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1、蒀新编计算机基础教程袀目录蒅第 1 章 计算机基础知识1薆 1.1 计算机的发展与应用 1袁计算机的发展 1芈计算机的特点和应用 3薈 1.2 数制与编码 6蚆数制 6节数制之间的转换 6肀计算机的数据单位 7芇二进制的算术运算 8螆字符编码 9蚃 13 计算机系统 10蒈计算机的系统组成 10肆计算机工作原理 11袅中央处理器 12螀存储器 13膀基本输入 /输出设备 13袅总线、主板与接口 14袅膁蚈第 1 章 计算机基础知识袈本章导读羅有些知识点仅需了解即可，有些知识点是作为资料备查的，有些知识点（如标题右上角带有符号“* ”的内容）则是必须熟练掌握的，所以在学习的过程中一定要抓住重点，
2、千万不要机械地记忆“第四代计算机的特点”之类随时可查阅的命题。薂计算机新技术、计算机数制与编码以及计算机系统等内容是本章的学习重点。莀 1.1 计算机的发展与应用蚇计算机的发展肅早在公元前 5 世纪中国人就发明了算盘，并广泛应用于商业贸易中，因此算盘被认为是最早的计算机， 并一直使用至今。 算盘在某些方面的运算能力要超过目前的计算机，现了中国人民的智慧。算盘体羃直到 17 世纪，计算设备才有第二次重要的进步。 1642 年法国人帕斯卡发明了自动进位加法器； 1694 年德国数学家戈特弗里德改进帕斯卡的加法器，使之可以计算乘法；后来法国人哥伦比亚发明了可以进行四则运算的计算器。袇现代计算机的真正
3、起源来自英国数学教授查尔斯巴贝奇。查尔斯巴贝奇发现通常的计算设备中有许多错误，在剑桥学习时他认为可以利用蒸汽机进行计算。起先他设计差分机用于计算导航表，后来他发现差分机只是专门用途的机器，于是放弃了原来的研究，开始设计包含现代计算机基本组成部分的分析机。巴贝奇的蒸汽动力计算机虽然最终没有完成，以今天的标准看也是非常原始的，然而它勾画出了现代通用计算机的基本功能部分，在概念上是一个突破。蒅在接下来的若干年中，许多工程师在另一些方面取得了重要的进步。美国人赫尔曼霍雷斯，根据提花织布机的原理发明了穿孔片计算机，并带入商业领域。膅腿 1.第一代电子管计算机（ 1946 1957 ）蕿基础理论的研究与先
4、进思想的出现推动了计算机事业的发展。 19 世纪中叶英国数学家布尔成功地将形式逻辑归结为一种代数运算， 即布尔代数， 从此数学开始进入思维领域。 1937 年英国数学家图灵提出了著名的 “图灵机”模型，提出了计算机的基本概念， 证明了通用数字计算机是可以制造出来的。为了纪念图灵对计算机科学的重大贡献，美国计算机协会（ACM ）设立图灵奖，每年授予在计算机科学领域做出特殊贡献的人。膄 1946 年 2 月 15 日，世界上第一台数字计算机 ENIAC（ Electronic Numerical Integrator And Calculator ）在美国的宾夕法尼亚大学诞生。 ENIAC 代表了
5、计算机发展史上的里程碑，它通过不同部分之间的重新接线编程，还拥有并行计算能力。ENIA 共使用了个电子管，占地，功率为,重达吨，每秒可进行次加法运算。它只能存储个字长为位的十进制数，而且是用线路连接的方法来编制程序的，因此每次解题都要靠人工来改接连线， 准备时间大大超过其实际计算时间。 第一代计算机的特点是，操作指令是为特定任务而编制的，每种机器都有各自不同的计算语言，功能受到限制，速度也慢。 另一个明显的特征是使用真空电子管和磁鼓存储数据。虽然它的功能只相当于现在的普通计算机，但他的问世标志着计算机时代的到来。芅在的开发过程中，美籍科学家冯诺依曼针对它存在的问题，提出了一个全新的通用计算机方
6、案。冯诺依曼理论的要点是:薀?计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备与输出设备5 个基本部件组成；羇?采用二进制表示计算机的指令和数据；芇?将程序和数据存放在存储其中，并让计算机自动地执行程序。莅人们将冯诺依曼的理论称为冯诺依曼体系结构，从到当前最先进的计算机采用的都是冯诺依曼体系结构，所以冯诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。羁. 第二代晶体管计算机（）虿晶体管和磁芯存储器的发明导致了第二代计算机的产生，其主要特点是体积小，速度快吧，功耗低， 性能更稳定。 年贝尔实验室研制出世界上第一台全晶体管计算机 , 装有只晶体管， 功率仅， 占地也只有3（ 3）年出现了一些成功地用于商业领域、大学和政
7、府的第二代计算机。第二代计算机用晶体管代替电子管，还有现代计算机的一些部件，如打印机、 磁带、 磁盘、内存和操作系统等。计算机中存储的程序使得计算机有了很好的适应性，可以更有效地用于商业用途。在这一时期出现了更高级的和等语言，是计算机编程更容易， 新的职业（程序员、分析员和计算机系统专家）和整个软件产业由此诞生。羆第三代集成电路计算机（）莄年基尔比与诺伊斯同时发明了集成电路（），将种电子元件结合到一个小的芯片上。 年德州仪器公司仅用不到一个月的时间，便研制出第一台用集成电路组装的计算机， 标志着计算机从此进入它的第三代历史。该机共有块集成电路，重不过，体积不到3，功率只有。莂更多的元件集成到单
8、一的半导体芯片上，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统， 使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。膇第四代大规模集成电路计算机（至今）螅大规模集成电路 （） 可以在一个芯片上容纳几百个元件。到了世纪年代，超大规模集成电路（）在芯片上容纳几十万个元件，后来的特大规模集成电路 （） 将数字扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件，使得计算机的体积不断缩小， 价格不断降低而功能和可靠性不断增强。世纪年代中期， 计算机制造商开始将计算机带给普通消费者，这时的小型机带有有好界面的软件包、供非专业人员使用的程序及最受欢迎的字处理和电子表格
9、程序。蒄年公司推出个人计算机（），用于家庭、办公室和学校。世纪年代个人计算机的竞争使得价格不断下跌，微机的拥有量不断增加，计算机体积继续缩小。与竞争的系列于年推出，系列提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标方便地操作。螃衿计算机的特点和应用螈薄计算机的种类很多，因此分类的方法也很多。根据计算机分类的演变过程和近期可能发展趋势，通常将计算机分为巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站、个人计算机和特种计算机共大类。 人们常见的计算机主要由通用计算机和特种计算机大类， 特种计算机又称为工业控制计算机，简称工控机。袀薁特种计算机薇（）分类蚄特种计算机是一种加固的增强型计算机，可以作为工业控制器在工业环境中可靠的运行。由于特种计算机的性能可靠，软件丰富，价格低廉， 因此特种计算机在嵌入式工业自动化控制中异军突起， 应用日益广泛。 而根据所使用的微处理器芯片的不同， 目前主流的特种计算机主要有种类型：芁使用架构的特种计算机；
