計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí) -

1.1計(jì)算機(jī)概述1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生1.1.2計(jì)算機(jī)的開展階段1.1.3計(jì)算機(jī)的開展趨勢(shì)1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用1.2.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)1.2.2計(jì)算機(jī)的應(yīng)用類型1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成1.3.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)1.3.2計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的根本工作原理計(jì)算機(jī)的根底知識(shí)1.1

計(jì)算機(jī)概述查爾斯·巴貝奇:CharlesBabbage(1791-1871)英國(guó)劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)教授計(jì)算機(jī)界公認(rèn)的“計(jì)算機(jī)之父〞1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生1.近代計(jì)算機(jī)巴貝奇的主要奉獻(xiàn)包括：處理裝置、控制裝置、存儲(chǔ)裝置、輸入裝置、輸出裝置。巴貝奇在1822年設(shè)計(jì)的差分機(jī)巴貝奇在1834年設(shè)計(jì)的分析機(jī)是現(xiàn)代通用計(jì)算機(jī)的雛形，是現(xiàn)代通用計(jì)算機(jī)的祖先。巴貝奇設(shè)計(jì)分析機(jī)艾蘭·麥迪森·圖靈AlanMathisonTuring(1912－1954)英國(guó)科學(xué)家計(jì)算機(jī)科學(xué)奠基人人工智能之父

圖靈酷愛長(zhǎng)跑，1947年8月25日，泰晤士報(bào)體育新聞報(bào)道他的馬拉松成績(jī)2:46:03二次世界大戰(zhàn)時(shí)，圖靈帶著破譯納粹德國(guó)通訊密碼，為扭轉(zhuǎn)二戰(zhàn)盟軍的大西洋戰(zhàn)場(chǎng)戰(zhàn)局立下汗馬功績(jī)。圖靈是一位罕見的天才數(shù)學(xué)家圖靈的主要奉獻(xiàn)提出圖靈機(jī)模型1936年發(fā)表論文：“論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題中的應(yīng)用〞，奠定了計(jì)算機(jī)的模型與可計(jì)算理論。提出圖靈測(cè)試1950年發(fā)表論文：“計(jì)算機(jī)與智能〞，奠定了人工智能的根底。圖靈獎(jiǎng)—美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)〔ACM〕于1966年設(shè)立圖靈獎(jiǎng)，該獎(jiǎng)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)，相當(dāng)于該領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)。截止至2005年，獲此殊榮的華人僅有一位，他是2000年圖靈獎(jiǎng)得主姚期智。馮·諾依曼〔美籍匈牙利數(shù)學(xué)家〕JohnvonNeuman〔1903-1957〕馮·諾依曼自己認(rèn)為關(guān)于計(jì)算機(jī)的想法主要來自圖靈。至今五十多年來，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根本結(jié)構(gòu)沒有變，都屬于馮·諾依曼計(jì)算機(jī)。馮·諾依曼計(jì)算機(jī)原理：1)計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大局部組成。2)程序和數(shù)據(jù)以同等地位存放在存儲(chǔ)器中,并要按照地址尋訪。3)程序和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制表示。掌握他的精髓奉獻(xiàn)是兩點(diǎn)：二進(jìn)制思想與程序內(nèi)存思想1.1.２計(jì)算機(jī)的開展階段時(shí)代年份器件軟件應(yīng)用一46-58電子管機(jī)器語言匯編語言科學(xué)計(jì)算二58-64晶體管高級(jí)語言數(shù)據(jù)處理工業(yè)控制三64-71中小規(guī)模集成電路操作系統(tǒng)文字處理圖形處理四71年迄今大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域掌握計(jì)算機(jī)的分類超級(jí)計(jì)算機(jī)〔舊稱巨型機(jī)〕：指目前速度最快、處理能力最強(qiáng)的計(jì)算機(jī)。例如：2021年研制成功的“天河一號(hào)〞是我國(guó)首臺(tái)千萬億次超級(jí)計(jì)算機(jī)，全球第一。大型機(jī)：具有較快的處理速度和較強(qiáng)的處理能力，一般用于大公司、科研機(jī)構(gòu)、或高等院校的效勞器或主機(jī)。一般作“客戶機(jī)/效勞器〞的效勞器或作“終端/主機(jī)〞的主機(jī)小型機(jī)：規(guī)模小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)試制周期短，工藝先進(jìn)、使用維護(hù)簡(jiǎn)單比大型機(jī)更具有吸引力，容易推廣和普及。

工作站：介于小型機(jī)和微型機(jī)之間，是專長(zhǎng)處理某類特殊事務(wù)的一種獨(dú)立的計(jì)算機(jī)類型。具有高分辨率、大容量?jī)?nèi)外存、圖形功能較強(qiáng)微型計(jì)算機(jī)：即個(gè)人計(jì)算機(jī)PersonalComputer，簡(jiǎn)稱PC機(jī)，機(jī)型小巧、輕、使用方便、價(jià)格廉價(jià)，已成為計(jì)算機(jī)的主流。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)：與PC相比沒有硬盤、軟驅(qū)、光驅(qū)，它通過網(wǎng)絡(luò)獲取資源，應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)也都存放在效勞器上根據(jù)計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)、運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量等性能指標(biāo)可以將計(jì)算機(jī)分為：TOP500是全世界最權(quán)威的超級(jí)計(jì)算機(jī)排名榜。2021年11月14日，國(guó)際TOP500組織在網(wǎng)站上公布了最新全球超級(jí)計(jì)算機(jī)前500強(qiáng)排行榜，中國(guó)首臺(tái)千萬億次超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)“天河一號(hào)〞雄居第一。我國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)“曙光星云〞位居第三。我國(guó)歷代巨型機(jī)名稱：神威、銀河、曙光、天河“天河一號(hào)〞由103個(gè)機(jī)柜組成、占地面積近千平方米、總重量155噸超級(jí)計(jì)算機(jī)——天河一號(hào)大型機(jī)戴爾效勞器計(jì)算機(jī)的開展趨勢(shì)１.電子計(jì)算機(jī)的開展方向巨型化：指開展高速度、大容量、功能強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)。微型化：指開展體積小、價(jià)格低、可靠性高、使用范圍廣的計(jì)算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)化：將多個(gè)不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)起來，形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。智能化：讓計(jì)算機(jī)能夠模擬人類的智能活動(dòng)。2.未來的新型計(jì)算機(jī)光子計(jì)算機(jī)：利用光作為信息的傳輸媒體。生物計(jì)算機(jī)：生物計(jì)算機(jī)在20世紀(jì)80年代中期開始研制，其最大的特點(diǎn)是采用了生物芯片。量子計(jì)算機(jī)：是指利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，這種多現(xiàn)實(shí)態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用自動(dòng)控制：又稱實(shí)時(shí)控制，指利用計(jì)算機(jī)來采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過分析處理后對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制或調(diào)節(jié)。計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)：CAD〔ComputerAidedDesign〕，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。CAM〔ComputerAidedManufacturing〕，計(jì)算機(jī)輔助制造。CIMS〔ComputerIntegratedManufacturesystem〕，計(jì)算機(jī)集成制造。CAT〔ComputerAidedTest〕，計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試。CAE〔ComputerAidedEngineering〕計(jì)算機(jī)輔助工程。CAI〔ComputerAidedInstruction〕計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)CBE〔ComputerBasedEducation〕計(jì)算機(jī)輔助教育。掌握計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域工商：銀行、電子商務(wù)、制造業(yè)CAD/CAM教育：多媒體教育、遠(yuǎn)程教育醫(yī)藥：CAT、MRI、遠(yuǎn)程醫(yī)療政府：電子政府娛樂：計(jì)算機(jī)游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)、電影特技科研：數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析家庭：家庭信息化

1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成主機(jī)外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分為：硬件+軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成掌握1.3.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)主機(jī)外設(shè)輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備計(jì)算機(jī)硬件包括：主機(jī)和外設(shè)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的五大組成局部：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備1.處理器，也稱CPU，包括運(yùn)算器和控制器處理器控制器運(yùn)算器控制整個(gè)計(jì)算機(jī)所有部件的工作掌握2.

存儲(chǔ)器，分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱內(nèi)存或主存，包括RAM和ROM外存儲(chǔ)器也稱輔助存儲(chǔ)器，包括硬盤、光盤、優(yōu)盤等掌握

隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM

光盤存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器（內(nèi)存）外存儲(chǔ)器(輔助存儲(chǔ)器）磁盤存儲(chǔ)器：硬盤、優(yōu)盤只讀存儲(chǔ)器ROM3.內(nèi)存儲(chǔ)器的作用及特點(diǎn)①內(nèi)存儲(chǔ)器與計(jì)算機(jī)各個(gè)部件打交道，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。②用戶通過輸入設(shè)備〔鍵盤鼠標(biāo)〕輸入的程序和數(shù)據(jù)最初送入內(nèi)存，輸出設(shè)備輸出的信息來自內(nèi)存。③計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)的程序和數(shù)據(jù)均放在RAM中，內(nèi)存中的信息如要長(zhǎng)期保存要送到外存中。因?yàn)閮?nèi)存在斷電后內(nèi)容全部喪失，外存可以長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)。④內(nèi)存儲(chǔ)器是信息交流中心，外存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)大量信息。⑤內(nèi)存儲(chǔ)器以半導(dǎo)體存儲(chǔ)器為主。通常512MB、1GB、2GB。⑥外存儲(chǔ)器又稱為輔助存儲(chǔ)器，通常采用磁性材料。常用的外存儲(chǔ)器是硬盤、光盤、閃存。⑦外存儲(chǔ)器可以永久保存程序和數(shù)據(jù)。通常硬盤40GB，60GB,80GB、500GB等。掌握位(Bit)：存放一位二進(jìn)制數(shù)即0或1。如：10110010字節(jié)(Byte)：8個(gè)二進(jìn)制位為一個(gè)字節(jié)。存儲(chǔ)器的容量通常以KB，MB，GB，TB表示。它們之間的換算關(guān)系為：1B=8Bit，1KB=1024B=210B，1MB=1024KB1TB=1024GB，1PB=1024TB，210=1024那么：1MB=210*210B。例如：256M的內(nèi)存儲(chǔ)器可以存放多少字節(jié)？字節(jié)BYTE76543210位Bit掌握256*210*210B內(nèi)存儲(chǔ)器中的單元〔示意圖〕5.內(nèi)存儲(chǔ)器的地址地址：整個(gè)內(nèi)存被分為假設(shè)干個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容，即8位二進(jìn)制的數(shù)據(jù)。每個(gè)存儲(chǔ)單元有一個(gè)唯一的編號(hào)，稱為地址。

10111011111001001010100100110111

10001001100210036.內(nèi)存儲(chǔ)器的訪問過程111011011100110110001101111011011110100111101101111011011110110111101101111011011110110111101101100011011100110110001101111011010000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111地址0001控制:寫數(shù)據(jù)1000000010000000存儲(chǔ)器的訪問過程：向[0001]單元寫數(shù)據(jù)7.輸入設(shè)備和輸出設(shè)備常用輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀、麥克風(fēng)等。常用輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、音響等。注意：外存存儲(chǔ)器〔硬盤、軟盤、光盤〕既是輸入設(shè)備，也是輸出設(shè)備。掌握軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔計(jì)算機(jī)軟件通?？梢苑譃橄到y(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。1.系統(tǒng)軟件：指管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備、提供用戶與計(jì)算機(jī)之間的界面等功能的軟件。操作系統(tǒng)：最根本、最重要的系統(tǒng)軟件。它負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部軟件資源和硬件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)各局部協(xié)調(diào)工作，為用戶提供操作和編程界面。語言處理程序：將非機(jī)器語言編寫的程序翻譯成機(jī)器能識(shí)別的指令，完成這種翻譯工作的程序稱為語言處理程序。２.應(yīng)用軟件：應(yīng)用軟件是為解決某個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中的具體任務(wù)而