，例如笔记本电脑、平板电脑和智能方式等。
4、计算机的分类根据计算机的用途和处理能力，计算机可以分为超级计算机、大型机、小型机、微型机和嵌入式计算机等。
4.1 超级计算机超级计算机是计算能力极强的计算机，用于高速计算和处理复杂的科学问题和工程问题。
4.2 大型机大型机主要用于大规模的数据处理和运算，通常在大型企业或研究机构中使用。
4.3 小型机小型机适用于中小型企业的数据处理需求，具备一定的计算能力和数据存储能力。
电脑入门——第1章 初识计算机
电脑入门——第1章初识计算机计算机，作为现代科技的重要代表，正在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。
正如我们所知，计算机不仅仅是一台机器，它更是一种能够处理信息和执行任务的工具。
在本章中，我们将初步了解计算机的基本概念、组成部分以及其工作原理。
一、计算机的基本概念计算机是一种能够按照指令执行操作的机器，它具有自动执行能力和存储大量数据的功能。
与人类相比，计算机更加高效、准确并能够在短时间内完成复杂运算。
其核心思想是通过处理数据和信息，以完成特定的任务。
二、计算机的组成部分1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，它负责执行计算机的指令并处理数据。
CPU由运算器和控制器组成，负责执行算术逻辑运算和控制指令的执行流程。
2. 存储器计算机的存储器用于存储数据和指令，可分为主存储器和辅助存储器两种类型。
主存储器用于临时存储数据和指令，而辅助存储器则用于长期存储大量的数据和程序。
3. 输入设备输入设备用于将外部信息和数据输入到计算机中，常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等。
通过输入设备，用户可以控制计算机的操作并向其提供数据。
4. 输出设备输出设备用于将计算机处理后的结果展示给用户，常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。
通过输出设备，用户可以获得计算机处理后的信息和数据。
三、计算机的工作原理计算机的工作原理基于“输入-处理-输出”的基本过程。
当用户通过输入设备输入数据后，计算机会将数据传输到主存储器中，并由CPU 进行处理。
经过一系列算术和逻辑运算后，计算机将处理结果存储在主存储器中，并通过输出设备展示给用户。
计算机的工作原理源于二进制的数据表示和逻辑运算。
计算机使用二进制系统进行数据和程序的存储和处理，通过开关电路的开闭来表示不同的信息状态。
逻辑运算包括与、或、非等操作，通过这些运算可以实现各种复杂的运算和决策。
总结起来，计算机是一种能够高效处理数据的工具，它包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备等组成部分。
计算机文化基础 第1章计算机基础知识 第一节计算机概述
– ② 1978～1982年，Intel公司的8086、80286等型号的16位微处 理器
– ③ 1983～1992年，Intel公司的80386、80486等型号的32位微 处理器
– ④ 1993年以后，Intel公司的80586型号的32位微处理器
（2）网络计算机时代
1.1.1 计算பைடு நூலகம்的发展历程
2．现代计算机发展阶段
第三代（1965~1970） 集成电路计算机
第四代（1971至今） 超大规模集成电路计算机
1.1.1 计算机的发展历程
3．微型计算机与网络计算机发展阶段
（1）微型计算机的发展阶段－根据微处理器的发展来划分
– ① 1971～1977年，Intel公司的Intel4004芯片4位微处理器和 Intel8088芯片8位微处理器
教学目标：了解计算机的发展历程和应用领域，了解计算机 的结构、工作原理、特点和分类，了解计算机的性能指标， 掌握计算机中的数制与信息表示，认识和掌握计算机的硬件 和软件系统，认识计算机的外部设备，掌握计算机外部设备 的连接方法。
第1章 计算机基础知识
1.1 计算机概述 1.2 计算机中的数制与各进制数之间转换 1.3 计算机的组成结构 1.4 计算机系统 1.5 计算机性能指标 1.6 上机实训 1.7 习题
1.1 计算机概述
1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4
计算机的发展历程 计算机的特点 计算机的分类 计算机的应用
1.1.1 计算机的发展历程
1．近代计算机发展阶段 2．现代计算机发展阶段
第一代（1946~1957） 电子管计算机
第二代（1958~1964） 晶体管计算机
1.1.1 计算机的发展历程
– ③ 1983～1992年，Intel公司的80386、80486等型号的32位微 处理器
– ④ 1993年以后，Intel公司的80586型号的32位微处理器
（2）网络计算机时代
1.1.1 计算பைடு நூலகம்的发展历程
2．现代计算机发展阶段
第三代（1965~1970） 集成电路计算机
第四代（1971至今） 超大规模集成电路计算机
1.1.1 计算机的发展历程
3．微型计算机与网络计算机发展阶段
（1）微型计算机的发展阶段－根据微处理器的发展来划分
– ① 1971～1977年，Intel公司的Intel4004芯片4位微处理器和 Intel8088芯片8位微处理器
教学目标：了解计算机的发展历程和应用领域，了解计算机 的结构、工作原理、特点和分类，了解计算机的性能指标， 掌握计算机中的数制与信息表示，认识和掌握计算机的硬件 和软件系统，认识计算机的外部设备，掌握计算机外部设备 的连接方法。
第1章 计算机基础知识
1.1 计算机概述 1.2 计算机中的数制与各进制数之间转换 1.3 计算机的组成结构 1.4 计算机系统 1.5 计算机性能指标 1.6 上机实训 1.7 习题
1.1 计算机概述
1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4
计算机的发展历程 计算机的特点 计算机的分类 计算机的应用
1.1.1 计算机的发展历程
1．近代计算机发展阶段 2．现代计算机发展阶段
第一代（1946~1957） 电子管计算机
第二代（1958~1964） 晶体管计算机
1.1.1 计算机的发展历程
第一章计算机概述
1964年
IBM S/360
这是计算机历史上最成功的机型之一，具有极强的通用性， 因可适用于各个行业的用户而得名。
第一部分 计算机概述 我们现在使用的是第四代电子计算机
第一部分 计算机概述
1970年 1975年4月 1977年4月
第四代计 算机（大规模 和超大规模集 成电路）
1981年8月12日 1983年1月19日
解决各种应用问题的软件
第二部分 计算机系统的组成
硬件系统是指构成计算机系统的物理实体，主要由各种电子部件和机电装置组成。 软件系统是指为计算机运行提供服务的各种计算机程序和全部技术资料。 计算机硬件是构成计算机系统的物质基础，而计算机软件是计算机系统的灵魂，二 者相辅相成，缺一不可。
图1.2 计算机硬件系统的五大组成部分
第二部分 计算机系统的组成
目前所使用的各种型号的计算机均属于冯·诺依曼结构计算机，由控制器、运算器、存储器、 输入设备和输出设备五大部分组成, 如下图。
图1.1 微型计算机硬件与总线的连接关系图
第二部分 计算机系统的组成
控制器是整个计算机的指挥中心 。 运算器是一个“信息加工厂” 。 存储器是计算机中用来存放程序和数据的地方，并按顺序送往内存，如图 1.3所示。
第一部分 计算机概述
1989年4月 1996年 1997年 1998年 1999年 2000年 2001年至今
DELL 80486
采用Intel 80486DX CPU 640KB内存， 20MB硬盘， 1.2M软驱。
基本配置是奔腾或者奔腾MMX 的CPU，32M EDO或者SDRAM内存， 2.1G硬盘 ，14寸 球面显示器为标准配置。
图1.3 存储器系统层次结构
输入设备的主要作用是把程序和数据等信息转换成计算机所能识别的编码。 输出设备的主要作用是把计算机处理的数据、计算结果（或中间过程）等内 部信息按人们要求的形式输出。
第1章计算机基础知识第一讲
1.1 计算机概述
计算机系统
（1）完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成 （2）硬件系统：又称硬件或硬设备，指构成计算机的物理装置。 （3）软件系统：又称软件或软设备，指使计算机硬件系统进行 工作的各种程序、数据和文档资料的集合。 （4）两者关系：相辅相成，缺一不可。 （5） 裸机 缺少软件系统的计算机
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第15页/共76页
天河1号A型
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第16页/共76页
1.1 计算机概述
计算机的特点及主要应用领域
1.计算机的特点
计算机具有存储容量大、处理速度快、工作全自动、计算精度和 可靠性高、逻辑推理和判断能力强等特点。
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第17页/共76页
1.1 计算机概述
2.计算机的主要应用领域
（1）科学计算 （2）数据处理 （3）过程控制 （4）计算机辅助工程 （5）人工智能
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第28页/共76页
1.1 计算机概述
（2）应用软件 为解决用户的具体问题，面向某个领域而设计的软件。如：财
务管理软件、学习软件、游戏软件、Office、WPS等
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第29页/共76页
1.1 计算机概述
计算机工作原理
指令 指示计算机如何工作的命令，是计算机能实现的基本操作， 每一个计算机系统都有它的指令集。指令是由一串二进制代码表示， 通常由操作码和地址码两个部分组成。
7．BIOS
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第39页/共76页
1.2 微型计算机硬件构成
39
第40页/共76页
1.2 微型计算机硬件构成
CPU（Central Processing Unit）即中央处理单元，是微机系统 的核心，也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行， 数学与逻辑的运算，数据的存储与传送，以及对内对外输入与输出的控 制。
第1章 计算机概述
笔记本 电脑
平板 电脑
微机的微型化
微型化之二：嵌入式计算机
嵌入式计算机: 专用计算机，大产品中的一个成分 例：电梯、冰箱、洗衣机中的专用计算机
气囊系统
机器人
汽车
GPS
微型化之三：移动计算机和移动设备
移动设备：小到可以握在手中的计算设备
智能手机 PDA 电子书 iPAD
数码相机
移动计算机：能够从一个地方携带到另一个地方 的个人计算机
计算机的各类应用
教育 教师借助演示软件（如Power Point）上课 远程教学 金融、财政 管理财务、股票 政府 政府网站提供给市民最新信息
医疗保健
医院管理、医疗检查（B超）
拍牙片室 服务器
牙片
LAN
医生
牙片
远程医疗和远程手术
数字 X光照片
网络
数字 X光照片
科学研究
含照相丸的胶囊 拍的照传输 到记录设备
医生把数据从记录 设备传到计算机
手柄中带有一个嵌入பைடு நூலகம்手机 手机拨号下载本地预报
手柄发绿光表示好天，闪红光表示暴风雨即将来临
制造 计算机辅助制造（CAM）是使用计算机帮助制造 过程
使用工业机器人焊接汽车车身
与其他技术的结合
与卫星技术的结合
24个地球同步卫星 和它们的地面站组成
GPS
与传感器技术的结合 驾校考试车 无线传感器网
工业无线传感器网络
物联网
无线射频识别
Internet
使用字处理和电子表格软件
计算机的各类用户
移动用户 记者、 大用户 出版社用“方正出版软件”出版书刊、建筑师、 设计师
企业用户 使用企业内计算机的雇员或顾客，处理企业的各 种业务 超级用户 中央气象局工作人员。 2010年世界上运行速 度最快的, 我国的天河 一号超级计算机。 每秒2570万亿次运算，
第1章计算机基础知识概述
1.1.2 计算机的启动和关闭
• ①单击屏幕左下角的“开始”按钮→“关 闭计算机”，在“关闭计算机”对话框中， 单击“重新启动”按键，即可热启动，如 图所示。
1.1.2 计算机的启动和关闭
1.1.2 计算机的启动和关闭
• ②左手按下键盘上的“Ctrl”和“Alt”键不松 开，右手再按下键盘上的“Del”键，然后同 时放开，这时会弹出“windows任务管理器” 对话框，单击菜单栏中的“关机”→“重 新启动”，即可重新启动计算机。如图所 示。
1.1.3 Windows初步
• 2.快捷菜单 显示与特定对象相关的一列命令的菜单， 即鼠标右击对象时常出现的那个菜单，所 以也叫右键菜单。快捷菜单随对象不同而 不同，要显示快捷菜单，请用鼠标右键单 击某一项目或按下 Shift+F10。图为右击桌 面时出现的快捷菜单。
1.1.3 Windows初步
大学计算机基础
第1章 计算机基础知识概述
第1章 计算机基础知识概述
• • • • • • • • • 1.1 走进计算机世界 1.2 计算机的起源与发展 1.3 微型计算机概述 1.4 计算机系统的组成与工作原理 1.5 计算机的外部设备 1.6 计算机中的数制 1.7 信息在计算机中的表示与编码 1.8 加密技术与网络安全 1.9 计算机文化与道德法规
1.1.3 Windows初步
• 3.图标 • 图标是具有明确指代含义的计算机图形，不同类 型的资源（如文件等）通常具有不同的图标。 • “我的电脑”是用户访问计算机资源的入口。用 户通过该图标可以实现对计算机磁盘、文件夹和 文件的管理，在其中用户可以访问连接到计算机 的磁盘驱动器、照相机、扫描仪和其他硬件以及 有关信息。右击“我的电脑”图标弹出快捷菜单， 其中“属性”选项可以设置整个计算机的硬件。
第1章 计算机基础知识概论
第二代 （1959~1964）
晶体管 几十万~百万（次/秒）
第二代计算机的特点：体积小、能耗低、 稳定性强，应用范围从单纯的科学计算和 军事目的扩展到事务处理、工程设计、数 据处理等方面。
第三代 （1965~1970）
集成电路 百万~几千万（次/秒）
第三代计算机的特点：采用中小规模集成 电路作为基本物理器件。具有体积缩小、 功耗低、可靠性高等特点。
计算尺
（2）1673年德国数学家莱布尼兹发明了乘法计算机 ， 他受中国易经八卦的影响最早提出二进制运算法则。
十进制：0～9 逢十进一 二进制：0、1 逢二进一
莱布尼兹
乘法计算机
（3）1812年英国数学教授巴贝奇设计出一台名为差分机
的机器，并于1822年制成了差分机样机。1834年他构想
出了名为分析机的自动运算机器。
计算机之父——巴贝奇
差分机
分析机
（4）1939年10月，美国理论物理学家阿塔纳索夫 与贝利合作，设计并试制成功一台世界上最早的 电子数字计算机的样机，称为“ABC机”。
这是有史以来第一台用电子管为元件的有再生 记忆功能的数字计算机。
（5）1946年美国宾夕法尼亚大学研制成功人类第一台电子计算机 ENIAC（埃尼阿克）。在宾大莫尔电机学院揭幕典礼上，这个占地面 积达170平方米、重达30吨的庞然大物，为来宾表演了它的“绝 招”——在1秒钟内进行了5000次加法运算，这比当时最快的继电器 计算机的运算速度要快1000多倍。这次完美的亮相，使得来宾们喝彩 不已。
第四代 （1971~90年代） 大规模集成电路 几百万~几亿（次/秒）
通常指含逻辑门数为100门～9999门(或含元件数1000 个～99999个)，在一个芯片上集合有1000个以上电子元 件的集成电路。 第四代计算机的特点：采用大规模集成电路作为基本物理 器件。这一时期的计算机计算速度可达几百万甚至上亿次 每秒。在系统结构方面发展了并行处理技术分布式计算机 系统和计算机网络等；软件方面发展了数据库系统，分布 式操作系统、高效可靠的高级语言以及软件工程标准化等。
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第二代计算机的基本电子元件是晶体管。这个时期的计算机不仅用在军事和尖端技术上， 还广泛应用在工程设计、数据处理、事务管理等方面。
（3）第三代计算机（20世纪60年代中期~70年代初期）
第三代计算机的基本电子元件是中小规模集成电路。
（4）第四代计算机（20世纪70年代初期以来）
第四代计算机的基本电子元件是大规模或超大规模集成电路。
苏州大学
3．小型机（MiniComputer）
小型机是一种供部门使用的计算机。小型机在管理机器和编制程序等 方面都比较简单，这使得其应用范围非常广泛，如工业自动控制、大 型分析仪器、测量仪器、医疗设备中的数据采集、分析计算等领域。 小型机也可以用作大型机和巨型机系统的辅助机，进行企业管理及大 学和研究所的科学计算等。近些年来，小型机逐步被高性能的服务器 取代。 小型机的特点是：规模小、结构简单、设计研制周期短，便于及时采 用先进工艺、生产量大，软硬件成本低、容易操作及维护、高可靠性 、高可用性、高服务性等。 目前生产小型机的企业有IBM、HP、富士通等。
And Computer —埃尼阿克）于1946年诞生。它由美国宾夕法尼亚大
学研制的。
它每秒可进行 5000次运算，使用了18800个电子管，占地170平 方米，重达30吨，用电功率140千瓦小时，价格45万美元。
苏州大学
ENIAC的问世表明了电子数字计算机时代的到来，具有划时代的意义。 1951 年研制成功UNIVAC（UNIVerzal Automatic Computer 通用自动计 算机）-第一款商用计算机
最早的计算尺是英国人奥托 里发明的。 1944年，美国 哈佛大学霍华德.艾肯(Howard Aiken博士在IBM公司的支持下,研制成功了自动程控计 算机，的出现预示着计算机由手工操作向电动控制的转 变。
苏州大学Βιβλιοθήκη 第一台电子数字计算机的诞生
第一台电子数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator
苏州大学
4．个人计算机（Personal Computer）
个人计算机也称个人电脑、PC机或微型计算机，它的出现与发展掀 起了计算机快速普及的浪潮，被称为电子计算机的第二次革命。 个人计算机的特点是：体积小、价格低、可靠性高、操作方便、使用 范围广、软件丰富、性能不断提高、适合办公或家庭使用等。 个人计算机分为台式计算机（Desktop Computer）和便携个人计算 机（Portable computer）。
苏州大学
1．巨型机（Supercomputer）
巨型机也称超级机、超级计算机 巨型机在所有计算机类型中价格最贵，功能最强。它采用大规模并行处理的 体系结构，由数以百计、千计甚至万计的CPU组成，具有极强的计算能力， 算术或逻辑运算速度可以达到每秒数十万亿次以上。 巨型机多用于战略武器（如核武器和反导弹武器）的设计、石油勘探、天气 预报、飞机设计模拟、生物信息处理等领域。 巨型机的研制水平、生产能力及应用程度是衡量一个国家经济实力和科技水 平的重要标志。近些年来，我国自主研制的超级计算机频频出现在全球高性 能计算机TOP500排行榜中。在2010年11月公布的第36届排行榜中，由国防 科技大学研制的“天河一号A”以每秒千万亿次浮点运算摘得头名，并且在接 下来的6个月时间内一直占据头把交椅。在2012年11月公布的第40届排行榜 中，“天河一号A”居第八位
苏州大学
便携个人计算机
体积小、重量轻、便于外出携带，性能也接近台式机，但价格稍高。 便携个人计算机包括笔记本电脑、掌上电脑、平板电脑等。
苏州大学
5．嵌入式计算机
20世纪70~80年代出现了微处理器和个人计算机，这是计算机发展史上最重大的事件 之一。 微处理器是指使用单片大规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的部件。 嵌入式计算机也叫单片计算机，除了把运算器、控制器集成在一起，还把存储器、输 入/输出设备、接口电路等都集成在同一片芯片上。主要由嵌入式微处理器、外围硬件 设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。 嵌入式计算机是内嵌到其他设备中的计算机，与通用计算机在基本原理上没有原则性 区别，主要区别在于系统和功能软件集成在计算机硬件系统中，即系统的应用软件与 硬件一体化，类似于BIOS的工作方式。由于嵌入式计算机软件固化在芯片上，所以它 们的功能和用途一般不再轻易改变。 嵌入式计算机是计算机市场中增长最快的领域，也是种类繁多，形态多种多样的计算 机系统。嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如计算器、多媒体播放器、 手机、电视机顶盒、数字电视、微波炉、数码相机、电梯、空调、汽车、自动售货机 等。这些设备中都包含了嵌入式计算机，只是用户不需要直接与计算机接触，所以它 们的存在大多数人并不知道。
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应用模式的发展
单机方式 多用户分时方式 局域网方式 客户／服务器方式 网络计算方式
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*4．计算机发展新技术
光子计算机 量子计算机 分子计算机 生物计算机
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1.1.2计算机的分类（1）
根据计算机内部逻辑结构不同，可分为16位机、32位机和64位计算 机等。 根据计算机用途的不同，可分为通用计算机和专用计算机。 现在最普遍的分类方法是按照计算机的性能、用途和价格将计算机分 为五类：巨型机、大型机、小型机、个人计算机、嵌入式计算机等。
第1章 计算机概述
苏州大学计算机科学与技术学院
目录 1 2 3
概述 计算机中数的表示 计算机系统概述
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1.1 概述
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1.1.1计算机的产生与发展
从原始的计数工具到计算机
电子计算机开始是作为计算工具研制的。 从最初的计算工具发展到现代计算机经历了数千年。 计数工具从手到石子、贝壳、绳结、木棒 到算盘。
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3．电子计算机的发展
人们按照计算机主机所使用的元器件为计算机划代。一般将计算机的发 展划分为四代。 （1）第一代计算机（20世纪40年代中期~50年代末期）
第一代计算机的基本电子元件是电子管，主要用于军事和科学研究，进行科学计算工作。
（2）第二代计算机（20世纪50年代中、后期~60年代中期）
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2．大型机（Mainframe）
大型机也称大型主机，具有运算速度快、存储容量大、可靠性高、通 信联网功能完善等特点。 大型机通常包含几十个甚至更多个CPU，安装丰富的系统软件和应用 软件。大型机主要用来为大中型企业的数据提供集中的存储、管理和 处理，承担主服务器的功能，在信息系统中起着核心作用，通常也被 称为“企业级”计算机。
（3）第三代计算机（20世纪60年代中期~70年代初期）
第三代计算机的基本电子元件是中小规模集成电路。
（4）第四代计算机（20世纪70年代初期以来）
第四代计算机的基本电子元件是大规模或超大规模集成电路。
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3．小型机（MiniComputer）
小型机是一种供部门使用的计算机。小型机在管理机器和编制程序等 方面都比较简单，这使得其应用范围非常广泛，如工业自动控制、大 型分析仪器、测量仪器、医疗设备中的数据采集、分析计算等领域。 小型机也可以用作大型机和巨型机系统的辅助机，进行企业管理及大 学和研究所的科学计算等。近些年来，小型机逐步被高性能的服务器 取代。 小型机的特点是：规模小、结构简单、设计研制周期短，便于及时采 用先进工艺、生产量大，软硬件成本低、容易操作及维护、高可靠性 、高可用性、高服务性等。 目前生产小型机的企业有IBM、HP、富士通等。
And Computer —埃尼阿克）于1946年诞生。它由美国宾夕法尼亚大
学研制的。
它每秒可进行 5000次运算，使用了18800个电子管，占地170平 方米，重达30吨，用电功率140千瓦小时，价格45万美元。
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ENIAC的问世表明了电子数字计算机时代的到来，具有划时代的意义。 1951 年研制成功UNIVAC（UNIVerzal Automatic Computer 通用自动计 算机）-第一款商用计算机
最早的计算尺是英国人奥托 里发明的。 1944年，美国 哈佛大学霍华德.艾肯(Howard Aiken博士在IBM公司的支持下,研制成功了自动程控计 算机，的出现预示着计算机由手工操作向电动控制的转 变。
苏州大学Βιβλιοθήκη 第一台电子数字计算机的诞生
第一台电子数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator
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4．个人计算机（Personal Computer）
个人计算机也称个人电脑、PC机或微型计算机，它的出现与发展掀 起了计算机快速普及的浪潮，被称为电子计算机的第二次革命。 个人计算机的特点是：体积小、价格低、可靠性高、操作方便、使用 范围广、软件丰富、性能不断提高、适合办公或家庭使用等。 个人计算机分为台式计算机（Desktop Computer）和便携个人计算 机（Portable computer）。
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1．巨型机（Supercomputer）
巨型机也称超级机、超级计算机 巨型机在所有计算机类型中价格最贵，功能最强。它采用大规模并行处理的 体系结构，由数以百计、千计甚至万计的CPU组成，具有极强的计算能力， 算术或逻辑运算速度可以达到每秒数十万亿次以上。 巨型机多用于战略武器（如核武器和反导弹武器）的设计、石油勘探、天气 预报、飞机设计模拟、生物信息处理等领域。 巨型机的研制水平、生产能力及应用程度是衡量一个国家经济实力和科技水 平的重要标志。近些年来，我国自主研制的超级计算机频频出现在全球高性 能计算机TOP500排行榜中。在2010年11月公布的第36届排行榜中，由国防 科技大学研制的“天河一号A”以每秒千万亿次浮点运算摘得头名，并且在接 下来的6个月时间内一直占据头把交椅。在2012年11月公布的第40届排行榜 中，“天河一号A”居第八位
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便携个人计算机
体积小、重量轻、便于外出携带，性能也接近台式机，但价格稍高。 便携个人计算机包括笔记本电脑、掌上电脑、平板电脑等。
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5．嵌入式计算机
20世纪70~80年代出现了微处理器和个人计算机，这是计算机发展史上最重大的事件 之一。 微处理器是指使用单片大规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的部件。 嵌入式计算机也叫单片计算机，除了把运算器、控制器集成在一起，还把存储器、输 入/输出设备、接口电路等都集成在同一片芯片上。主要由嵌入式微处理器、外围硬件 设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。 嵌入式计算机是内嵌到其他设备中的计算机，与通用计算机在基本原理上没有原则性 区别，主要区别在于系统和功能软件集成在计算机硬件系统中，即系统的应用软件与 硬件一体化，类似于BIOS的工作方式。由于嵌入式计算机软件固化在芯片上，所以它 们的功能和用途一般不再轻易改变。 嵌入式计算机是计算机市场中增长最快的领域，也是种类繁多，形态多种多样的计算 机系统。嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如计算器、多媒体播放器、 手机、电视机顶盒、数字电视、微波炉、数码相机、电梯、空调、汽车、自动售货机 等。这些设备中都包含了嵌入式计算机，只是用户不需要直接与计算机接触，所以它 们的存在大多数人并不知道。
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应用模式的发展
单机方式 多用户分时方式 局域网方式 客户／服务器方式 网络计算方式
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*4．计算机发展新技术
光子计算机 量子计算机 分子计算机 生物计算机
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1.1.2计算机的分类（1）
根据计算机内部逻辑结构不同，可分为16位机、32位机和64位计算 机等。 根据计算机用途的不同，可分为通用计算机和专用计算机。 现在最普遍的分类方法是按照计算机的性能、用途和价格将计算机分 为五类：巨型机、大型机、小型机、个人计算机、嵌入式计算机等。
第1章 计算机概述
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目录 1 2 3
概述 计算机中数的表示 计算机系统概述
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1.1 概述
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1.1.1计算机的产生与发展
从原始的计数工具到计算机
电子计算机开始是作为计算工具研制的。 从最初的计算工具发展到现代计算机经历了数千年。 计数工具从手到石子、贝壳、绳结、木棒 到算盘。
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3．电子计算机的发展
人们按照计算机主机所使用的元器件为计算机划代。一般将计算机的发 展划分为四代。 （1）第一代计算机（20世纪40年代中期~50年代末期）
第一代计算机的基本电子元件是电子管，主要用于军事和科学研究，进行科学计算工作。
（2）第二代计算机（20世纪50年代中、后期~60年代中期）
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2．大型机（Mainframe）
大型机也称大型主机，具有运算速度快、存储容量大、可靠性高、通 信联网功能完善等特点。 大型机通常包含几十个甚至更多个CPU，安装丰富的系统软件和应用 软件。大型机主要用来为大中型企业的数据提供集中的存储、管理和 处理，承担主服务器的功能，在信息系统中起着核心作用，通常也被 称为“企业级”计算机。