《计算机基本概述》ppt课件

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1、大学计算机基础,教 师：吴鹏飞 华中农业大学理学院计算机系 电 话：13018067915 QQ:45792796 Email：,2,课程与考核,学时： 30（理论）+20（实验） 考核：笔试+上机 课程目标：了解计算机的基本原理，掌握Windows、Office、网络的基本操作。,2,2019/1/29,3,第一讲 计算机概述,1.1 计算机的发展与展望 1.2 计算机的定义和特性 1.3 计算机的分类 1.4 当代计算机技术 1.5 计算机的应用,3,2019/1/29,4,1.1 计算机发展,4,2019/1/29,公元前3000年的古埃及人用结绳来记录土地面积和收获的谷物 。,公元前2

2、000年的美索不达米亚人用泥板计数，这块泥板上的楔形文字代表25,5,5,2019/1/29,我国春秋时期出现的算筹是世界上最古老的计算工具。,七百年前，中国人发明了算盘,6,6,2019/1/29,1621年，英国人冈特发明计算尺，这是世界上最早的模拟计算工具。,1642年，法国数学家、物理学家和思想家帕斯卡发明加法机，这是人类历史上第一台机械式计算机，其原理对后来的计算机械产生了持久的影响。,7,7,2019/1/29,巴贝奇是一位伟大的天才，他因为远远超前于他的时代而注定要成为一位悲剧伟人。,巴贝奇和他的差分机，年,8,8,2019/1/29,1944年，美国科学家艾肯在IBM的支持下，

3、研制成功机电式计算机MARK-I。这是世界上最早的通用型自动机电式计算机之一，它取消了齿轮传动装置，以穿孔纸带传送指令。艾肯研制MARK-1的灵感来自一个世纪以前巴贝奇留下的思想精华。 MARK-1外壳用钢和玻璃制成，长15米，高2.4米，自重31.5吨，使用了15万个元件和800公里电线，每分钟进行200次运算。,9,第一台电子计算机（ENIAC）,5000次加法/秒 体重28吨 占地170m2 18800只电子管 1500个继电器 功率150KW,10,10,2019/1/29,埃克特（右）和莫克利（左）因共同研制成功ENIAC而名垂青史。,11,计算机三原则,11,2019/1/29,1

4、939年，阿塔纳索夫提出计算机三原则；采用二进制进行运算；采用电子技术来实现控制和运算；采用把计算功能和存储功能相分离的结构。 阿塔纳索夫关于电子计算机的设计方案启发了ENIAC开发小组的莫克利，并直接影响到ENIAC的诞生。1972年美国法院判决ENIAC的专利权无效，阿塔纳索夫拥有作为第一个电子计算机方案提出者的优先权。,12,为纪念图灵对计算机的贡献， 美国计算机博物馆于1966年 设立了“图灵奖”,计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。,图灵机是一种思想模型， 它由三部分组成： 一个控制器，一条可以无限延伸的 带子和一个在带子上左右移动的读 写头。,图灵和图灵机,13,冯.诺依

5、曼,1903年 1957年,8岁学会微积分,12岁学懂波莱尔函数论,17岁写出了生平第一篇论文,27岁取得美国普林斯顿大学 教授职位 30岁被聘为终身教授,1944年8月参与ENIAC的研究 。,计算机之父,14,John von Neumann 冯诺依曼,1949 EDSAC,存储程序工作原理 计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。 计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。,冯诺依曼计算机,15,现代电子计算机的发展阶段,电子管计算机 晶体管计算机

6、 集成电路计算机 大规模、超大规模集成电路计算机,16,电子管计算机,第一代电子管计算机时代（1946年50年代末期）器件：电子管。软件：机器语言、汇编语言。应用：科学计算 。计算速度5千4万（次/秒）,17,当时的编程是这样的,17,2019/1/29,18,18,2019/1/29,1956年，IBM公司的巴克斯研制成功第一个高级程序语言FORTRAN，它被广泛用于科学计算。,19,大型机战争,19,2019/1/29,UNIVAC由埃克特和莫克利研制成功，这也是第一个进行批量生产的计算机。1951年，电脑开始走出实验室服务于社会与公众。1952年，UNIVAC因准确地预测美国总统大选结果

7、而名声大噪。,IBM公司1952年推出的IBM 701在商战中击败UNIVAC，不仅使IBM实现了全面的转型，更奠定了IBM的产业霸主地位。,20,晶体管计算机,第二代晶体管计算机时代（20世纪50年代中期60年代末期）器件：晶体管。软件：高级语言。应用：数据处理、工业控制 。计算速度几十万百万（次/秒）,IBM7090型电子计算机,21,ENIAC,划时代的实验装置,晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。,电子管的缺点： 体积大； 耗能高、散热量大。,晶体管的优点： 体积小； 耗能低； 性能稳定。,电子恐龙的缩骨法晶体管,22,1947年，贝尔实验室的肖克莱、巴丁、布拉顿发明点触型晶体管；

8、1950年又发明了面结型晶体管。相比电子管，晶体管体积小、重量轻、寿命长、发热少、功耗低，电子线路的结构大大改观，运算速度则大幅度提高。,肖克莱（左）、巴丁（中）、布拉顿（右）于1956年共同获得诺贝尔物理学奖。,发明晶体管的肖克莱在加利福尼亚创立了当地第一家半导体公司，这一地区后来被称为硅谷。,23,集成电路计算机,第三代中、小规模集成电路计算机时代（20世纪60年代中期70年代初期） 器件：集成电路 软件：操作系统 应用：文字处理、图形处理,集成电路 百万几百万（次/秒）,24,24,2019/1/29,IBM投资50亿美元于1964年研制出计算机历史上最成功的机型之一IBM S/360。

9、IBM由于S/360的成功，进一步巩固了自己在业界的地位，“蓝色巨人”IBM几乎成为计算机的代名词。,25,大规模、超大规模集成电路计算机,微处理器铸造第四代计算机大规模和超大规模集成电路计算机时代（20世纪70年代初期现在） 器件：大规模集成电路 软件：数据库、网络等 应用：社会各领域,几百万几亿（次/秒）,26,从1970年至今的计算机基本上都属于第四代计算机，它们都采用大规模和超大规模集成电路。 随着技术的进展，计算机开始分化成通用大型机、巨型机、小型机和微型机。,26,2019/1/29,27,体积越来越小 运算速度越来越快 性能价格比越来越高 应用范围越来越广泛,电子管、晶体管、集成

10、电路、 大规模集成电路和超大规模集成电路,发展特点：,发展：,28,1971：微处理器时代的开端,28,2019/1/29,1971年1月，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel 4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。,因发明微处理器，霍夫被英国经济学家杂志列为“二战以来最有影响力的7位科学家”之一。,29,29,2019/1/29,Intel公司成立于1968年，格鲁夫（左）、诺依斯（中）和摩尔（右）是微电子业界的梦幻组合。,Intel，这个字是由“集成/电子(Integrated Electronics)“两个英文单词组合成的,30,摩

11、尔定律,30,2019/1/29,摩尔预言，晶体管的密度每过18个月就会翻一番，这就是著名的摩尔定律。摩尔的发现，即现在人们所熟知的摩尔定律，揭示了一个趋势。这个趋势一直延续至今，并且事实证明相当准确。,31,第一台微型计算机：Altair 8800,31,2019/1/29,1975年4月，MITS发布第一个通用型Altair 8800，售价375美元，带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。 埃德罗伯茨把Altair定位在青年电脑迷市场。,32,32,2019/1/29,Allen（保罗艾伦）和Bill Gates（比尔盖茨）在三周内为Altair开发出BASIC语言，MITS成为两

12、个未来富翁的第一个客户。,当Bill Gates崭露头角时，昔日校友正在哈佛上二年级,33,33,2019/1/29,1976年3月，Steve Wozniak（斯蒂夫沃兹尼亚克）和Steve Jobs（斯蒂夫乔布斯）开发出微型计算机Apple I，4月1日愚人节这天，两个Steve成立了Apple计算机公司。,Apple计算机公司,34,34,2019/1/29,Apple微型机一问世就引起人们的极大兴趣，其广告词是“来咬一只苹果”。,35,1977：Apple II闪亮登场,35,2019/1/29,Apple II是第一个带有彩色图形的个人计算机，售价为1300美元。Apple II及其

13、系列改进机型风靡一时，这使Apple成为微型机时代最成功的计算机公司。,36,36,2019/1/29,1978年Apple股票上市，3周内市值达到17.9亿美元，超过福特汽车。1981年Apple进入财富500强，叛逆青年Jobs成为时代周刊的封面人物。,37,1980:Microsoft的秘密交易,1980年10月，Microsoft把握了一次绝佳的发展机遇。IBM在秘密进行代号为“跳棋计划”的开发项目（第一台IBM PC）过程中，向Microsoft提出采购一套操作系统。 Paul Allen抓住机会与Seattle Computer Products的Tim Patterson签约，向

14、其支付了不到10万美元，获得了其DOS操作系统的版权并进行了一些修改，从而做成了与这个神秘客户（IBM）的大买卖。,37,2019/1/29,38,38,2019/1/29,39,1981年8月12日 ：IBM PC揭开新纪元,39,IBM公司发布第一台IBM PC，由此开创了计算机历史的新篇章，人类的文明进程在随后的20多年里获得了空前的加速度。,40,“PC”的由来,第一台IBM PC采用了主频为4.77MHz的Intel 8088，操作系统是Microsoft提供的MS-DOS。IBM将其命名为“个人电脑（Personal Computer）”，不久“个人电脑”的缩写“PC”成为所有个人

15、电脑的代名词。,40,2019/1/29,41,42,1983,计算机基础,42,43,43,IBM PC/XT IBM在1983年3月8日发布了PC的改进型IBM PC/XT，凭借XT，IBM市场占有率超过76%，一举把Apple挤下微型电脑霸主的宝座。,它带有一个容量为10MB的硬盘，这是硬盘第一次成为PC的标准配置。XT预装了DOS 2.0系统，支持“文件”的概念并以“目录树”存储文件。,44,44,2019/1/29,1984,45,45,46,1985,47,47,2019/1/29,48,48,1986,49,49,2019/1/29,50,1988,51,51,2019/1/29

16、,52,1989 WWW-world wide web,52,2019/1/29,53,计算机基础,53,2019/1/29,1990,54,54,2019/1/29,1991,55,1/29/2019,56,计算机基础,56,2019/1/29,1992,57,57,2019/1/29,1993,58,58,2019/1/29,59,1994,60,60,2019/1/29,1995,61,61,1997,62,63,2001,64,将电脑浓缩在一颗芯片上,0.18微米芯片,10微米芯片,65,集成电路的集成度已接近极限 人们一直在努力设法跨越这些极限，去寻找缩小尺寸的新途径 2002年6月美国科学家采用纳米技术开发出全球第一个单原子晶体管，这种晶体管的体积仅为当前晶体管的1/100 目前在邮票大小的电路板上集成4000万个硅晶体管，若使用原子晶体管，则至少可以集成40亿个晶体管,66,1958年完成第一台电子计算机1