计算机基础知识
电子计算机的产生和计算机技术的迅速发展是当代科学技术最突出的成就之一.计算机的发明和应用延伸了人类的大脑,提高和扩展了人类脑力劳动的效能,发挥和激发了人类的创造力,标志着人类文明的发展进入了一个崭新的阶段.同任何先进的科学技术的发展一样,计算机也是社会生产和科学技术发展到一定阶段的产物,计算机技术也随着社会生产和科学技术的进一步发展而不断发展.
1.1 计算机的发展和应用
1.1.1 计算机的产生
1.第一台电子计算机
世界上第一台电子计算机ENIAC(electronic numerical integrator and calculator),即"电子数字积分计算机",于1946年2月诞生在美国宾夕法尼亚大学.ENIAC以电子管为基本部件,其体积约85m3,重达30t,使用了18 000个电子管,1500个继电器,70 000个电阻,10 000个电容,功率为140kW,占地170m2,真可谓是"庞然大物".它每秒可进行五千多次加法运算.ENIAC产生后立即用于军事计算.原先,美国陆军部用人工计算发射弹道需七个多小时,而用ENIAC来计算只需3s,速度提高了8400倍,显示了巨大的威力.至今人们仍公认,ENIAC的问世表明了电子数字计算机时代的到来,具有划时代的伟大意义.
2.存储程序式计算机
虽然ENIAC的研制成功把世界带入了一个新的时代,但是ENIAC在计算题目时,需事先根据计算步骤花费几天时间连接好外部线路.而且每换一个题目又得重新连线,所以只有少数专家才能使用.
美籍匈牙利人冯·诺依曼(John von Neumann)教授针对ENIAC应用中的问题,于1946年6月发表的论文中提出了"存储程序"的设想.按照这种设想,将组成解题程序的一条条指令像数据一样事先存入计算机中,运
行时,只须顺序取出这些指令,经译码后执行相应的操作即可,从而可以实现真正的全自动运算.冯·诺依曼的"存储程序"的思想成了后来计算机设计的主要依据.半个多世纪以来,计算机技术有了飞速的发展,但是其工作原理还是没有跳出"存储程序"这个范围.基于以上原因,有时也将以"存储程序"方式工作的计算机称为冯·诺依曼机.第一台存储程序计算机是EDSAC(electronic delay storage automatic calculator,电子延时存储自动计算机),在英国剑桥大学研制成功,1949年5月投入运行.
1.1.2 电子计算机的发展
半个多世纪以来,根据电子计算机所采用的电子器件,一般将电子计算机的发展分成以下几个阶段,其主要性能见表1-1.
表1-1 各代电子计算机比较
第一代
(1946—1956年)
第二代
(1957—1964年)
第三代
(1965—1970年)
第四代
(1971年至今)
电子器件
电子管
晶体管
中,小规模集成电路
大规模,超大规模集成电路
主存储器
磁芯,磁鼓
磁芯,磁鼓
磁芯,磁鼓,
半导体存储器
半导体存储器
辅助存储器
磁带,磁鼓
磁带,磁鼓,磁盘
磁带,磁鼓,磁盘
磁盘,磁带,光盘
处理方式
机器语言
汇编语言
作业连续处理

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