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1、-第一节 计算机的工作原理与发展复习目的：1 、了解计算机的概念2、掌握计算机的工作原理、发展过程3、要求对知识能熟练掌握之处，对重点内容能达到理解应用复习重点：1 、计算机的工作原理2、计算机的发展、性能指标、特点复习难点：计算机的性能指标的理解和应用高考指南：这部分主要题型是单选题复习过程及内容：一、计算机的工作原理1、 概念：计算机是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序对输入的信息进行加工、处理，然后把处理结果输出的高度自动化电子设备。2、计算机工作原理.也称冯诺依曼原理（称存储程序原理）组成计算机的物理设备（硬件）包括运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五个部分。所有程
2、序和数据都以二进制形式存储在存储器中计算机系统在程序控制下自动运行.典型题型分析1、.简述冯诺依曼原理的基本思想？（2004 年高考题）二、计算机的发展1、计算机的发展1946 年在美国宾夕法尼亚大学由冯. 诺依曼成功研制出世界上第一台电子计算机，称ENIAC （埃尼阿克）；随着电子技术的发展将计算机按电子计算机所采用的元器件将其划分为四代，现在向第五代过渡。（具体见下表1.1 ），代次起止年份电子元器件数据处理方式运算速度应用领域汇编语言、代码程几千 几万次第一代19461957电子管国防及科技序/秒计算机应用基础知识讲义共73页第1页-高级程序设计语几万 几十万工程设计、 数第二代1958
3、1964晶体管言次/ 秒据处理中、小规模集成结构化、模块化程几十万 几百工业控制、 数第三代19651970电路序设计，实时控制万次 /秒据处理大规模、超大规分时实时数据处几百万上亿工业、生活等第四代1970 至今模集成电路理，计算机网络条指令次 / 秒方面2、微型计算机的发展20 世纪 70 年代初 , 美国 Intel公司等采用先进的微电子技术将运算器和控制器集成到一块芯片中 , 称之为微处理器(MPU) 推动计算机进入了微型计算机时代( 具体见表1.2)代次起止年份典型 CPU数据位数主频第一代19711973Intel 4004 、 80084位、8位1MHZ第二代19731975In
4、tel 80808 位2 MHZ第三代19751978Intel 80858 位25 MHZ第四代19781981Intel 808616位5 MHZ第五代19811993Intel 80386 、 8048632位25 M第六代1993 今Pentium 系列64 位60 MHZ 1G HZ 以上3、我国计算机的发展情况华罗庚教授是我国计算技术的奠基人和最主要的开拓者之一。当冯 诺依曼开创性地提出并着手设计存储程序通用电子计算机EDVAC时，正在美国Princeton大学工作的华罗庚教授参观过他的实验室，并经常与他讨论有关学术问题，华罗庚教授1950 年回国， 1952 年在全国大学院系调整
5、时，他从清华大学电机系物色了闵乃大、夏培肃和王传英三位科研人员在他任所长的中国科学院数学所内建立了中国第一个电子计算机科研小组。1956年筹建中科院计算技术研究所时，华罗庚教授担任筹备委员会主任。我国从1957 年开始研制通用数字电子计算机，1958 年 8 月 1 日该机可以表演短程序运行，标志着我国第一台电子计算机诞生。为纪念这个日子，该机定名为八一型数字电子计算机。该机在738 厂开始小量生产，改名为103 型计算机 (即 DJS-1 型 )，共生产38 台。1958 年 5 月我国开始了第一台大型通用电子计算机（104 机）研制，以前苏联当时正在研制的 -II 计算机为蓝本，在前苏联专
6、家的指导帮助下，中科院计算所、四机部、七机部和部队的科研人员与738 厂密切配合，于1959 年国庆节前完成了研制任务。在研制104 机同时，夏培肃院士领导的科研小组首次自行设计于1960 年 4 月研制成功一台小型通用电子计算机107 机。1964年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机119 机研制成功，平均浮点运算速度每秒5 万次，参加119 机研制的科研人员约有250 人，有十几个单位参与协作。我国在研制第一代电子管计算机的同时，已开始研制晶体管计算机，1965年研制成功的我国第一台大型晶体管计算机（109 乙机）实际上从1958 年起计算所就开始酝酿启动。计算机应用基础知识讲义
7、共73页第2页-在国外禁运条件下要造晶体管计算机，必须先建立一个生产晶体管的半导体厂（109 厂）。经过两年努力，109厂就提供了机器所需的全部晶体管（109 乙机共用2 万多支晶体管，3万多支二极管）。对109 乙机加以改进，两年后又推出109 丙机，为用户运行了15 年，有效算题时间10 万小时以上，在我国两弹试验中发挥了重要作用，被用户誉为“功勋机”。我国工业部门在第二代晶体管计算机研制与生产中已发挥重要作用。华北计算所先后研制成功108 机、 108乙机 (DJS-6)、 121 机 (DJS-21) 和 320机 (DJS-6) ，并在738厂等五家工厂生产。哈军工（国防科大前身）于
8、1965 年 2月成功推出了441B晶体管计算机并小批量生产了40 多台。我国第三代计算机的研制受到文化大革命的冲击。IBM 公司 1964年推出360 系列大型机是美国进入第三代计算机时代的标志，我国到1970年初期才陆续推出大、中、小型采用集成电路的计算机。1973年，北京大学与北京有线电厂等单位合作研制成功运算速度每秒100 万次的大型通用计算机。进入80 年代，我国高速计算机，特别是向量计算机有新的发展。 1983 年中国科学院计算所完成我国第一台大型向量机757 机，计算速度达到每秒1000万次。这一记录同年就被国防科大研制的银河-I 亿次巨型计算机打破。银河-I 巨型机是我国高速计
9、算机研制的一个重要里程碑，它标志着我国文革动乱时期与国外拉大的距离又缩小到7 年左右（银河-I 的参考机克雷-1于 1976年推出）。和国外一样，我国第四代计算机研制也是从微机开始的。1980年初我国不少单位也开始采用Z80 ，X86和 M6800芯片研制微机。1983年 12 电子部六所研制成功与IBM PC 机兼容的 DJS-0520 微机。 10 多年来我国微机产业走过了一段不平凡道路，现在以联想微机为代表的国产微机已占领一大半国内市场。1992年国防科大研究成功银河-II 通用并行巨型机，峰值速度达每秒4 亿次浮点运算( 相当于每秒10 亿次基本运算操作) ，总体上达到80年代中后期国
10、际先进水平。从 90 年代初开始，国际上采用主流的微处理机芯片研制高性能并行计算机已成为一种发展趋势。国家智能计算机研究开发中心于1993 年研制成功曙光一号全对称共享存储多处理机。 1995年，国家智能机中心又推出了国内第一台具有大规模并行处理机(MPP) 结构的并行机曙光1000( 含 36 个处理机 )，峰值速度每秒25 亿次浮点运算，实际运算速度上了每秒 10 亿次浮点运算这一高性能台阶。1997年国防科大研制成功银河-III 百亿次并行巨型计算机系统，采用可扩展分布共享存储并行处理体系结构，由130 多个处理结点组成，峰值性能为每秒130 亿次浮点运算，系统综合技术达到90年代中期国
11、际先进水平。国家智能机中心与曙光公司于1997 至 1999 年先后在市场上推出具有机群结构的曙光1000A ，曙光2000-I ，曙光 2000-II超级服务器，峰值计算速度已突破每秒1000亿次浮点运算，机器规模已超过160 个处理机， 2000年推出每秒浮点运算速度3000亿次的曙光3000超级服务器。2004年上半年推出每秒浮点运算速度1 万亿次的曙光4000超级服务器。综观 40 多年来我国高性能通用计算机的研制历程，从103 机到曙光机，走过了一段不平凡的历程。总的来讲，国内外标志性计算机推出的时间，其中国外的代表性机器为ENIAC ，IBM 7090 ， IBM 360， CRA
12、Y-1 ， Intel Paragon， IBM SP-2，国内的代表性计算机为103 ，109 乙， 150 ，银河 -I，曙光 1000 ，曙光 2000 。计算机的发展趋势是智能化、巨型化、微型化、网络化、多媒体化。 典型题型 1 、第二代电子计算机的主要元件器件是（）A、电子管B、晶体管C、小规模集成电路D、大规模集成电路相对应的第一代、第三代、第四代的电子元件必须记下。2、微型计算机的分代是根据（）划分的。计算机应用基础知识讲义共73页第3页-A、体积B、速度C、微处理器D、内存3、世界上第一台电子计算机是（）年，由美国科学家（）发明的，其代号为ENIAC 。A、 1945B 、 1946C、 1947D、1948E、图灵F、福雷斯特G、莫奇里H、冯 .诺依曼答案:1、B2、C3、BH三、计算机的特点1处理速度快：用 MIPS
