第一章 计算机系统概论
1.2
1.2.1
计算机的分类及应用
计算机的分类
1. 按信息的表示形式和处理方式分类 数字计算机： 处理离散的、数字化的信息 模拟计算机： 处理连续变化的模拟量信息 数字模拟混合计算机： 处理的信息既有数字量 又有模拟量 通常所说的计算机都指的是数字计算机 。
第一章 计算机系统概论
1946年由美国宾夕法尼 亚大学研制的ENIAC 重达30吨 占地170m2 18000个电子管 1500个继电器 耗电150kW
第一台电子数字积分计算机 Electronic Numerical Integrator And Calculator
第一章 计算机系统概论
ENIAC与现代微型机的比较：
第一章 计算机系统概论
注： （1）存储器有很多存储单元，每个存储单元存放 一个数据。为区分不同的存储单元，为每个存储单 元进行编号，这个编号就称为存储单元的地址。 （2）输入设备和输出设备常合称为输入/输出设 备，简称I/O（Input/Output）设备。 （3）运算器和控制器合在一起称为中央处理单 元——CPU(Central Processing Unit)。
解释方式 将用户编写的源程序的一条语句翻译成机器
语言后，立即执行它，且不保留机器语言， 然后，再翻译下一条语句，如此重复，直到 程序结束。它的特点是翻译一次只能执行一 次，当第二次重复执行时，又要重新翻译， 因而效率较低。
第一章 计算机系统概论
2．计算机系统的层次结构
计算机系统的多级层次结构如下图所示：
（3）采用二进制码表示数据和指令。 （4）指令由操作码和地址码组成。
（5）以运算器为中心，输入输出设备与存储 器间的数据传送都通过运算器。
第一章 计算机系统概论
2. 电子数字计算机的发展的四个阶段
第一代（1946-1958）电子管计算机
电子管 第二代（1959-1964）晶体管计算机
晶体管 第三代（1965-1971）集成电路计算机
微型计算机原理
王立萍
第1讲章 计算机系统概述
课
程
简
介
1、课程说明：本课程是计算机专业的基础，是计算机硬件系 列课程的基础，详细介绍微型计算机的组成、工作原理、工作 过程及应用技术。 2、课程任务：学完本课程后，具有阅读各类微机硬件技术资 料的自学能力，进行微机应用系统初步设计的能力，并为其它 后续课程奠定微机硬件基础。 3、学习方法：听讲、理解、阅读、联想、比对、记忆、实践
第四代 (1971年至今) 大规模集成电路计算机
第一章 计算机系统概论
电子数字计算机发展的特点：
时间
46－58
器件
电子管
图片
软件
存储信息
应用
科学计算 数据处理、 工业控制 文字、图形 处理 社会的各个 领域
机器、汇 磁鼓、延时 编语言 线 高级语言 磁芯
58－64
晶体管
64－71 集成电路 大规模集 成电路
缺点：存储容量小（20个字长 为10位的十进制数）；用线路 连接的方法来编排程序。 ENIAC
PC机
笔记本电脑
掌上电脑
第一章 计算机系统概论
1. 冯· 诺依曼计算机结构 （1）计算机由运算器、控制器、存储器、输入 设备、输出设备五大部件构成。 （2）采用存储程序的方式，将程序和数据放 在同一存储器中，参加运算。
芯片上形成的计算机。
单板机 将微处理器、存储器、输入输出接口、简单外设
等部件安装在一块印刷电路板上构成的计算机。 个人计算机 将一块主机板和若干接口卡、外部存储器、 （PC机） 电源等部件组装在一个机箱内，并配置显 示器、键盘等外部设备和系统软件构成的 计算机系统。
第一章 计算机系统概论
单片机
第一章 计算机系统概论
2．应用软件 应用软件是为解决一些具体问题而编制的程序。一类是 由软件公司和计算机公司开发的通用软件、实用软件。另 一类是用户为解决各种实际问题而开发的用户程序。
第一章 计算机系统概论
1.3.3
计算机系统的层次结构
1．计算机语言
机器语言: 计算机能识别并直接执行的是一系列由二 进制代码编写的指令。
汇编语言: 用助记符表示机器指令，来编写程序。
★ 汇编语言程序转换成机器语言程序的过程 ： 汇编语言程序 源程序 汇编程序
转换
机器语言程序 目标程序
运行程序
第一章 计算机系统概论
高级语言： 是一种面向问题的语言，与自然语言相近， 与计算机的种类无关。 高级语言程序（源程序）同样必须转换为机器语言 程序（目标程序）才能执行。 高级语言程序的转换过程：
结 晶
微型机的发展是以微处理器的发展为表征的， 以微处理器为中心的微型机是电子计算机的第四代 产品。微处理器自1971年诞生以来，发展迅猛，每 2～3年就更换一代。
第一章 计算机系统概论
微型计算机的发展
年代 1971~1972 1973~1977 1978~1984 1985~至今 CPU(中央处理器) Intel 4004 / 8008 Intel 8080 Intel 8086 / 8088 / 80286 Intel 80386 / 80486 Pentium 586
第一章 计算机系统概论 1．系统软件
系统软件的作用是管理、调度、监控、维护计算机。
操作系统是系统软件的核心，是计算机必须配置的软件。 程序设计语言处理程序功能是将用各种高级语言编写的程序 翻译成机器能识别的二进制代码，这样计算机才能执行。
监控、调试、诊断程序是计算机的支持软件，用于维护计 算机系统。
1．控制器 2．运算器 3．存储器
存储器用来存储程序和数据，是计算机各种信 息的存储和交流的中心。
输入设备用于输入原始数据和程序等信息。
4．输入设备 常用的输入设备有键盘、鼠标等。
输出设备用于输出计算结果和有用信息。常 5．输出设备 用输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。 磁盘既是输入设备也是输出设备。
4、参考资料：
戴梅萼、史嘉权编著，《微型计算机技术及应用》，清华大学出版社 周明德主编，《微型计算机系统原理及应用》，清华大学出版社
温冬禅主编，《汇编语言程序设计》，清华大学出版社
第1讲章 计算机系统概述
1.1
1.2 1.3 1.4 1.5
计算机的发展
计算机的分类及应用 计算机的基本构成 微型计算机的基本构成 微型计算机的工作过程
第一章 计算机系统概论
1982年采用大、中规模集成电路研制成16位的 DJS-150机。 1983年国防科技大学推出向量运算速度达一亿次 的银河I巨型计算机。1992年向量运算速度达10亿次 的银河Ⅱ投入运行。1997年银河Ⅲ投入运行，速度 为130亿次每秒，内存容量为9.15GB。
1999年具有世界水平的大规模并行计算机系统神 威I号研制成功，其最高运算速度达每秒3840亿次浮 点运算。 2002年，国内第一台万亿次超级计算机——联 想深腾诞生。
1.6
计算机的性能指标
第1讲章 计算机系统概述
本讲要求
1、了解计算机的发展、分类方法及应用领域 。 2、掌握微型计算机的基本构成。 3、能判别计算机硬件系统各部件的外形及功能。
4、能根据计算机硬件性能指标配置计算机系统 。
5、熟练掌握微型计算机的工作过程和性能指标。
第一章 计算机系统概论
1.1
计算机的发展
转换
高级语言程序 源程序
机器语言程序 目标程序
运行程序Βιβλιοθήκη 编译程序 或解释程序第一章 计算机系统概论
上述转换过程分两种方式： 编译方式 将用户编写的源程序中全部语句转化（翻译）
成机器语言程序后，再执行机器语言程序。 只要源程序不变，每次运行不需再翻译，可 直接运行，但源程序若有任何修改，都要重 新经过编译。
操作系统 数据库、 网络等
磁芯
71－今
半导体
第一章 计算机系统概论
第五代计算机设想： 1981年日本提出实现智能计算机，但没有取得 预期的结果。美国也有多家公司推出智能计算机。 一般要求智能计算机具有下列功能：
（1）智能接口功能。能自动识别自然语言、图形、 图象。即有语音识别、视觉、感知、理解功能。
单板机
第一章 计算机系统概论
IBM/PC XT
个人计算机
一体机
PC服务器
第一章 计算机系统概论
1.2.3
计算机的应用
1）科学计算：计算机应用最早也是最成熟的领域 2）数据处理：最广泛的应用 3）过程控制：生产过程自动控制 4）计算机辅助系统：CAD：计算机辅助设计 CAM：计算机辅助制造 CAI： 计算机辅助教学 5）人工智能：机器人、医疗诊断专家系统 6）信息通信：计算机网络，资源共享和数据传输
1971年 第1台微型计算机诞生
老式电脑 IBM-PC
Pentium Ⅱ
Intel公司 推出32位 微处理器芯片 Pentium Ⅲ Pentium Ⅳ
586电脑
Pentium多媒体电脑
2004年，AMD推出了64位机 2005年，Intel推出双核处理器。
掌上电脑 笔记本电脑
第一章 计算机系统概论
Intel CPU的发展：
Intel 80286(16bit) Intel 4004 Intel 8086
Intel 80386(32bit)
Intel 80486
第一章 计算机系统概论
Pentium
Pentium II
Pentium III
Pentium 4
第一章 计算机系统概论
1.1.3
我国计算机的发展概况
高级语言虚拟机M4
高级语言程序经编译形成 汇编语言或中间语言程序，而 后在M3上运行。 汇编语言程序先翻译成机 器语言或操作系统语言，而后 在M2上运行。 一般用机器语言解释操作 系统语言。 直接由硬件执行