按
缺点:功能单一，使用范围窄。
功
如用于数控机床、轧钢控制、银行存款等具
能
体应用的计算机。
划
分
通用计算机
用于解决各类问题而设计的计算机。 功能齐全，适用范围广，但牺牲了效率和经济性。 又可分为巨型机、大/中型机、小型机、微型机
1.1.2 计算机的特点及类型
按性能划分：
System Z
巨型计算机
速度最快、处理能力最强
科学计算： 也称数值计算, 对科学
研究和工程技术中提出 的数学模型进行求解计 算。 数学模型：几十阶微分 方程组、几百个线性联 立方程组、大型矩阵等
1.1.3 计算机应用领域
数据处理： 利用计算机技术解决企业
内部、企业之间的业务管 理与协同问题。 ➢ 企业资源规划ERP、供应 链 管 理 SCM 、 物 流 管 理 Logistics、人力资源管 理HRM、项目管理PM、客 户关系管理CRM... 数据库系统和软件工程是 数据处理的重要基础。
天河2号 超级计算机
天河2号 中国神威“太湖之光” 超级计算机
1.1.1 计算机发展史
电子管
电子管时代：1946-1957
• 磁芯存储、无外存 • 每秒几千次 • 机器语言 or 汇编语
言
• 体积巨大、高耗能
1.1.1 计算机发展史
电子管 晶体管
晶体管时代： 1958--1964
• 内存、外存
• 体积减小、耗 电降低
冯.诺依曼结构特点：
① (程序和数据)使用二进制表示，
电子计算机之父
简化电路
冯.诺依曼
② 存储程序方式
（John von Neumann，1903~1957）
③ 五大功能部件
1.2.1 计算机组成
输入 设备
存储器
输出 设备
CPU (Central Processing
Unit)
运算器
控制器
数据流
控制流
存储内容 存储地址
20H
地址总线
地地 址址
寄译
存码
器器
10110110
数据总线
读写命令 读写控制电路
1.2.1 计算机系统组成：内存储器
每个存储单元由8位二进制位组成。
字节BYTE 76543210
位bit
1KB = 210B = 1024B 1MB = 210KB= 1024KB 1GB = 210MB= 1024MB 1TB = 210GB= 1024GB 思考：8G优盘 7.45G ?
System P
大/中型计算机
稳定、安全
System X
小型计算机
封闭专用(Unix服务器) 开放架构X86服务器
微型计算机

台式机、笔记本电脑、平板电脑
1.1.3 计算机应用领域
科学计算 信息处理 过程控制 计算机辅助系统 人工智能 计算机网络
1.1.3 计算机应用领域
计算机发展史 计算机的特点及类型 计算机应用领域 计算机的发展趋势
1.1.1 计算机发展史
手动式 电子计算机
机械式 机电式
1.1.1 计算机发展史
1946.2 ENIAC： 170m2 30吨 150KW 18000个 5000次 $480,000
1.1.1 现代计算机
银河-1 向量机
天河1号 超级计算机
1.3 计算机相关新技术 1.4 计算思维
定义、本质、性质、应用
1.2 计算机组成、实现及工作过程
1.2.1 计算机组成 1.2.2 计算机系统 1.2.3 微机工作过程
1.2.1 计算机系统组成
主要贡献： • 设计第二台计算机EDVAC • 提出“存储程序”概念，奠定了 现代计算机体系结构和工作原理
大规模集成电路： 1971-~
• 体积桌面化、掌 上化、微型化
• 半导体存储器
• 千万亿次
• 应用普及化
• 网络化、多媒体 化
1.1.2 计算机的特点及类型
运算速度快 计算精度高 具有超强的记忆能力 具有逻辑判断功能
1.1.2 计算机的类型
为某种特定目的而设计的计算机。 专用计算机
优点:针对性强、效率高、经济等
1.1.4 计算机的发展趋势
巨型化：可进行大规模、复杂计算 微型化：可嵌入、可携带 智能化：理解自然语言，自主完成复杂
功能 网络化：机-机、物-物、物-人、人-人
本章内容
1.1 计算机基础 发展史、特点及类型、应用领域、发展趋势
1.2 计算机组成、实现及工作过程[本章重点] 计算机组成、硬件系统、软件系统、工作过程
以存储器为中心的计算机组成结构
1.2.1 计算机组成
运算器：进行算术运算和逻辑运算的部件
Arithmetic and Logic Unit
ALU 寄存器 寄存器
算术运算： + - ×÷
逻辑运算： AND，OR，NOT
1.2.1 计算机组成
存储器：存储程序和数据 内 存：存储正在运行的程序和数据以及中间结果、最终结果
1.1.3 计算机应用领域
过程控制：
利用计算机进 行生产过程中 的自动控制或 实时控制。
水泥熟料烧成窑头车间
1.1.3 计算机应用领域
计算机辅助系统：
以计算机为工具，通过 配备专用软件辅助人们 完成特定的工作，以提 高工作质量和工作效率
CAD 、 CAM 、 CIMS 、 CAI...
1.1.3 计算机应用领域
人工智能：使计算机具有类似人的智能
➢ 信息检索
➢ 机器学习
➢ 数据挖掘与知识发现
➢ 自然语言理解和语音识别
➢ 定理机器证明
➢ 计算机视觉
➢ 遗传算法及演化计算
➢ 机器人 ➢ ......
1997.5卡斯帕罗夫与“深蓝”对弈
1.1.3 计算机应用领域
网络通信： 集文本、数据、声音、
视频与图像等多媒体信 息于一体的全球性的信 息资源系统，可在全世 界范围内提供信息、软 硬件资源的共享。 基于Internet的电子商 务、电子政务、网络电 话、微博微信等...
• 速度提高
• 开始发展计算 机语言(Fortran, Cobol,
Algol…)
1.1.1 计算机发展史
电子管 晶体管
集成电路
标准集成电路时代： 1965--1970
• 体积更小 • 速度更高 • 计算机语言标准
化，OS
• 开始商业产品
1.1.1 计算机发展史
电子管
晶体管
集成电路 大规模 集成电路
第1章 计算机概述
本章内容
1.1 计算机基础 发展史、特点及类型、应用领域、发展趋势
1.2 计算机组成、实现及工作过程[本章重点] 计算机组成、硬件系统、软件系统、工作过程
1.3 计算机相关新技术 1.4 计算思维
定义、本质、性质、应用
1.1 计算机基础
1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4