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第1章计算机系统概述.doc

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第一章 计算机系统概述 计算与计算工具 ⑴布莱斯.帕斯卡 制造机械计算器 ⑵莱布尼兹(数理逻辑创始人)对其进行改进 ⑶查尔斯巴贝奇(现代计算机的创始人)创造出分析机 分析机包括: ①齿轮式的“存储仓库” ②运算室 ③数据的输入、输出部件 ④控制器装置(未给出名称) 计算机发展史 世界上第一台电子管的数字积分计算机:ENIAC(埃尼亚克) 没有真正的存储器,只有20个暂存器,程序是外插型的 Intel公司创始人提出“摩尔定律”:半导体上的晶体管数目每隔18个月翻一倍, 体积缩小50% 计算机发展的五个时代 (1)第一代:真空电子管(逻辑器件)穿孔式卡片机(输入设备)磁鼓/磁带(外存储 器) 机器语言编程 用于科学计算 (2)第二代:晶体管(逻辑器件) 磁芯体(内存储器)变址寄存器 浮点运算器件 I/10 处理机 软件方面配置程序库和批处理管理程序 (3)第三代:(标志:IBM公司推出360系列计算机)集成电路 半导体存储器 微程 序设计技术 操作系统 应用程序 (4)第四代:大规模的集成电路和超大规模的集成电路→微处理器和微型计算机的产 生→进入微电子阶段 (5)第五代:人工智能 发展方向:a.神经网络技术 B.生物技术 计算机的分类: 巨型机 小巨型机 大型机 小型机(PDP-8标志着小型机时代来临) 工作站 微机 计算机历史上重要的人物及贡献 乔治布尔与布尔逻辑 布尔代数----二值代数 只有0和1 与(“∧”) 或(“∨”) 非(“¬”) 与非 或非 与或非 异或(不同时为1,相同时为0) ★C语言中,任何非0值都被解释为真! A B A∧B A∨B A+B ¬A 0 0 0 0 0 1 0 非0 0 1 1 1 非0 0 0 1 1 1 非0 非0 1 1 1 0 布什-----发明微分分析仪 香农(信息论的创始人)与开关逻辑 《继电气与开关电路的符号分析》→开关电路理论的开端 阿兰图灵(计算机科学之父)与图灵机→证明了研究通用数字计算机的可行性 图灵机(思想模型):机器由一个控制器和一个两端无限延长的工作带组成,工作带 被分为大小相等的方格,每个方格可书写一个给定字母表上的符号,控制器可以在 工作带上自由移动,它带有一个读写头,可以读出所访问格子上的符号,也可以 抹 去这一符号,最后得到你期待的结果。 冯诺依曼与冯诺依曼体系结构 冯诺依曼体系结构的特点: A.指令和数据均采用二进制表示,从而简化机器的逻辑线路 B.指令和数据一样存储在主存储器中(存储程序思想标志着字自动运算的实现,标 志着计算机的成熟) C.计算机的五大部件:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 基于冯诺依曼思想的计算机EDVAC与1950年诞生于宾夕法尼亚大学 冯诺依曼型计算机的工作原理:存储程序、程序控制 (三)计算机的应用 1)科学计算 科学研究的方法:科学计算、科学理论、科学实验 2)数据处理 3)自动控制 4)数据管理 5)人工智能(AI) ①机器人(工业机器人+智能机器人) ②专家系统 ③模式识别 ④智能检索:具有一定的推理能力 互联网络 另外还有:计算机辅助制造(CAM)计算机辅助设计(CAD) 计算机辅助教学(CAI)计算机辅助测试(CAT) 办公自动化(OA) 计算机的基本原理和组成 信息处理 计算机的本质:模拟人类处理信息的过程 计算机的本质特征:信息处理 计算机的基本组成 五大部件 运算器 控制器 主存储器 输入设备 输出设备 运算器+控制器=中央处理器(CPU) 运算器+控制器+主存储器=主机 输入设备+输出设备+外存储设备=外部设备 外/辅 存储器采用脱机存储的方式,
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