計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和安全規(guī)范

1、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和安全規(guī)范 1.1 走進(jìn)計(jì)算機(jī)世界計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.2 計(jì)算機(jī)是如何工作的計(jì)算機(jī)的硬件組成計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)1.3 計(jì)算機(jī)外部設(shè)備計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備輸入輸出設(shè)備1.4 計(jì)算機(jī)安全規(guī)范1.1 走進(jìn)計(jì)算機(jī)世界 計(jì)算機(jī)的發(fā)展與電子技術(shù)的發(fā)展密不可分，依據(jù)電子器件的發(fā)展歷程，人們將計(jì)算機(jī)的發(fā)展劃分為4個(gè)年代。了解4個(gè)年代的劃分，知道計(jì)算機(jī)發(fā)展進(jìn)程中的重大事件，對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況和趨勢(shì)有一個(gè)粗略的了解。 計(jì)算機(jī)發(fā)展4個(gè)年代的劃分揭示了計(jì)算機(jī)發(fā)展的歷史與未來(lái)，本節(jié)的知識(shí)點(diǎn)可以分解成下面幾個(gè)要點(diǎn)。計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史微機(jī)的特點(diǎn)與發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)一、計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史 1.1

2、走進(jìn)計(jì)算機(jī)世界 1計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程 （1）早期的計(jì)算機(jī) 公元前5世紀(jì)，中國(guó)人發(fā)明了算盤，它被認(rèn)為是最早的計(jì)算機(jī)，并被廣泛應(yīng)用于商業(yè)貿(mào)易中，一直使用至今。直到17世紀(jì)，計(jì)算設(shè)備才有了第二次重要的進(jìn)步。 中國(guó)的計(jì)算設(shè)備 大約在新石器時(shí)代早期，先民使用的“計(jì)算機(jī)”是結(jié)繩，即用繩子打結(jié)的多少來(lái)表示數(shù)的概念。中國(guó)的計(jì)算設(shè)備算籌。它最早出現(xiàn)在何時(shí)，已經(jīng)不可查考了，但至遲到春秋戰(zhàn)國(guó)；算籌的使用已經(jīng)非常普遍了。算籌算籌在中國(guó)的起源很早，中國(guó)著名科學(xué)家祖沖之（429500）借助算籌為計(jì)算工具，計(jì)算出圓周率在和之間，成為了世界上最早把圓周率數(shù)值推算到七位數(shù)字以上的科學(xué)家。中國(guó)的計(jì)算設(shè)備算盤。珠算盤是我們祖先創(chuàng)造發(fā)

3、明的一種簡(jiǎn)便的計(jì)算工具，珠算盤起源于北宋時(shí)代。 機(jī)械計(jì)算機(jī)發(fā)展史1623年：德國(guó)科學(xué)家契克卡德（W.Schickard）制造了人類有史以來(lái)第一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)，這臺(tái)機(jī)器能夠進(jìn)行六位數(shù)的加減乘除運(yùn)算。機(jī)械計(jì)算機(jī)發(fā)展史1642年：法國(guó)科學(xué)家帕斯卡（）發(fā)明了著名的帕斯卡機(jī)械計(jì)算機(jī)，首次確立了計(jì)算機(jī)器的概念。 機(jī)械計(jì)算機(jī)發(fā)展史1674年：萊布尼茨改進(jìn)了帕斯卡的計(jì)算機(jī)，使之成為一種能夠進(jìn)行連續(xù)運(yùn)算的機(jī)器，并且提出了“二進(jìn)制”數(shù)的概念。（據(jù)說(shuō)這個(gè)概念來(lái)源于中國(guó)的八卦） 機(jī)械計(jì)算機(jī)發(fā)展史第一臺(tái)商用計(jì)數(shù)機(jī)是由法國(guó)阿爾薩斯地區(qū)的托瑪斯杜寇莫( Thomas de Colmar) 在1820 年初研發(fā)的四則運(yùn)算機(jī)。下

4、面是與帕斯卡計(jì)算器的比較 機(jī)械計(jì)算機(jī)發(fā)展史1822年：英國(guó)科學(xué)家巴貝奇（C.Babbage）制造出了第一臺(tái)差分機(jī)，它可以處理3個(gè)不同的5位數(shù)，計(jì)算精度達(dá)到6位小數(shù)。機(jī)械計(jì)算機(jī)發(fā)展史手搖計(jì)算機(jī)是1878年由一位在俄國(guó)工作的瑞典發(fā)明家?jiàn)W涅爾制造的。臺(tái)式電腦第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC對(duì)比（2）現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程 第1代電子管計(jì)算機(jī)（19461957） 第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)取名為ENIAC，1946年2月15日在美國(guó)宣告誕生。由美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)摩爾學(xué)院教授莫奇利和?？颂毓餐兄?。， 運(yùn)算速度達(dá)到每秒鐘5000次加法，一條炮彈的軌跡，20秒鐘就能被它算完。第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）5000次加法/秒

5、體重28噸占地170m218800只電子管1500個(gè)繼電器功率150KW電子管埃尼阿克，總共安裝了17468只電子管。它的耗電量超過(guò)174千瓦；電子管平均每隔7分鐘就 要被燒壞一只。佛萊明1904年發(fā)明電子管晶體管與電子管1947年美國(guó)科學(xué)家發(fā)明了晶體管。晶體管與電子管的比較： 體積比電子管小很多 耗電大大降低 穩(wěn)定性有很大提高第2代晶體管計(jì)算機(jī)（19581964）1956年，晶體管在計(jì)算機(jī)中使用，晶體管和磁芯存儲(chǔ)器的使用促使了第2代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生。第2代計(jì)算機(jī)體積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。晶體管計(jì)算機(jī)美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室于1954年研制成功第一臺(tái)使用晶體管的第二代計(jì)算機(jī)TRADIC。裝有800

6、只晶體管，僅100瓦功率，占地也只有3立方英尺。相比采用定點(diǎn)運(yùn)算的第一代計(jì)算機(jī)，第二代計(jì)算機(jī)普遍增加了浮點(diǎn)運(yùn)算，計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)了一次飛躍。我國(guó)的晶體管計(jì)算機(jī)1958年啟動(dòng)，1965年研制成功的我國(guó)第一臺(tái)大型晶體管計(jì)算機(jī)（109乙機(jī)）。對(duì)109乙機(jī)加以改進(jìn)，兩年后又推出109丙機(jī)，為用戶運(yùn)行了15年，有效算題時(shí)間10萬(wàn)小時(shí)以上，在我國(guó)兩彈試驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用，被用戶譽(yù)為“功勛機(jī)”。 109機(jī) 集成電路1959年美國(guó)人基爾比向發(fā)明了集成電路。在不超過(guò)4平方毫米的面積上，大約集成了20余個(gè)元件。第3代集成電路計(jì)算機(jī)（19651970） 人們將集成電路分為中、小規(guī)模，大規(guī)模和超大型規(guī)模。第3代計(jì)算機(jī)的芯

7、片屬于中、小規(guī)模集成電路。第3代集成電路計(jì)算機(jī) IBM于1964年研制出計(jì)算機(jī)歷史上最成功的機(jī)型之一IBM S/360。IBM由于S/360的成功，進(jìn)一步鞏固了自己在業(yè)界的地位，“藍(lán)色巨人”IBM幾乎成為計(jì)算機(jī)的代名詞。 第4代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1971至今） 第四代計(jì)算機(jī)最顯著特點(diǎn)是大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的運(yùn)用。大規(guī)模集成電路的采用，使得計(jì)算機(jī)向微型化發(fā)展，計(jì)算機(jī)不但可以放在辦公桌上，而且可以放在手提包里，甚至衣服的口袋里，而其功能卻大大增強(qiáng)，可靠性大大提高，而價(jià)格卻大大下降，一般家庭就可以買得起。 計(jì)算機(jī)主要電子器件： 第一代：真空電子管 第二代：晶體管 第三代：中、小規(guī)模集

8、成電路 第四代：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路。 階段年份元件語(yǔ)言應(yīng)用范圍第一代46-57電子管機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言科學(xué)計(jì)算第二代58-64晶體管高級(jí)語(yǔ)言科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制第三代65-70中小規(guī)模集成電路高級(jí)語(yǔ)言各個(gè)領(lǐng)域第四代70至今大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路面向?qū)ο蟾呒?jí)語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)時(shí)代第五代未來(lái)計(jì)算機(jī)光子 量子 DNA等計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展是一種必然趨勢(shì)。 大家知道是什么因素推動(dòng)我們的計(jì)算機(jī)不斷的更新?lián)Q代的呢？每一代的發(fā)展變化：1 體積和耗電量大大減小2 功能大大增強(qiáng)3 應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。 特別是體積小、價(jià)格低、功能強(qiáng)的微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使得計(jì)算機(jī)迅速普及，進(jìn)入了辦公室和家庭，在辦公室自動(dòng)化和多媒體

9、應(yīng)用等領(lǐng)域發(fā)揮了很大的作用。高考真題第一代電子計(jì)算機(jī)所采用的電子元件是_.（）A.繼電器 B. 晶體管 C.電子管 D.集成電路第二代電子計(jì)算機(jī)所采用的電子元件是_.（，）A.繼電器 B. 晶體管 C.電子管 D.集成電路14.2 1946年誕生的世界上公認(rèn)的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是_.16.1 計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式是_.A.八進(jìn)制 B.十進(jìn)制 C.二進(jìn)制 D.十六進(jìn)制計(jì)算機(jī)發(fā)展史上重要人物圖靈-計(jì)算機(jī)科學(xué)之父：1936年阿蘭圖靈，在他的一篇具有劃時(shí)代的論文里論述了一種假想的通用計(jì)算機(jī)，也就是理想計(jì)算機(jī)，被后人稱為“圖靈機(jī)”。1950年10月， 圖林的另一篇論文機(jī)器能思考嗎發(fā)表，首次提出檢驗(yàn)機(jī)器智

10、能的“圖林試驗(yàn)” ，從而奠定了人工智能的基礎(chǔ)，使他再次榮膺“人工智能之父”稱號(hào)。 1954年， 42歲的阿蘭圖林英年早逝。為了紀(jì)念他在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域奠基性的貢獻(xiàn)，美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)決定設(shè)立“圖林獎(jiǎng)”，從1956年開(kāi)始頒發(fā)給最優(yōu)秀的電腦科學(xué)家，它就像科學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng)那樣，是電腦領(lǐng)域的最高榮譽(yù)。圖靈機(jī)圖靈機(jī)是一種思想模型，由三部分組成，：一個(gè)控制器，一條兩端可無(wú)限延長(zhǎng)的帶子和一個(gè)在帶子上左右移動(dòng)可以讀寫(xiě)0，1的讀寫(xiě)頭。圖靈機(jī)能夠識(shí)別運(yùn)算過(guò)程中的每一步，并運(yùn)算獲得答案，使計(jì)算機(jī)通過(guò)執(zhí)行程序來(lái)完成任何設(shè)定好的任務(wù)。圖靈機(jī)最早人們將機(jī)器的工作主要放到數(shù)學(xué)計(jì)算上，因而數(shù)學(xué)計(jì)算是焦點(diǎn)。圖靈機(jī)就是一個(gè)邏輯的機(jī)器，解決

11、的是“可計(jì)算性”的問(wèn)題。圖靈機(jī)的基本思想就是用機(jī)器來(lái)模擬人們用紙和筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的過(guò)程,圖靈把這樣的過(guò)程看作是兩種簡(jiǎn)單的動(dòng)作,即在紙上寫(xiě)上或擦除某個(gè)符號(hào);把注意力從紙的一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。2014年根據(jù)圖靈生平改編電影模仿游戲劇照計(jì)算機(jī)發(fā)展史上重要人物1938年，美國(guó)數(shù)學(xué)家香農(nóng)，首次用布爾代數(shù)進(jìn)行開(kāi)關(guān)電路分析，并證明布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算可以通過(guò)繼電器電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)代信息論創(chuàng)始人香農(nóng)布爾代數(shù)繼電器開(kāi)關(guān)電路香農(nóng)第一次在布爾代數(shù)和繼電器開(kāi)關(guān)電路之間架起了橋梁。約翰.阿塔納索夫1939年，阿塔納索夫提出計(jì)算機(jī)三原則約翰.阿塔納索夫的計(jì)算機(jī)的三條原則（1）以二進(jìn)制的邏輯基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算，以保證精度；（2）利用電子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算，以保證計(jì)算速度；（3）采用把計(jì)算功能和二進(jìn)制數(shù)更新存貯的功能相分離的結(jié)構(gòu)。 馮諾依曼 在ENIAC的研制過(guò)程中，美籍?dāng)?shù)學(xué)家馮諾依曼針對(duì)它存在的問(wèn)題，提出了一個(gè)全新的通用計(jì)算機(jī)方案，這就是EDVAC方案。并提出了計(jì)算機(jī)的三大設(shè)計(jì)思想。 在這個(gè)方案中，馮諾依曼提出程序存儲(chǔ)和程序控制理論。他認(rèn)為計(jì)算機(jī)具有兩個(gè)基本能力： 1：能夠存儲(chǔ)程序。 2：能夠自動(dòng)執(zhí)行程序。高考真題美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮諾依曼提出了計(jì)算機(jī)的哪三大設(shè)計(jì)思想？（3分）答：采用