初级教程计算机概述篇 - 图文

一、计算机的定义

1、计算机（Computer）是一种按程序自动进行信息处理的通用工具，俗称“电脑”。

2、计算机的工作原理是“存储程序控制”，这也是计算机区别于其他计算设备的特点。即将要完成的工作用计算机程序描述出来并存入计算机中，然后利用这些程序控制计算机无限次自动进行相应操作。举个简单的例子：我们要完成2+3=？这个运算利用计算器，每次都要顺次按下 2 + 3 = 这几个键。利用计算机，只要将下列程序以文件A的形式存储在计算机中： int n； n=2+3； printf（n）；

输入A就能随时得到正确的结果。

二、计算机的发展(近代计算机发展阶段→现代计算机发展阶段→微机及网络发展阶段）

1、近代计算机发展阶段（1822-1944）：机械式或机电式计算机，代表人物是英国数学家查尔斯．巴贝奇。

2、现代计算机发展阶段（1946-？）：传统大型机阶段，主要采用电子技术；代表人物英国科学家图灵（建立理论模型、可计算性模型、机器智能测试）、美籍匈牙利科学家冯．诺依曼（建立计算机的基本结构，即冯．诺依曼结构）

电子管时代（1946-1958）:采用电子管作为逻辑开关元件，结构上以中央处理机为中心，使用机器语言，存储量小，主要用于数值计算；存储器使用水银迟线、静电存储管、磁鼓等；外部设备采用纸带、卡片、磁带等；使用机器语言，开始出现汇编语言，还没有操作系统；主要用于军事目的和科学研究，具有体积大、耗电多、可靠性差、速度慢、维护困难等特点。注：ENIAC埃尼亚克，1946年诞生于美国宾西法尼亚大学，是公认的第一台电子计算机；EDSAC埃德沙克，第一台存储程序计算机；UNIVAC尤尼瓦克，第一台商品化计算机。

晶体管时代（1959-1964）：采用半导体晶体管作为逻辑开关元件，结构上以存储器为中心，使用高级程序设计语言，应用领域扩展到了数据处理和工业控制等；使用磁芯作为主存储器，辅助存储器采用磁盘和磁带；开始使用操作系统，有了各种计算机高级语言；应用扩展到数据处理和事务处理，体积减小、耗电量减少、速度加快、可靠性增强。

集成电路时代（1965-1970）：采用中、小规模集成电路作为逻辑开关元件，结构上仍以存储器为中心，可以处理图像、文字和资料；开始使用半导体存储器，辅助存储器仍以磁盘、磁带为主；开始走向系列化、通用化和标准化；操作系统进一步完善，高级语言数量增多；应用扩展到自动控制；重量、

体积进一步减小，运算速度和可靠性进一步提高。

大规模、超大规模集成电路时代（1971-？）：采用大规模、超大规模集成电路作为逻辑开关元件；主存储器采用半导体存储器，辅助存储器采用大容量的软、硬磁盘开始引入光盘；外部设备有了很大发展，采用光字符阅读器（OCR）、扫描仪、激光打印机和各种绘图仪；操作系统不断发展和完善，数据库管理系统进一步发展，软件行业已发展成为新型的工业部门。 3、微机及网络阶段（1981-？）：

①、微机的划代：微机即微型计算机，又称个人计算机（Personal Computer），简称PC机。

机型 IBM-PC/XT机 IBM-PC/AT机 386机 486机 芯片 Intel 8088 字长 总线 准16位 PC单总线 Intel 80286 16位 AT总线（ISA总线） Intel 80386 32位 Intel 80486 32位 MCA总线或EISA总线 VESA总线或PCI总线 Pentium(奔腾)机 Pentium 32位 PCI总线 ②、网络：用通信线路、按照约定的协议将分布在不同地点的若干台独立的计算机互联起来，实现数据通信和资源共享。

附：我国电子计算机的发展

我国从１９５６年开始了电子计算机的科研和教学工作。

１９５８年和１９５９年先后研制成功“１０３”和“１０４”型电子计算机，在我国的油田开发、大型水坝设计以及第一颗原子弹的研制和人工合成胰岛素等生产和科研上发挥了不可估量的作用； １９６５年每秒运行１２万次的“１０９乙”型晶体管计算机问世。

１９７１年“７０９”型集成电路计算机研制成功，在此以后“ＤＪＳ１００”和“ＤＪＳ２００”系列集成电路计算机也相继研制成功，并形成了批量生产能力。

１９８３年１２月，每秒运算１亿次的“银河”巨型计算机在中国国防科技大学问世。

１９９２年１１月，每秒运行１０亿次的“银河II”巨型计算机又在中国国防科技大学研制成功，这标志着我国计算机科技水平进入了一个新的领域。

三、计算机的特点

1、运算速度快：现代巨型计算机的速度达几十亿乃至几百亿次，大量复杂的科学计算过去人工需要几年、几十年，而现在用计算机只需几天或几个小时甚至几分钟就可完成。

2、运算精度高：如对圆周率的计算，数学家经过长期艰苦的努力只算出小数点后500位，而使用计算机很快就算到了小数点后200万位。

3、通用性强：计算机可以将任何复杂的信息处理任务分解成一系列的基本算术和逻辑操作，从而使其具有极大的通用性。

4、具有记忆和逻辑判断能力：计算机有存储器，用来存储大量的数据，从而使其具有记忆能力；计算机利用编码技术，使自身既可以进行算术运算又可以进行逻辑运算，对语言、文字、符号、大小、异同等进行比较、判断、推理和证明。

5、自动控制能力：计算机的各种操作、控制是事先编制的程序自动控制实现的，可以不需要人的干预。

四、计算机的分类

1、国内标准：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机

2、国际标准：巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站、个人计算机 五、微机的种类

1、按生产厂家及型号分：IBM-PC及其兼容机系列、Apple-Macintosh系列(苹果电脑)、IBM公司的PS/2系列；我国的著名微型机品牌有“联想”“方正”“金长城”等。

2、按采用的微处理器芯片分：Intel系列(Intel 8088/8086、80286、80386、80486、Pentium等)和非Intel系列(Motorola公司的MC68000系列)。

3、按微处理器芯片的性能分：8位机、16位机、32位机、64位机等。下面简单介绍一下微处理器芯片的两个主要性能指标

①、字长（位数）：指通用寄存器的位数、数据总数的条数，或者说是能直接处理的二进制信息的位数。字长越长，寻址空间越大(内存容量越大)、指令的数量更多功能更强、处理和传送信息的速度更快、精度更高。

②、主频：指微处理器芯片的时钟频率，即时钟在一秒钟内发出的时钟脉冲数，单位是兆赫兹(MHZ)；它是衡量微型机运算速度的重要指标，主频越高，运算速度就越快。

注：如果在电脑技术资料上有Pentium/166这样的标志，表明该微机处理器芯片的字长是32位、主频是166MHZ。 六、计算机的应用

计算机的应用相当广泛，涉及到科学研究、军事技术、工农业生产、文化教育等各个方面。可概括为以下几个方面：

1、科学计算（数值计算）：是计算机最重要的应用之一，体现了其运算速度快、精度高的特点；如：工程设计、地震预测、气象预报、火箭发射等科研、军事领域都需要计算机边方面的应用；这些应用主要是巨型机、大型机。

2、数据处理（信息管理）：是计算机最广泛的应用，主要进行数据的收集、记录、加工等，具体包括：数据采集、数据转换、数据分组、数据组织、数据计算、数据存储、数据检索、数据排序等方面；如：人口统计、档案管理、银行业务、情报检索、企业管理等。这些应用主要是微机，不涉及复杂的运算过程，为管理自动化、办公自动化创造了条件。

3、过程控制（实时控制）：计算机是生产自动化的基本技术工具，在那些生产自动化程度高、信息传递速度准确度高的领域，人工操作已无法完成，只有计算机才能完成；如：冶金、机械、石油、化工、电力及各种自动化系统部门都有计算机这方面的应用。 4、计算机辅助工程：

①、计算机辅助设计（CAD）：利用计算机高速处理、大容量存储和图形处理功能，来辅助设计人员进行产品设计的技术。如：电路设计、机械设计、土木建筑设计、服装设计中计算机的应用。 ②、计算机辅助制造（CAM）：在机器制造业中，利用计算机控制机床和设备完成离散产品的加工、装配、检测和包装等制造过程的技术。

③、计算机辅助教学（CAI）：通过学生与计算机系统之间的对话，实现教学的技术。

④、其他计算机辅助系统：计算机辅助测试（CAT）、计算机辅助教育（CAE）、计算机辅助出版（CAP）。

5、办公自动化：这是计算机最广泛的应用之一，它具有信息处理自动化的特点，一般要求具有文字处理、资料查询、资料检索、图像处理和网络通讯的能力。

6、人工智能：又称智能模拟，是指利用计算机模拟人类的某些智力活动。例如用计算机进行图像和物体的识别，模拟人类的学习过程和探索过程等。 七、计算机的工作原理 1、程序和指令

指令：在设计计算机时规定电子线路能完成的一条令；把某种型号计算机能实现的全部指令的集合称为该型号计算机的指令系统。

程序：由许多指令按语句次序排列起来构成解题的步骤（简而言之，就是指令的有序集合）。 2、存储程序工作原理

存储程序原理是由美籍匈牙利数学家冯．诺依曼于1946年提出来的，仍是现代计算机的结构基础。 所谓存储程序是指把程序存储在计算机内（专用的设备是存储器），使计算机能象快速存取数据一样地快速存取组成程序的指令，并执行它们，达到自动控制计算机的目的。所有这些过程都是由控制器和运算器来完成的。对于存储程序工作原理需要强调以下两点：

①、程序中的所有指令均采用数字化编码方式，使程序和数据一样保存在存储器中，否则无法实现程序的存储工作；

②、程序中的所有指令必须是属于执行程序的这台机器的指令系统； 八、计算机系统（以微机系统为主）的组成

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