不仅能进行数学运算，而且能进行逻辑运算 不仅能进行运算，而且具有信息的获取、存储、传输、展现等功能
（4）计算机与计算机具有互连、互通和互操作的能力
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2.1 计算机的组成与分类
计算机的巨大作用
计算机对社会的进步与发展产生了巨大的作用：
计算机应用于科学研究，大大增强了人类认识自然、开发 自然、改造和利用自然的能力，促进了科学技术的发展。
应用模式：
集中计算模式 分散计算模式 网络计算模式 普适计算模式（？）
问题：60年来没变的是什么？ 基本工作原理
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2.1 计算机的组成与分类
第1台数字电子计算机
1946年ENIAC计算机公布
ENIAC（电子数字积分机与计算机）：
• 研制单位：美国宾夕法尼亚大学 • 用 途： 军事计算 • 运算速度：5000次/秒 • 体积价格：170平方米，30吨，140千瓦，40万美元
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2.1 计算机的组成与分类
计算机是一个复杂系统
计算机硬件是计算 机系统中所有实际 物理装置的总称
计算机硬件
计算机系统
计算机软件
计算机软件是指在计算机中 运行的各种程序及其处理的 数据和相关的文档
运算器
系统软件
应用软件
控制器
操作系统
文字处理
存储器
数据库管理系统
通信
输入设备
程序语言处理系统
···
输出设备
控制器 I/O接口
输出设备
内存储器 控制器
memor y
控制器 外存储器接口
外存储器
与经典计算机结构相比的3个变化：
集中控制→分散控制 存储器→内存储器＋外存储器 通过CPU通信→通过总线进行通信
第二代（约1957-1964） 晶体管计算机
● 速度：几十万次/秒，
● 内存：磁芯，十万字
● 外设：磁盘
● 高级语言编程
电子管
晶体管
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2.1 计算机的组成与分类
计算机的分代(按使用的元器件)
• 第三代（约1965-1973）中小规模集成电路(SSI,MSI)计算机 速度：几十万次～几百万次/秒 内存：半导体存储器 高级语言, OS, DBMS
娱乐
计算机是一个复杂的系统
复杂性：硬件由数以亿计的元器件组成，软件由数以亿计的指令组成 多样性：硬件与光、机、电、声等有关，软件与数学、逻辑···等有关 层次性：分层(hierarchical) 结构
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2.1 计算机的组成与分类
计算机硬件的逻辑结构
经典计算机的逻辑结构（冯.诺依曼计算机）
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2.1 计算机的组成与分类
计算机有什么负面影响？
计算机引发的社会问题和某些潜在的危机：
计算机系统崩溃给社会带来不可预测的严重后果 信息欺骗和计算机犯罪增加 知识产权保护更加困难 个人隐私受到威胁 不良和有害信息肆意传播和泛滥 大量电子垃圾污染环境、破坏生态 长期沉迷于计算机游戏、网络聊天等给青少年生理
计算机的信息处理功能：
信息的收集（信息获取） 信息的储存（信息存储） 信息的加工（信息处理） 信息的传递（通信） 信息的施用（展现与控制）
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2.1 计算机的组成与分类
计算机有哪些特性？
计算机的特性：
（1）速度快 （2）存储容量大 （3）通用性好
不仅能处理数字和文字，而且能对图像、声音等多种形式的信息进 行处理
初期
第4代
20世纪70年代 中期以来
使用的元器件
CPU：电子管 内存：磁鼓
CPU：晶体管 内存：磁芯
CPU：SSI，MSI 内存：SSI，MSI 的半导体存储器
CPU：LSI、 VLSI 内存：LSI、 VLSI的半导体存 储器
使用的软件类型 主要应用领域
使用机器语言和汇 科学和工程计 编语言编写程序 算
存储器
输入设备
运算器和控制器
输出设备
（注：逻辑结构意指概念上（即功能上）的结构）
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2.1 计算机的组成与分类
计算机硬件的逻辑结构 2
现代计算机的逻辑结构
CP
中央处理器
U
(运算器及其控制)
总线(bus)
I/O设备通过I/O接 口与各自的控制器
控制器
连接，然后由控制 器与I/O总线相连
I/O接口
输入设备
• 第四代（1974年起）大规模(LSI)和VLSI计算机 速度：几百万次～亿次/秒 内存：半导体存储器 软件工程，分布式处理等
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2.1 计算机的组成与分类
第1～4代计算机的对比
代别
年代
20世纪40年代 第1代 中期～50年代
末期
20世纪50年代 第2代 中、后期～60
年代中期
20世纪60年代 第3代 中期～70年代
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2.1 计算机的组成与分类
计算机的分代(按使用的元器件)
第一代（约1946-1957）电子管计算机 ● 速度：几十～几万次/秒 ● 内存：磁鼓，千字
● 外设：磁带
第一代电子计算机中使用的磁● 机器语言或汇编语言编程
鼓存储器
美国于20世纪50年代生产的 IBM704型采用电子管的第一代 电子计算机
使用FORTRAN等 高级程序设计语言
开始广泛应用 于数据处理领 域
操作系统、数据库 管理系统等开始使 用
在科学计算、 数据处理、工 业控制等领域 得到广泛应用
软件开发工具和平 台、分布式计算、 网络软件等开始广 泛使用
深入到各行各 业，家庭和个 人开始使用计 算机
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2.1 计算机的组成与分类
2.1.2 计算机的组成
第2章 计算机组成原理
2.1 计算机的组成与分类 2.2 CPU的结构与原理 2.3 PC机的主机 2.4 常用输入设备 2.5 常用输出设备 2.6 外存储器
2.1 计算机的组成与分类
2
2.1 计算机的组成与分类
2.1.1 计算机的发展与作用 （熟悉一下）
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2.1 计算机的组成与分类
计算机是通用的信息处理工具
计算机应用于工农业生产，大大提高了人类物质生产水平 和社会生产率，促进了经济的飞跃发展。
计算机应用于社会服务，大大扩展和改善了服务范围与质 量，提高了工作效率，推动了社会进步。
计算机应用于社会文化，为人类创造文化提供了现代化工 具，改变了人们创造文化和传播文化的方式和方法，扩展 了人类文化活动的领域、丰富了内容、提高了质量。
和心理带来严重危害
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2.1 算机的组成与分类
计算机的发展
1946年研制成功第1台数字电子计算机
60年来发展速度之快大大超出人们的预料：
性能、体积、价格、···
应用领域和装机数量
软件技术和软件产品
使用的元器件
第1代：电子管＋磁鼓 第2代：晶体管＋磁芯 第3代：中、小规模集成电路 第4代：大、超大规模集成电路