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2.计算机的分类
小型机:小型机的机器规模小、结构简单、设计试制周期短,便于及时采用 先进工艺技术,软件开发成本低,易于操作维护。它们己广泛应用于工业自 动控制、大型分析仪器、测量设备、企业管理、大学和科研机构等,也可以 作为大型与巨型计算机系统的辅助计算机。近年来,小型机的发展也引人注 目。特别是RISC (Reduced Instruction Set Computer缩减指令系统计算机) 体系结构,顾名思义是指令系统简化、缩小了的计算机,而过去的计算机则 统属于CISC (复杂指令系统计算机)。 RISC的思想是把那些很少使用的复杂指令用子程序来取代,将整个指令系 统限制在数量甚少的基本指令范围内,并且绝大多数指令的执行都只占一个 时钟周期,甚至更少,优化编译器,从而提高机器的整体性能。
ENIAC 耗资 100万美元
PC机 600美元
重量 30吨
10kg
占地 150平方米 0.25平方米
ENIAC
电子 1.9万只电子 器件 管
运算 5000次/秒 速度
100块集成电 路
500万次/秒
1.计算机的发展史
1、第一代计算机(1946~1958) 电子管为基本电子器件;使 用机器语言和汇编语言;主要应用于国防和科学计算;运算速 度每秒几千次至几万次。
2、第二代计算机(1958~1964) 晶体管为主要器件;软件上出 现了操作系统和算法语言;运算速度每秒几万次至几十万次。
3、第三代计算机(1964~1971) 普遍采用集成电路;体积缩小; 运算速度每秒几十万次至几百万次。
4、第四代计算机(1971~ ) 以大规模集成电路为主要器件;运 算速度每秒几百万次至上亿次。
现代计算机体系结构 冯·诺依曼机:“存储程序”的概 念 五十多年来,计算机系统基本结 构没有变。
英国科学家艾兰·图灵
•建立图灵机(Turing machine) 模型,奠定了可计算理论的基础; •提出图灵测试,阐述了机器智能 的概念 。
美籍匈牙利数学家冯·诺依曼
世界上第一台PC
1981年8月12日,IBM 公司推 出世界上第一台个人电脑5150 (第一台PC),这标志着个人 电脑真正走进了人们的工作和 生活之中,也标志着一个新时 代的开始。
当时该电脑,售价2880美元。 第一台 IBMPC 采用 Intel 4.77M 的 8088 芯片,仅 64K 内存;采用低分辨率单色或彩 色显示器;有可选的盒式磁带 驱动器;两个 160KB 单面软盘 驱动器。并配置了微软公司的 MS-DOS 操作系统软件。
第一台PC
现今的主流PC (30年后)
系统软件 语言处理程序:C、Pascal、VB等
软件
实用程序:诊断程序、排错程序等
应用软件
办公软件包、数据库管理系统
4.计算机主要性能指标
计算机功能的强弱或性能的好坏,不是由某项指标决定的,而是 由它的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面的因 素综合决定的。对于大多数普通用户来说,可以从以下几个指标 来大体评价计算机的性能。
微型计算机按用途可分为台式、便携式、手持式等。 主要有5种结构方式: 1. 台式个人微机(卧式、立式) 2. 一体机 3. 准系统机 4. 笔记本电脑 5. 平板电脑(iPad)
冯.诺依曼体系结构
存储器 外存储器


冯.诺依曼思想:
入 设
内存储器
出 设
• 二进制


•程序与数据一样存
放在内存
运算器
第一章 计算机硬件知识
重要性:★★★☆☆ 难易度: ★★☆☆☆ 实用性: ★★★☆☆ 操作性: ★★★★☆
第一章 计算机硬件知识
1. 计算机的发展史 2. 计算机的分类 3. 计算机的组成 4. 计算机主要性能指标 5. 计算机配件简介
1.计算机的发展史
第一台计算机的诞生
第一台计算机(ENIAC)于1946 年2月,在美国诞生。
•五大模块
控制器
数据流
控制流
3.计算机的组成
运算器
CPU
寄存器 控制器
硬件
主机
内存
随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器

输入设备:键盘、鼠标、扫描仪
算 机
外部设备
输出设备:显示器、打印机 外 存:软、硬盘、光盘、闪存

网络设备:网卡、调制解调器等

操作系统:Windows、Unix、Linux
未来新型计算机
光计算机:利用光作为信息的传输媒体 。 生物计算机(仿生学):生物计算机在20世纪80年代中期开
始研制,其最大的特点是采用了生物芯片。 量子计算机:是指利用处于多现实态下的原子进行运算的计算
机,这种多现实态是量子力学的标志。
2.计算机的分类
按照1989年由IEEE科学巨型机委员会提出的运算速度分类法, 可分 为大型通用机、巨型机、小型机、微型机。
大型通用机:这类计算机具有极强的综合处理能力和极大的性能覆 盖面。在一台大型机中可以使用几十台微机或微机芯片,用以完成 特定的操作。可同时支持上万个用户,可支持几十个大型数据库。 主要应用在政府部门、银行、大公司、大企业等。
巨型机:巨型机有极高的速度、极大的容量。用于国防尖端技术、 空间技术、大范围长期性天气预报、石油勘探等方面。目前这类机 器的运算速度可达每秒百亿次。这类计算机在技术上朝两个方向发 展:一是开发高性能器件,特别是缩短时钟周期,提高单机性能。 二是采用多处理器结构,构成超并行计算机,通常由100台以上的处 理器组成超并行巨型计算机系统,它们同时解算一个课题,来达到 高速运算的目的。
微型机:微型机技术在近10年内发展速度迅猛,平均每2~3个月就有新产品 出现,1~2年产品就更新换代一次。平均每18个月芯片的集成度可提高一倍, 性能提高一倍,价格降低一半。(摩尔定律) 目前还有加快的趋势。微型机已经应用于办公自动化、数据库管理、图像识 别、语音识别、专家系统,多媒体技术等领域,并且开始成为城镇家庭的一 种常规电器。
2.计算机的分类-按综合性能指标
巨型机
速度最快、处理能力最强
大型机
按综合 性能指 标分类
小型机机/服务器”的服务器 规模小,结构简单,设计试制周期短,工艺先进、 使用维护简单
小、巧、轻、使用方便、价格便宜
网络计算机 基于Java技术的瘦客户机系统
2.计算机的分类-按用途
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