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计算机的发展史论文
计算机原理-计算机的发展简史
1943——1946年美国宾夕法尼亚大学研制的电子数字积分器和计算机ENIAC(ElectronicNumericalAndComputer)是世界上第一台电子计算机。
一般认为它是现代计算机的始祖。
冯•诺依曼
与ENIAC计算机研制的同时,冯•诺依曼(VonNeumann)与莫尔小组合作研制EDVAC计算
•机,采用了存储程序方案,其后开发的计算机都采用这种方式,称为冯•诺依曼计算机。
冯诺依曼机具有一下特点:
(1)计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。
(2)采用存储程序的方式,程序和数据放在同一个存储器中,指令和数据一样可以送到运算器运算,即由指令组成的程序是可以修改的。
(3)数据以二进制代码表示。
)指令由操作码和地址码组成。
(4
(5)指令在存储器中按执行顺序存放,由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址,一般按顺序递增,但可按运算结果或外界条件而改变。
(6)机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。
现代计算机系统结构有了很大新发展,但原则上变化不大,习惯上仍称之为冯•诺依曼机。
根据计算机所采用的物理器件的发展,一般把电子计算机的发展分成四个阶段,习惯上称为四代。
早期计算机
第一代:
电子管计算机时代(从1946年到50年代后期),其主要特点是采用电子管作为基础器件。
代表机型IBM公司的IBM650。
第二代:
晶体管计算机时代(从50年代中期到60年代后期),采用的主要器件逐步由电子管改为晶体管,缩小了体积,降低了功耗,提高了速度和可靠性,降低了价格。
代表机型控制数据公司(CDC)的大型计算机系统CDC6600.
第三代:
集成电路计算机时代(从60年代中期到70年代前期),计算机采用集成电路作为基本器件,功耗、体积、价格进一步下降,速度和可靠性相应的提高。
代表机型IBM公司的IBM360.
第四代:
大规模集成电路计算机时代(从70年代初至今),70年代初,半导体存储器问世,迅速取代了磁芯存储器,并不断向大容量、高速度发展。
1984年内涵2300个晶体管的Intel4004芯片问世,开启了现代计算机的篇章。
计算机原理-计算机的分类
1.大型机
大型机是反映各个时期先进计算技术的大型通用计算机,其中以IBM公司的大型机系列影响最大。
60年代的IBM360系统,70年代和80年代的IBM370系统曾占领大型机的主要市场。
90年代IBM推出的大型机系列为IBMS/390系列,都是大型机的代表之作。
2.巨型机
现代科学技术,尤其是国防技术的发展,需要有很高运算速度、很大存储容量的计算机,一般大型通用计算机不能满足要求。
集成电路的进展,为制造巨型机提供了条件。
微处理器的发展为阵列结构的巨型机发展带来了希望。
如古德伊尔公司为美国宇航局(NASA)研制了一台处理卫星图像的计算机系统MPP,该机由16384个微处理器组成128*128方阵。
3.小型机
小型机规模小、结构简单所以设计试制周期短,便于及时采用先进工艺,生产量大,硬件成本低。
小型机的出现打开了再控制领域应用计算机的局面,许多大型分析仪器、测量仪器使用小型机进行数据采集、整理、分析、计算等。
微型机
4.微型机
微型机的出现与发展,掀起计算机大普及的浪潮,利用4位微处理器Intel4004组成的MCS-4
C就是微型机。
是世界上第一台微型机,它于1971年问世。
我们现在工作学习生活中用的P1978年Intel成功开发了16位微处理器Intel8086。
1981年32位微处理器Intel80386问世。
随着技术的不断发展,现在已经进入64位双核微处理器时代。
其它还有工程工作站、联机系统和计算机网络,这些就不再赘述,有兴趣的读者可以自己搜索资料。
这里所说的计算机原理,主要以微型机为主,因为微型机与我们的生活关系最为密切。
计算机原理-计算机的主要应用
1、科学计算
2、信息管理
3、过程控制
4、计算机网络与通信
5、计算机辅助教学、设计、制造
6、仪器仪表与家电控制
计算机的主要应用
数据可分为数值数据和非数值数据两大类。
从计算机所处理数据的类型这个角度来看,计算机的应用原则上应该分成科学计算和非数值计算两大类。
后者包括信息处理、过程控制、计算机辅助设计、计算机辅助教学、人工智能等,其应用范围远远超过前者。
计算机的应用已形成了一门专门的学科,它主要包括以下几方面的内容:
1.科学计算
即纯数值计算,主要是解决科学研究领域的一些复杂的数学问题,计算量大而且精度要求高。
例如:
气象预报、人造卫星轨道的计算等都属于这方面的应用。
2.过程控制
过程控制是指利用计算机对生产或其他过程中的数据及时采集,并按最佳方案实现自动
化。
过程控制可以提高自动化程度,减轻劳动强度、提高生产效率、降低生产成本,保证产品质量的稳定。
3.信息处理
信息处理是目前计算机应用最广泛的领域之一。
信息处理是指用计算机对各种形式的信息(如文字、图像、声音等)收集、存储、加工、分析和传送的过程。
当今社会,计算机在信息处理领域的应用,对办公自动化、管理自动化乃至社会信息化都起着积极的促进作用。
4.计算机辅助系统
1)计算机辅助设计
计算机辅助设计简称为CAD(ComputerAidedDesign),它是利用计算机帮助人们进行各种工程和复杂产品的设计。
CAD技术不仅提高了设计质量,而且也提高了自动化程度,大大缩短了新产品的设计与试制周期,从而成为生产现代化的重要手段。
2)计算机辅助制造
计算机辅助制造简称为CAM(ComputerAidedManufacturing)。
它是利用计算机直接控制零件的加工,实现无图纸加工。
3)计算机辅助教学
计算机辅助教学简称为CAI(ComputerAssistedInstruction)。
它是指利用多媒体和网络技术,使得网上教学和远程教学得以实现。
利用CAI,可将课程内容编成图文并茂的软件,使教学过程更加形象化。
对于不同程度的学生可以自主选择不同的教学内容和教学进度,改变了教学的单一模式。
计算机原理-计算机系统构成
计算机系统构成由上图我们可以看出,计算机系统包含硬件系统和软件系统,硬件系统是计算机的基础,软件系统是计算机的上层建筑。
一个完整的计算机系统必须包含硬件系统和软件系统,只有硬件系统没有软件系统的机器叫裸机。
一、硬件系统
硬件系统一般包括:
微处理器(CPU)、内存储器、输入/输出接口、系统总线、外部设备。
如下图所示:
硬件系统其中,各部件之间的信号传输要通过系统总线来完成。
如下图所示:
系统总线
CPU1、微处理器(CPU)
CPU是电脑系统的心脏,电脑特别是微型电脑的快速发展过程,实质上就是CPU从低级向高级、从简单向复杂发展的过程。
CPU(CentralProcessingUnit)又叫中央处理器,其主要功能是进行运算和逻辑运算,内部结构大概可以分为控制单元、算术逻辑单元和存储单元等几个部分。
按照其处理信息的字长可以分为:
八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。
目前主流的CPU都是由AMD公司和Intel公司生产提供的。
如AMDAthlon64X25000+AM2、IntelCore2DuoE7200等。
2、内存储器和辅助存储器
光驱。
内存储器简单的说就是我们通常说的内存。
辅助存储器简单的说就是指硬盘和
内存3、输入/输出接口
I/O接口
IDE接口,一般用于连接硬盘和光驱,这个接口逐渐被SATA接口所代替;SCSI接口主要是用作连接SCSI接口的硬盘;USB接口一种通用万能插口,支持人插拔;IEEE1394接口比USB接口提供了更高的速率,同时也支持热插拔。
AGP接口,主要是用来连接显卡,但是随着技术的发展,逐渐被PCI-E接口所取代。
4、系统总线
总线一般有两类:
一类是连接计算机内部各模块的总线,如连接CPU、存储器和I/O接口的总线,常用的有ISA总线、EISA总线、PCI总线等;另一类为系统之间或系统与外部设备之间连接的总线,常用的有EIA-RS232C串行总线和IEEE-488并行总线等。
键盘
5、外部设备
一般包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
二、软件系统
软件系统包括:
系统软件和应用软件
1、系统软件
Windowsxp系统软件包括:
操作系统、服务型程序、语言处理程序。
2、应用软件
应用软件包括:
定制应用软件和通用应用软件。
计算机原理-计算机的工作过程
可以简单概括为输入、处理、输出和存储4个过程。
输入是指接受由输入设备(如键盘)提供的信息;处理是对信息进行加工处理的过程,并按一定方式进行转换;输出是将处理结果在输出设备上(如显示器等)显示或打印等操作;存储是将原始数据或处理结果进行保存以便再次使用。
这4个步骤组成一个循环过程。
输入、处理、输出和存储并不一定按照上述的顺序操作。
在程序的指挥下,计算机根据需要决定采取哪一个步骤。
个人计算机的工作过程是通过输入设备(键盘或鼠标等)输入用户的操作命令或数据,计算机的处理单元(微处理器)接受到输入命令后,进行处理并将结果在计算机的输出设备(显示器或打印机等)上输出,也可以将结果保存在计算机的存储器(硬盘或软盘)上。
因此,计算机对于某种输入命令所要进行的对应操作,是由事先保存在计算机中的程序决定的。
计算机工作过程
计算机原理-PC(personalcomputer)的组成
PCPC一般由主机和输入输出设备组成。
主机一般由CPU、主板、内存、硬盘、显卡、光驱、电源、机箱、散热器等组成;输入输出设备一般包括键盘、鼠标、显示器等。
这样由主机和输入输出设备组成了一台裸机,只有再安装好操作系统和应用软件以后,才称得上一台真正的计算机。
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