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1、上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识 1.1.1 计算机的产生计算机的产生 1.1.2 计算机的发展计算机的发展 1.1.3 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 1.1.4 未来新型计算机未来新型计算机 1.1.5 计算机的特点计算机的特点 1.1.6 计算机的分类计算机的分类 1.1.7 计算机的应用计算机的应用 项目项目 1-1 1-1 了解计算机了解计算机上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识 1.1.1 1.1.1 计算机的产生计算机的产生 一、具有历史意义的计算工具一、具有历史意义的计算工具
2、算算 筹筹 春秋战国时期春秋战国时期世界上最早的计算工具世界上最早的计算工具 算算 盘盘 中国唐代中国唐代 第一种手动式计数器第一种手动式计数器 沿有至今沿有至今 计算尺计算尺 16221622年年 英国奥特瑞德（英国奥特瑞德（William William OughtredOughtred） 2020世纪世纪7070年代被计算器取代年代被计算器取代手动式手动式 功能：加、减、乘、除、指数、三角函数等功能：加、减、乘、除、指数、三角函数等 加法器加法器 16421642年年 法国帕斯卡（法国帕斯卡（BlaiseBlaise Pascal Pascal） 机械式机械式 功能：只能做加法功能：只能
3、做加法 计算器计算器 16731673年年德国莱布尼茨（德国莱布尼茨（Gottfried Leibniz Gottfried Leibniz ）机械式）机械式 功能：加、减、乘、除和开方功能：加、减、乘、除和开方 1642 Blaise Pascal加法器加法器加法器加法器计算尺计算尺上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识二、近代计算机二、近代计算机 1 1、差分机、分析机、差分机、分析机差分机差分机1834 分析机三部分组成：三部分组成：(1)(1)由许多轮子组成的保存数据的存储库；由许多轮子组成的保存数据的存储库；(2)(2)运算装置；运算装置
4、；(3)(3)能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据能对操作顺序进行控制，并选择所需处理的数据以及输出结果的装置。以及输出结果的装置。查尔斯查尔斯.巴贝奇巴贝奇 1822年出现模型，能提高年出现模型，能提高乘法速度和改进对数表等数学表乘法速度和改进对数表等数学表的精确度。的精确度。 能够自动解算有能够自动解算有100个变量的复个变量的复杂算题，每个数可达杂算题，每个数可达25位，速度可位，速度可达每秒钟运算一次。达每秒钟运算一次。上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识2、ENIAC（电子数字积分计算机）（电子数字积分计算机） 1946年年2月在
5、月在美国宾夕法尼亚美国宾夕法尼亚大学诞生，是世界公认大学诞生，是世界公认的的第一台计算机第一台计算机。它是为。它是为计算弹道和射击表计算弹道和射击表而设计，主要而设计，主要元器件采用的是电子管。元器件采用的是电子管。 该机使用了该机使用了1500个继电器，个继电器，18800个电子管，占地个电子管，占地170平方米，重量平方米，重量30多吨，耗电多吨，耗电150千瓦，耗资千瓦，耗资40万美元。万美元。 每秒能完成每秒能完成5000次加法运算，次加法运算，300多次乘法运算，比多次乘法运算，比当时最快的计算工具快当时最快的计算工具快300倍。倍。备注：备注：19581958年年我国研制出第一台电
6、子管计算机。我国研制出第一台电子管计算机。两大缺点：一是没有存储器；两大缺点：一是没有存储器； 二是用布线接板进行控制，计算速度也就被二是用布线接板进行控制，计算速度也就被 这一工作抵消了。这一工作抵消了。上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识 5000次加法次加法/秒秒 体重体重28吨吨 占地占地170m2 18800只电子管只电子管 1500个继电器个继电器 功率功率150KW世界上第一台计算机世界上第一台计算机ENIAC图1上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识图2上一页上一页下一页下一页主目录主
7、目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识图3上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识3、EDVAC （离散变量自动（离散变量自动电子计算机电子计算机 ） 1949年由美籍数学年由美籍数学家家冯冯诺依曼诺依曼和同事共同研发成功和同事共同研发成功是第一台现代意义的是第一台现代意义的通用计算机通用计算机。 整台计算机共使用大约整台计算机共使用大约6000个电子管和大约个电子管和大约12000个个二极二极管管，功率为，功率为56KW，占地面积，占地面积45.5平方米平方米，重，重7850KG，使用，使用时需要三十个技术人员同时操作。时需要三十个技
8、术人员同时操作。 它由五个基本部分组成：它由五个基本部分组成：1）运算器运算器CA（2）控制器）控制器CC（3）存储器存储器M（4）输入装置）输入装置I（5）输出装置）输出装置O； 这种这种体系结构体系结构一直延续至今，所以现在一般计算机被称为一直延续至今，所以现在一般计算机被称为冯诺依曼冯诺依曼结构计算机。鉴于冯诺依曼在发明结构计算机。鉴于冯诺依曼在发明电子计算机电子计算机中所起中所起到关键性作用，他被西方人誉为到关键性作用，他被西方人誉为计算机之父计算机之父。 上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识计算机科学奠基人计算机科学奠基人英国科学家英国
9、科学家 阿兰阿兰. .图灵图灵主要贡献：主要贡献： 建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础 提出图灵测试，阐述了机器智能的概念提出图灵测试，阐述了机器智能的概念 电子计算机之父电子计算机之父美籍匈牙利数学家美籍匈牙利数学家 冯冯. .诺依曼诺依曼主要贡献：主要贡献： 与同事研制人类第二台计算机与同事研制人类第二台计算机EDVACEDVAC 提出提出“存储程序存储程序”概念概念 冯冯诺依曼计算机诺依曼计算机 奠定了现代计算机体系结构和工作原理奠定了现代计算机体系结构和工作原理美国计算机学会美国计算机学会(ACM)1966年设立图灵奖年设立图灵奖上一页上一页下
10、一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识 1.1.2 1.1.2 计算机的发展阶段计算机的发展阶段电子管电子管典型机器：典型机器：国外的：国外的：ENIAC ENIAC 、UNIVACUNIVAC。国内的：国内的：103103、104104等。等。 根据计算机采用的根据计算机采用的物理器件物理器件，一般将计算机的发展分，一般将计算机的发展分成以下四个阶段：成以下四个阶段：（1）第一代计算机）第一代计算机 194620世纪世纪50年代末，年代末，电子管电子管时代计算机。时代计算机。 电子管电子管作为主要逻辑部件。体积大，耗电量大，寿作为主要逻辑部件。体积大，耗电量大
11、，寿命短，可靠性差，成本高。命短，可靠性差，成本高。 每秒每秒运算速度仅为运算速度仅为几千次几千次，内存内存容量仅为容量仅为几几KB。 主要用于军事和科学研究工作。主要用于军事和科学研究工作。 使用机器语言和汇编语言编程。使用机器语言和汇编语言编程。上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识 晶体管晶体管作为主要逻辑部件，体积减小，重量减轻，作为主要逻辑部件，体积减小，重量减轻，成本下降，能耗降低，可靠性和运算速度到了提高。成本下降，能耗降低，可靠性和运算速度到了提高。 运算速度达每秒几十万次，内存容量扩大到几十运算速度达每秒几十万次，内存容量扩大到几
12、十KB KB 。 除了科学计算外，还用于数据处理和事务处理。除了科学计算外，还用于数据处理和事务处理。 软件方面有了系统软件（监控程序），提出了操作软件方面有了系统软件（监控程序），提出了操作系统的概念，出现了高级语言。系统的概念，出现了高级语言。晶体管晶体管 典型机器：典型机器： 国外的：国外的：IBM7090等等 国内的：国内的：441B等等 （2）第二代计算机）第二代计算机 19581964年，年，晶体管晶体管计算机时代计算机时代上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识 高级程序设计语言有了很大发展，高级程序设计语言有了很大发展， 并出现了操作
13、系统。并出现了操作系统。典型机器：典型机器：国外国外IBM-360IBM-360等等; ;国内国内709709等等集成电路集成电路（3）第三代计算机）第三代计算机 19641972年，年，集成电路集成电路计算机时代。计算机时代。 中、小规模集成电路中、小规模集成电路做主要逻辑部件。体积越来越做主要逻辑部件。体积越来越小，价格越来越低。小，价格越来越低。 运算速度每秒可达几十万次到几百万次，内存大大运算速度每秒可达几十万次到几百万次，内存大大提高。提高。计算机开始广泛应用在各个领域。计算机开始广泛应用在各个领域。上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识
14、操作系统操作系统不断完善，各种不断完善，各种实用软件实用软件层出不穷。层出不穷。大规模集成电路大规模集成电路（4）第四代计算机）第四代计算机 1972年至今，年至今，大规模、超大规模集成电路大规模、超大规模集成电路计算机时代。计算机时代。 采用采用大规模、超大规模大规模、超大规模集成电路集成电路作基本逻辑部件，在作基本逻辑部件，在硅半导体芯片上集成了大量的电子元器件。硅半导体芯片上集成了大量的电子元器件。运算速度每秒可达几百万次到运算速度每秒可达几百万次到几亿次几亿次。 存储器：半导体存储器；外存除了存储器：半导体存储器；外存除了使用软、硬磁盘外，引进了使用软、硬磁盘外，引进了光盘光盘。各种。
15、各种输输入输出入输出设备出现。设备出现。上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识逻辑元件逻辑元件程序设计语言程序设计语言运算速度运算速度内存容量内存容量第一代第一代1949194919571957年年电子管电子管机器语言汇编机器语言汇编语言语言几千次几千次/秒秒几几KB第二代第二代19581964年年晶体管晶体管FORTRANALGOL、COBOL几十万次几十万次/秒秒几十几十KB第三代第三代19651970年年中、小规模集中、小规模集成电路成电路操作系统和会操作系统和会话式语言话式语言百万次百万次/秒秒第四代第四代1971大规模或超大大规模或超大规
16、模集成电路规模集成电路几百万亿几百万亿次次/秒秒第五代智能化计算机正在研制之中，使计算机具有人工智能，可像人一样能看、能听、能第五代智能化计算机正在研制之中，使计算机具有人工智能，可像人一样能看、能听、能说、能思考，具有学习功能，能自动进行逻辑判断等说、能思考，具有学习功能，能自动进行逻辑判断等图表图表几几MB几百几百MB面向对象面向对象上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识1.1.3 未来新型计算机未来新型计算机1光计算机光计算机 利用光子取代电子进行数据运算利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。、传输和存储。 不同波长的表示不同的数据不同波
17、长的表示不同的数据 优点：超高速优点：超高速 缺点：体积庞大缺点：体积庞大2生物计算机（分子计算机）生物计算机（分子计算机） 2020世纪世纪8080年代中期开始研制年代中期开始研制 采用了生物芯片采用了生物芯片3量子计算机量子计算机 利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机，利用处于多现实态下的原子进行运算的计算机， 这种多现实态是量子力学的标志。这种多现实态是量子力学的标志。上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识 1.1.1.1.4 4 计算机的发展趋势计算机的发展趋势（1 1）巨型化：巨型化：指速度快、容量大、计算处理功能强的巨指速度快、容量
18、大、计算处理功能强的巨型计算机系统。型计算机系统。它代表了计算机的发展水平。它代表了计算机的发展水平。（2 2）微型化：微型化：指价格低、体积小、可靠性高、使用灵活指价格低、体积小、可靠性高、使用灵活方便、用途广泛的微型计算机系统。方便、用途广泛的微型计算机系统。微型化反映了计微型化反映了计算机的应用程度。目前，算机的应用程度。目前，微型计算机已进入电视、电冰微型计算机已进入电视、电冰箱、空调器等家用电器、仪器仪表等小型设备中。箱、空调器等家用电器、仪器仪表等小型设备中。（3 3）网络化：网络化：指把多个分布在不同地点的计算机通过通指把多个分布在不同地点的计算机通过通信线路连接起来，使用户共享
19、硬件、软件和数据等资信线路连接起来，使用户共享硬件、软件和数据等资源的计算机网络。源的计算机网络。 上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识（4 4）智能化智能化：指具有指具有“听觉听觉”、“视觉视觉”、“嗅觉嗅觉”和和“触觉触觉”，甚至具有，甚至具有“情感情感”等感知能力和推理、联等感知能力和推理、联想、学习等思维功能的计算机系统。想、学习等思维功能的计算机系统。 它具有类似人学习和推理的思维能力，有人的部分功它具有类似人学习和推理的思维能力，有人的部分功能，能代替人的一些体力劳动和脑力劳动，是一种智能能，能代替人的一些体力劳动和脑力劳动，是一种智
20、能型的电子计算机。型的电子计算机。上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识（1） 运算速度快运算速度快 : 如巨型机可达十几万亿次如巨型机可达十几万亿次/ /秒。秒。（2） 计算精度高计算精度高：目前微型计算机的计算精度可以达目前微型计算机的计算精度可以达到到3232位二进制。位二进制。（3） 超强的记忆能力：超强的记忆能力：存储容量超大。存储容量超大。（4）复杂的逻辑判断功能复杂的逻辑判断功能:指能进行与、或、非等的逻辑指能进行与、或、非等的逻辑运算。运算。（5）按程度自动工作的能力：按程度自动工作的能力：把编好的程序存入计算把编好的程序存入计算机
21、，发出运行指令后，计算机不需要人工干预可以机，发出运行指令后，计算机不需要人工干预可以依次逐条执行。人工干预时计算机能对其问题做出依次逐条执行。人工干预时计算机能对其问题做出相应的回答。相应的回答。 1.1.5 1.1.5 计算机的特点计算机的特点 上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识（2）按硬件组合及用途）按硬件组合及用途:通用计算机通用计算机专用计算机专用计算机1.1.6 1.1.6 计算机的分类计算机的分类（1）按处理的信号：）按处理的信号：数字式计算机数字式计算机模拟式计算机模拟式计算机数模混和计算机数模混和计算机（3）按规模）按规模个人
22、机个人机(PC:PersonalComputer)工作站工作站(WS:WorkStation)小型机小型机(Minicomputer)主机主机（大型机（大型机Mainframe)小巨型机小巨型机(中型机中型机Minisupercomputer)巨型机巨型机(Superconputer)上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识 1.巨型机巨型机运运算算速速度度快快、存存储储容容量量大大，可可达达1亿亿次次每每秒秒以以上上运运算算速速度度，主存容量高达几百兆至几千兆字节，字长可达主存容量高达几百兆至几千兆字节，字长可达64位位2.大型机大型机运运算算速速
23、度度一一般般在在100万万次次/秒秒几几千千万万次次/秒秒，字字长长32位位64位位，主主存存容容量量在在几几百百兆兆字字节节以以上上。它它有有比比较较完完善善的的指指令令系系统统，丰富的外部设备和功能齐全的软件系统。丰富的外部设备和功能齐全的软件系统。3.中型机中型机中型机规模介于大型机和小型机之间。中型机规模介于大型机和小型机之间。4.小型机小型机规规模模较较小小、结结构构简简单单、成成本本较较低低、操操作作简简便便、维维护护容容易易，从从而得以广泛推广应用。而得以广泛推广应用。5.微型机微型机采采用用微微处处理理器器、半半导导体体存存储储器器和和输输入入输输出出接接口口等等芯芯片片组组装
24、装，具具有有体体积积更更小小、价价格格更更低低、通通用用性性更更强强、灵灵活活性性更更好好、可可靠靠性更高、使用更加方便等优点。性更高、使用更加方便等优点。6.工作站工作站工工作作站站实实际际上上就就是是一一台台高高档档微微机机，运运算算速速度度快快，主主存存储储器器容容量大，易于联网，特别适合于量大，易于联网，特别适合于CAD/CAM和办公室自动化。和办公室自动化。上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识 计算机及其应用已经渗透到社会的各行各业，正在计算机及其应用已经渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活的方式，推动着社会的改变着传
25、统的工作、学习和生活的方式，推动着社会的发展，如在以下领域中：发展，如在以下领域中：科研、工商、教育、医药、政府、娱乐、家庭等。科研、工商、教育、医药、政府、娱乐、家庭等。 1.1.7 1.1.7 计算机的应用计算机的应用 上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识归纳起来主要有以下几种用途归纳起来主要有以下几种用途1.1.科学计算科学计算：通常是指用于完成科学研究和工程技术：通常是指用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。中提出的数学问题的计算。2.2.数据处理数据处理：非数值计算，是指对大量的数据进行采：非数值计算，是指对大量的数据进行采
26、集、查询、分类、排序、统计、存储及传输等。集、查询、分类、排序、统计、存储及传输等。3.过程控制过程控制：实时控制，是指用计算机及时采集检测：实时控制，是指用计算机及时采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自数据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动调节。动调节。4.计算机辅助工程计算机辅助工程：计算机辅助设计：计算机辅助设计CAD、计算机辅助、计算机辅助制造制造CAM、计算机辅助教学、计算机辅助教学CAI、计算机辅助测试、计算机辅助测试CAT等等 。上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识5.5.人工智能（人工智能（Artifi
27、cial Intelligence,AI)Artificial Intelligence,AI)：利利用计算机模拟人的智能。研究方向：用计算机模拟人的智能。研究方向：模式识别、自模式识别、自然语言理解、然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、自动定理证明、自动程序设计、专家专家学习、机器人、机器学习等。学习、机器人、机器学习等。6.6.网络应用网络应用：利用通信设备将异地计算机系统连接：利用通信设备将异地计算机系统连接起来，实现资源共享和信息传播。起来，实现资源共享和信息传播。上一页上一页下一页下一页主目录主目录计算机应用基础项目化教程第一单元 计算机基础知识作业：作业：1、世界公认的第一台计算机诞生于何时何地？、世界公认的第一台计算机诞生于何时何地？叫什么名字？它存在哪两大缺点？叫什么名字？它存在哪两大缺点？2、现代计算机之父是谁？他主要有哪些贡献？、现代计算机之父是谁？他主要有哪些贡献？
