第2章 微型计算机概述_1.ppt

华东师大 通信工程系 马潮 副教授 微机原理及应用 第二章 微型计算机概论 第二章 微型计算机概论 2.1.1 计算机的发展历史 1．第一台电子计算机 1946年2月，美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子数字计算机：“埃尼阿克”（ENIAC，即Electronic Numerical Integrator and Calculator，电子数字积分计算机）。 重量30吨，占地170平方米，每小时耗电150千瓦，价值约40万美元。 采用18000只电子管，70000个电阻，10000支电容，研制时间近三年，运算速度为每秒5000次加减法运算。 ENIAC的不足：运算速度慢、存储容量小、全部指令没有存放在存储器中、机器操作复杂、稳定性差 。 2.1.2 计算机的发展趋势 1．未来计算机的发展趋势 朝着微型计算机和巨型计算机两级方向发展。 当前开发和研究的热点是多媒体计算机。 未来计算机发展的总趋势是智能化计算机。 今后计算机应用的主流是计算机与通信相结合的网络技术。 非冯·诺依曼型体系结构的计算机是提高现代计算机性能的另一个研究焦点。 2．新型计算机 神经网络计算机：建立在人工神经网络研究的基础上，从内部基本结构来模拟人脑的神经系统。用简单的数据处理单元模拟人脑的神经元，并利用神经元节点的分布式存储和相互关联来模拟人脑的活动。 生物计算机：使用由生物工程技术产生的蛋白分子为材料的“生物芯片”，不仅具有巨大的存储能力，而且能以波的形式传播信息。由于它具备生物体的某些机能，所以更易于模拟人脑的机制。 光子计算机：用光子代替电子，用光互连代替导线互连，用光硬件代替电子硬件，用光运算代替电子运算。 3．计算机与信息化 信息化就是全面发展和利用现代信息技术，借以提高人类社会的生产、工作、学习、生活等诸方面的效率和创造能力，使社会的物质财富和精神文明得到最大提高。 信息化特点 信息成为重要的战略资源 信息产业成为最大的产业 信息网络成为社会的基础信息 信息化三大技术支柱 计算机技术 通信技术 网络技术 2.1.3 计算机的特点、分类及应用 1．计算机的特点 运算速度快：PC机每秒种可以处理几百万条指令，巨型机的运算速度可以达到几亿次以上。 计算精度高：普通微型计算机的计算精度已达到32~64位二进制数。 具有“记忆”和逻辑判断功能：“记忆”功能指的是计算机能够存储大量信息，供用户随时检索和查询。逻辑判断功能指的是计算机不仅能够进行算术运算，还能进行逻辑运算和实践推理。记忆功能、算术运算和逻辑运算相结合，使得计算机能够模仿人类的某些智能活动，成为人类脑力延伸的主要工具，所以计算机又称为“电脑”。 能自动运行并且具备人机交互功能：自动运行是把问题编成程序输入计算机中，发出运行指令后，计算机便在该程序控制下依次逐条执行，不再需要人工干预。人机交互则是在人想要干预时，采用人机对话形式，有针对性地解决问题。 2 ．计算机的分类 个人计算机：面向个人或家庭使用的低档微型计算机。 工作站：介于PC机和小型机之间的高档微型机。 小型计算机：结构简单、成本较低、易维护和使用。其规模和设置可以满足一个中小型部门的工作需要。 主机：具有大容量存储器，多种类型的I/O通道，能同时支持批处理和分时处理等多种工作方式。其规模和配置可以满足一个大中型部门的工作需要。 小巨型计算机：也称为桌上型超级计算机。最大的特点是价格便宜，并且具有较好的性能价格比。 巨型计算机：也称为超级计算机。具有极高的性能和极大的规模，价格昂贵，多用于尖端科技领域。 3．计算机的应用 科学计算：也称为数值计算，是指用计算机来解决科学研究和工程技术中所提出的复杂的数学及数值计算问题。 数据处理：数据处理也称为信息处理，是人们利用计算机对所获取的信息进行采集、记录、整理、加工、存储和传输，并进行综合分析等。 过程控制：过程控制是用传感器在现场采集受控对象的数据，通过比较器求出与设定数据的偏差，由计算机按控制模型进行计算，产生相应的控制信号，驱动伺服装置对受控对象进行控制和调整。 计算机辅助系统：是采用计算机进行各种辅助功能的系统。例如，CAD、CAM、CAT、CAE和CAI等。 人工智能：是用计算机执行某些与人的智能活动有关的复杂功能，模拟人类的某些智力活动，如图形和声音的识别，推理和学习的过程。 2.2 计算机的基本结构和工作原理 2.2.1 计算机的基本结构 各部分的主要功能： （1）输入设备：用于输入原始信息和处理信息的程序。如键盘、鼠标器和扫描仪等。 （2）输出设备：用来输出计算机的处理结果及程序清单。如显示器和打印机。 （3）存储器：用来存放程序和数据。在控制器的控制下，可与输入设备、输出设备、运算