多媒體技術(shù) 第1章任務(wù)2熟悉計算機的發(fā)展

1、任務(wù)任務(wù)2 熟悉計算機的發(fā)展熟悉計算機的發(fā)展1.2.1 計算機的產(chǎn)生計算機的產(chǎn)生1.2.2 計算機的發(fā)展計算機的發(fā)展1.2.3 計算機的分類計算機的分類1.2.4 計算機的組成計算機的組成老式的計算工具 計算工具隨著生產(chǎn)的發(fā)展和社會的進步，計算工具隨著生產(chǎn)的發(fā)展和社會的進步，從簡單到復(fù)雜、由低級向高級發(fā)展從簡單到復(fù)雜、由低級向高級發(fā)展計算工具相繼出現(xiàn)了如：計算工具相繼出現(xiàn)了如：l算盤算盤l計算尺計算尺l手搖機械計算機手搖機械計算機l電動機械計算機等。電動機械計算機等。 算盤算盤 我國是最古老的計算工具我國是最古老的計算工具“算籌算籌”和和“珠珠算盤算盤”的發(fā)明地。而珠算直到今天仍被認的發(fā)明地。

2、而珠算直到今天仍被認為是一種簡便而優(yōu)良的計算工具。為是一種簡便而優(yōu)良的計算工具。 計算尺和手搖機械計算機計算尺和手搖機械計算機機械計算機機械計算機 法國數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家帕斯卡在法國數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家帕斯卡在1642年發(fā)年發(fā)明了一種機械計算機明了一種機械計算機 ，并在，并在1649年取得年取得專利。帕斯卡的計算機采用一種齒輪系統(tǒng)，專利。帕斯卡的計算機采用一種齒輪系統(tǒng)，其中一小輪轉(zhuǎn)十個數(shù)字，下一個小輪便轉(zhuǎn)其中一小輪轉(zhuǎn)十個數(shù)字，下一個小輪便轉(zhuǎn)動一個數(shù)字，通過齒輪系的聯(lián)動，可以進動一個數(shù)字，通過齒輪系的聯(lián)動，可以進行加法和減法的運算行加法和減法的運算. 圖靈機圖靈機 英國數(shù)學(xué)家英國數(shù)學(xué)家A.M Turing

3、于于1936年提出的一種理想年提出的一種理想的計算機器的數(shù)學(xué)模型圖靈機的計算機器的數(shù)學(xué)模型圖靈機(Turing machine)，現(xiàn)在已成為計算機科學(xué)中可計算性理論的基礎(chǔ)。現(xiàn)在已成為計算機科學(xué)中可計算性理論的基礎(chǔ)。為紀(jì)念英國數(shù)學(xué)家圖靈為紀(jì)念英國數(shù)學(xué)家圖靈Turing (1912-1954) 而而設(shè)立的圖靈獎成為計算機界的諾貝爾獎。設(shè)立的圖靈獎成為計算機界的諾貝爾獎。 世界上第一臺電子數(shù)字積分計算機世界上第一臺電子數(shù)字積分計算機（ENIAC） 1946年年2月，月，ENIAC誕生在美國賓夕法尼誕生在美國賓夕法尼亞大學(xué)。亞大學(xué)。l研制研制歷時歷時3年年造價造價48萬美元萬美元共用了共用了18000

4、個真空管個真空管占地占地170平方米，重達平方米，重達30噸，耗電噸，耗電140千瓦千瓦運算速度達每秒運算速度達每秒5000次加法、次加法、300次乘法運次乘法運算（據(jù)測算，人最快的運算速度每秒僅算（據(jù)測算，人最快的運算速度每秒僅5次加次加法運算）。法運算）。第一臺電子數(shù)字積分計算機（第一臺電子數(shù)字積分計算機（ENIAC）ENIAC的問世一的問世一下子緩解了當(dāng)時下子緩解了當(dāng)時極為嚴(yán)重的計算極為嚴(yán)重的計算速度大大落后于速度大大落后于實際要求的局面，實際要求的局面，解決了許多軍事解決了許多軍事上的難題，同時上的難題，同時也揭開了電子計也揭開了電子計算機發(fā)展和應(yīng)用算機發(fā)展和應(yīng)用的序幕。的序幕。計算機

5、之父計算機之父 馮馮諾依曼提出了在電子計算機中諾依曼提出了在電子計算機中存儲程存儲程序和程序控制序和程序控制的概念，確立了現(xiàn)代計算機的概念，確立了現(xiàn)代計算機的基本結(jié)構(gòu)，即電子計算機由的基本結(jié)構(gòu)，即電子計算機由運算器、控運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大大部分組成，該結(jié)構(gòu)一直沿用至今，所以他部分組成，該結(jié)構(gòu)一直沿用至今，所以他也被譽為也被譽為“計算機之父計算機之父”。計算機發(fā)展劃分成四代計算機發(fā)展劃分成四代 第一代（第一代（1946年年1958年）年）邏輯元件是電子管邏輯元件是電子管速度：幾十幾萬次速度：幾十幾萬次/秒秒內(nèi)存：磁鼓，千字內(nèi)存：磁鼓，千字

6、外設(shè)：磁帶外設(shè)：磁帶機器語言和匯編語言編寫程序機器語言和匯編語言編寫程序該時期計算機主要用于軍事目該時期計算機主要用于軍事目的和科學(xué)研究，代表機型有：的和科學(xué)研究，代表機型有：ENIAC、IBM650（小型機）、（小型機）、IBM709（大型機）（大型機）磁鼓存儲器磁鼓存儲器計算機發(fā)展劃分成四代計算機發(fā)展劃分成四代第二代（第二代（1959年年1964年）年）邏輯元件是半導(dǎo)體晶體管邏輯元件是半導(dǎo)體晶體管速度：幾十萬次速度：幾十萬次/秒秒內(nèi)存：磁芯，十萬字內(nèi)存：磁芯，十萬字外設(shè)：磁盤外設(shè)：磁盤操作系統(tǒng)和各種計算機高級操作系統(tǒng)和各種計算機高級語言語言該時期計算機主要用于數(shù)據(jù)該時期計算機主要用于數(shù)據(jù)處

7、理、自動控制等方面，代處理、自動控制等方面，代表機型有：表機型有：IBM7090、IBM7094、CDC7600等。等。電子管電子管晶體管晶體管第第2代計算機的內(nèi)存：磁芯存儲器代計算機的內(nèi)存：磁芯存儲器右圖是容量為32x32(1024) bit的一塊磁芯存儲板放大50倍的照片 計算機發(fā)展劃分成四代計算機發(fā)展劃分成四代第三代（第三代（1965年年1970年）年）邏輯元件是中小規(guī)模集成電路邏輯元件是中小規(guī)模集成電路速度：幾十萬次幾百萬次速度：幾十萬次幾百萬次/秒秒內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲器內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲器軟件：高級編程語言軟件：高級編程語言高級語言數(shù)量增多，同時出現(xiàn)了并行處理、高級語言數(shù)量增多，同時出現(xiàn)

8、了并行處理、多處理機、虛擬存儲系統(tǒng)以及面向用戶的多處理機、虛擬存儲系統(tǒng)以及面向用戶的應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件該時期計算機和通信密切結(jié)合，廣泛地應(yīng)該時期計算機和通信密切結(jié)合，廣泛地應(yīng)用到科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、事務(wù)管理、工用到科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、事務(wù)管理、工業(yè)控制等領(lǐng)域，代表機型有業(yè)控制等領(lǐng)域，代表機型有IBM360系系列、富士通列、富士通F230系列。系列。上世紀(jì)上世紀(jì)60年代的年代的 存儲容量為存儲容量為5MB的硬盤的硬盤 （27Kg重）重）計算機發(fā)展劃分成四代計算機發(fā)展劃分成四代第四代（第四代（1971年至今）年至今）大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路速度：幾百萬次億次速度：幾百萬次億次

9、/秒秒內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲器內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲器數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、通信軟件等數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、通信軟件等該時期計算機的類型除小型、中型、大型機外，該時期計算機的類型除小型、中型、大型機外，開始向巨型機和微型兩個方面發(fā)展，計算機開始開始向巨型機和微型兩個方面發(fā)展，計算機開始深入到各行各業(yè)，家庭和個人也開始使用。深入到各行各業(yè)，家庭和個人也開始使用。第第14代計算機的對比代計算機的對比 代代 別別年年 代代使用的元器件使用的元器件使用的軟件類使用的軟件類型型主要應(yīng)用領(lǐng)主要應(yīng)用領(lǐng)域域第第1代代20世紀(jì)世紀(jì)40年代中年代中期期50年年代末期代末期CPU：電子管：電子管內(nèi)存：磁鼓內(nèi)存：磁鼓使用機器語言使用機器語言

10、和匯編語言編和匯編語言編寫程序?qū)懗绦蚩茖W(xué)和工程科學(xué)和工程計算計算第第2代代20世紀(jì)世紀(jì)50年代中、年代中、后期后期60年代中期年代中期CPU：晶體管：晶體管內(nèi)存：磁芯內(nèi)存：磁芯使用使用FORTRAN等等高級程序設(shè)計高級程序設(shè)計語言語言開始廣泛應(yīng)開始廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處用于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域理領(lǐng)域第第3代代20世紀(jì)世紀(jì)60年代中年代中期期70年年代初期代初期CPU：SSI，MSI內(nèi)存：內(nèi)存：SSI，MSI的半導(dǎo)體的半導(dǎo)體存儲器存儲器操作系統(tǒng)、數(shù)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)據(jù)庫管理系統(tǒng)等開始使用等開始使用在科學(xué)計算、在科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制等工業(yè)控制等領(lǐng)域得到廣領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用泛應(yīng)用第第4代代2

11、0世紀(jì)世紀(jì)70年代中期年代中期以來以來CPU：LSI、VLSI內(nèi)存：內(nèi)存：LSI、VLSI的半導(dǎo)的半導(dǎo)體存儲器體存儲器軟件開發(fā)工具軟件開發(fā)工具和平臺、分布和平臺、分布式計算、網(wǎng)絡(luò)式計算、網(wǎng)絡(luò)軟件等開始廣軟件等開始廣泛使用泛使用深入到各行深入到各行各業(yè)，家庭各業(yè)，家庭和個人開始和個人開始使用計算機使用計算機計算機的發(fā)展計算機的發(fā)展1.廣度發(fā)展廣度發(fā)展個人計算機席卷全球，巨型機、大型機的需求也個人計算機席卷全球，巨型機、大型機的需求也穩(wěn)步增長，巨型、大型、小型、微型機各有自己穩(wěn)步增長，巨型、大型、小型、微型機各有自己的應(yīng)用領(lǐng)域，形成了一種多極化的形勢。的應(yīng)用領(lǐng)域，形成了一種多極化的形勢。l巨型計算

12、機主要應(yīng)用于天文、氣象、航天等尖端科學(xué)巨型計算機主要應(yīng)用于天文、氣象、航天等尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域和國防事業(yè)領(lǐng)域，它標(biāo)志一個國家計算機技技術(shù)領(lǐng)域和國防事業(yè)領(lǐng)域，它標(biāo)志一個國家計算機技術(shù)的發(fā)展水平。術(shù)的發(fā)展水平。l計算機也不斷向各個領(lǐng)域滲透，工廠生產(chǎn)、商業(yè)銷售、計算機也不斷向各個領(lǐng)域滲透，工廠生產(chǎn)、商業(yè)銷售、家庭生活、休閑娛樂中處處都有計算機的身影，人們家庭生活、休閑娛樂中處處都有計算機的身影，人們可以隨時使用計算機，相互交流信息。可以隨時使用計算機，相互交流信息。l未來計算機可能會成為一種最常用的日用品。未來計算機可能會成為一種最常用的日用品。計算機的發(fā)展計算機的發(fā)展2.深度發(fā)展深度發(fā)展“深深”度方

13、向發(fā)展，即向計算機智能化發(fā)展。度方向發(fā)展，即向計算機智能化發(fā)展。l計算機具有模擬人的感覺和思維過程的能力。計算機具有模擬人的感覺和思維過程的能力。l智能化的研究包括模式識別、圖像識別、自然語言的智能化的研究包括模式識別、圖像識別、自然語言的生成和理解、博弈、定理自動證明、自動程序設(shè)計、生成和理解、博弈、定理自動證明、自動程序設(shè)計、專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)和智能機器人等。專家系統(tǒng)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)和智能機器人等。l目前，科學(xué)家已研制出多種具有人的部分智能的機器目前，科學(xué)家已研制出多種具有人的部分智能的機器人，未來這一趨勢還將得到進一步發(fā)展。人，未來這一趨勢還將得到進一步發(fā)展。計算機的發(fā)展計算機的發(fā)展3.高度發(fā)

14、展高度發(fā)展性能越來越高，速度越來越快，是計算機性能越來越高，速度越來越快，是計算機發(fā)展的又一大方向。發(fā)展的又一大方向。l計算機向高的方面發(fā)展不僅是芯片頻率的提高，計算機向高的方面發(fā)展不僅是芯片頻率的提高，而且是計算機整體性能的提高。而且是計算機整體性能的提高。l一個計算機中不只用一個處理器，而是用幾百一個計算機中不只用一個處理器，而是用幾百個幾千個處理器，這就是所謂并行處理。個幾千個處理器，這就是所謂并行處理。計算機的發(fā)展大大超出人們預(yù)料計算機的發(fā)展大大超出人們預(yù)料由于集成電路技術(shù)的發(fā)展和微處理器的出現(xiàn)，由于集成電路技術(shù)的發(fā)展和微處理器的出現(xiàn)，計算機發(fā)展速度之快，大大超出人們的預(yù)料：計算機發(fā)展

15、速度之快，大大超出人們的預(yù)料：l性能不斷提高性能不斷提高l體積不斷變小體積不斷變小l功耗不斷降低功耗不斷降低l價格越來越便宜價格越來越便宜l軟件越來越豐富軟件越來越豐富l使用越來越容易使用越來越容易l應(yīng)用領(lǐng)域越來越普遍應(yīng)用領(lǐng)域越來越普遍l計算機數(shù)量不斷增加計算機數(shù)量不斷增加 上述趨勢不僅仍在繼續(xù)，且節(jié)上述趨勢不僅仍在繼續(xù)，且節(jié)奏進一步加快奏進一步加快 已不再沿用已不再沿用“第第x x代計算機代計算機”的的說法。說法。 正在研究開發(fā)智能化的計算機正在研究開發(fā)智能化的計算機系統(tǒng)，它以知識處理為核心，可系統(tǒng)，它以知識處理為核心，可以模擬或部分替代人的智能活動，以模擬或部分替代人的智能活動，具有自然的

16、人機通信能力具有自然的人機通信能力 發(fā)展帶來的問題發(fā)展帶來的問題 復(fù)雜性：復(fù)雜性：l一個芯片的晶體管有上億甚至幾十億個，這個數(shù)目已和大腦一個芯片的晶體管有上億甚至幾十億個，這個數(shù)目已和大腦里的神經(jīng)元的數(shù)目一樣多，如何保證這樣一個復(fù)雜的系統(tǒng)能里的神經(jīng)元的數(shù)目一樣多，如何保證這樣一個復(fù)雜的系統(tǒng)能夠正常的工作而不出現(xiàn)錯誤，這已不止是一般的測量能夠解夠正常的工作而不出現(xiàn)錯誤，這已不止是一般的測量能夠解決的問題了。決的問題了。功耗：功耗：l功耗越大，放熱越多?，F(xiàn)在一個芯片可能放熱一兩百瓦，還功耗越大，放熱越多?，F(xiàn)在一個芯片可能放熱一兩百瓦，還可以用風(fēng)扇來散熱，但再翻一翻幾百瓦，相當(dāng)于一個電爐了，可以用風(fēng)

17、扇來散熱，但再翻一翻幾百瓦，相當(dāng)于一個電爐了，這時的散熱就十分困難了。所以，如何在提高性能的同時不這時的散熱就十分困難了。所以，如何在提高性能的同時不增大功耗甚至減小功耗是當(dāng)前計算機科學(xué)發(fā)展的重大問題。增大功耗甚至減小功耗是當(dāng)前計算機科學(xué)發(fā)展的重大問題。人們提出了一些未來計算機的設(shè)想，比如量子計算機、神人們提出了一些未來計算機的設(shè)想，比如量子計算機、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機、生物計算機、光子計算機等，這些都將是經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機、生物計算機、光子計算機等，這些都將是計算機科學(xué)發(fā)展的重大課題。計算機科學(xué)發(fā)展的重大課題。未來可能的新型計算機未來可能的新型計算機量子計算機量子計算機：建立在量子力學(xué)基礎(chǔ)上，可以同時使

18、用多個不建立在量子力學(xué)基礎(chǔ)上，可以同時使用多個不同的量子態(tài)來處理和存儲信息同的量子態(tài)來處理和存儲信息 光學(xué)計算機光學(xué)計算機：以光子代替電子，光互連代替導(dǎo)線互連，光硬：以光子代替電子，光互連代替導(dǎo)線互連，光硬件代替計算機中的電子硬件，光運算代替電運算。件代替計算機中的電子硬件，光運算代替電運算。 生物計算機生物計算機：蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)的相互作用過：蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)的相互作用過程。計算機的轉(zhuǎn)換開關(guān)由酶來充當(dāng)，而程序則在酶合成系統(tǒng)程。計算機的轉(zhuǎn)換開關(guān)由酶來充當(dāng)，而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來。預(yù)計本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來。預(yù)計1010

19、2020年年后，后，DNADNA計算機將進入實用階段計算機將進入實用階段 這些技術(shù)現(xiàn)在還都不成熟，與實際應(yīng)用有很大差距，但可以這些技術(shù)現(xiàn)在還都不成熟，與實際應(yīng)用有很大差距，但可以預(yù)計這些技術(shù)的發(fā)展必將使計算機的前景更加美好預(yù)計這些技術(shù)的發(fā)展必將使計算機的前景更加美好 光計算機和生物計算機光計算機和生物計算機奧林巴斯光學(xué)工業(yè)公司開發(fā)出的生物計算機奧林巴斯光學(xué)工業(yè)公司開發(fā)出的生物計算機 英國女王大學(xué)的英國女王大學(xué)的Anatoly Zayats教授教授他是光計算機項目的負責(zé)人他是光計算機項目的負責(zé)人 計算機的分類計算機的分類 按處理信號分類：電子模擬計算機按處理信號分類：電子模擬計算機 電子數(shù)字計算

20、機電子數(shù)字計算機按用途分類：按用途分類： 專用計算機專用計算機 通用計算機通用計算機按計算機字長分類：按計算機字長分類：8位機位機 16位機位機 32位機位機 64 位機及更高位機器。位機及更高位機器。計算機的分類計算機的分類按運算速度分類：按運算速度分類：l巨型機巨型機l大型機大型機l小型機小型機l工作站工作站l微型計算機。微型計算機。巨型機巨型機 巨型機有極高的速度、極大的存儲容量。巨型機有極高的速度、極大的存儲容量。用于國防尖端技術(shù)、空間技術(shù)、大范圍長期性天用于國防尖端技術(shù)、空間技術(shù)、大范圍長期性天氣預(yù)報、石油勘探等方面。氣預(yù)報、石油勘探等方面。運算速度可達每秒百億次。運算速度可達每秒百

21、億次。這類計算機在技術(shù)上朝兩個方向發(fā)展：這類計算機在技術(shù)上朝兩個方向發(fā)展：l一是開發(fā)高性能器件，特別是縮短時鐘周期，提高單一是開發(fā)高性能器件，特別是縮短時鐘周期，提高單機性能。機性能。l二是采用多處理器結(jié)構(gòu)，構(gòu)成超并行計算機，通常由二是采用多處理器結(jié)構(gòu)，構(gòu)成超并行計算機，通常由100臺以上的處理器組成超并行巨型計算機系統(tǒng)，它臺以上的處理器組成超并行巨型計算機系統(tǒng)，它們同時解算一個課題，來達到高速運算的目的。們同時解算一個課題，來達到高速運算的目的。神威巨型計算機神威巨型計算機巨型計算機巨型計算機IBM Blue Gene/L supercomputer Cray 巨型計算機巨型計算機銀河巨型計

22、算機銀河巨型計算機2009年全球第年全球第5名名天河天河1號號A巨型計算機巨型計算機“天河1號A”峰值性能4700萬億次、持續(xù)速度 2566萬億次，有14000個通用處理器和上萬個圖形加速處理器;內(nèi)存總?cè)萘?8TB，磁盤總?cè)萘?PB，安裝在天津國家超級計算中心 2010.11.17國際超級計算機國際超級計算機TOP500組織正式發(fā)布第組織正式發(fā)布第36屆世界超級計算機屆世界超級計算機500強排名中，中國強排名中，中國 “天河一號天河一號”和和“曙光星云曙光星云”分別位列第分別位列第1和第和第3名名 天河天河1號號A (TH-1A )巨型計算機巨型計算機140個機柜，在個機柜，在700平方米的機

23、房內(nèi)整整齊齊排成平方米的機房內(nèi)整整齊齊排成13排排,每小時耗電每小時耗電4040度度部分采用了自主研制的飛騰部分采用了自主研制的飛騰-1000中央處理器中央處理器,運行自主研制的麒麟操作系統(tǒng)運行自主研制的麒麟操作系統(tǒng) 大型機大型機 具有很強的綜合處理能力和很大的性能覆具有很強的綜合處理能力和很大的性能覆蓋面。蓋面。在一臺大型機中可以使用幾十臺微機或微在一臺大型機中可以使用幾十臺微機或微機芯片，用以完成特定的操作。機芯片，用以完成特定的操作?？赏瑫r支持上萬個用戶，可支持幾十個大可同時支持上萬個用戶，可支持幾十個大型數(shù)據(jù)庫。型數(shù)據(jù)庫。主要應(yīng)用在政府部門、銀行、大公司、大主要應(yīng)用在政府部門、銀行、大

24、公司、大企業(yè)等。企業(yè)等。 小型機小型機 小型機的機器規(guī)模小、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計試小型機的機器規(guī)模小、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計試制周期短，便于及時采用先進工藝技術(shù)，制周期短，便于及時采用先進工藝技術(shù)，軟件開發(fā)成本低，易于操作維護。軟件開發(fā)成本低，易于操作維護。已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動控制、大型分析儀已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動控制、大型分析儀器、測量設(shè)備、企業(yè)管理、大學(xué)和科研機器、測量設(shè)備、企業(yè)管理、大學(xué)和科研機構(gòu)等，也可以作為大型與巨型計算機系統(tǒng)構(gòu)等，也可以作為大型與巨型計算機系統(tǒng)的輔助計算機。的輔助計算機。工作站工作站 工作站是一種新型計算機系統(tǒng)，是微型化工作站是一種新型計算機系統(tǒng)，是微型化的高性能計算機的高性能計算

25、機綜合了微型機和大型機的優(yōu)點，即具有速綜合了微型機和大型機的優(yōu)點，即具有速度快、內(nèi)存容量大、易聯(lián)網(wǎng)、適于復(fù)雜的度快、內(nèi)存容量大、易聯(lián)網(wǎng)、適于復(fù)雜的科學(xué)計算機等大型計算機的特點，又具有科學(xué)計算機等大型計算機的特點，又具有獨立處理、小巧靈活、使用方便、價格便獨立處理、小巧靈活、使用方便、價格便宜等優(yōu)點宜等優(yōu)點應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。微型計算機微型計算機 微型計算機又稱微型計算機又稱PC機（機（Personal Computer），簡稱微機，微型機技術(shù)在近年），簡稱微機，微型機技術(shù)在近年內(nèi)發(fā)展速度迅猛，平均每內(nèi)發(fā)展速度迅猛，平均每23個月就有新產(chǎn)品個月就有新產(chǎn)品出現(xiàn)，出現(xiàn)，12年產(chǎn)品就更

26、新?lián)Q代一次。年產(chǎn)品就更新?lián)Q代一次。平均每兩年芯片的集成度可提高一倍，性能提高平均每兩年芯片的集成度可提高一倍，性能提高一倍，價格降低一半。目前還有加快的趨勢。一倍，價格降低一半。目前還有加快的趨勢。微型機已經(jīng)應(yīng)用于辦公自動化、數(shù)據(jù)庫管理、圖微型機已經(jīng)應(yīng)用于辦公自動化、數(shù)據(jù)庫管理、圖像識別、語音識別、專家系統(tǒng)，多媒體技術(shù)等領(lǐng)像識別、語音識別、專家系統(tǒng)，多媒體技術(shù)等領(lǐng)域，并且開始成為城鎮(zhèn)家庭的一種常規(guī)電器。域，并且開始成為城鎮(zhèn)家庭的一種常規(guī)電器。關(guān)于關(guān)于“個人計算機個人計算機”臺式個人計算機臺式個人計算機(臥式臥式)臺式個人計算機臺式個人計算機(立式立式)便攜式便攜式(筆記本筆記本)個人計算機個人

27、計算機iMac 一體機一體機 Sony 一體機一體機 個人計算設(shè)備走向多元化個人計算設(shè)備走向多元化eBook（電子書）（電子書）Tablet PC（平板式電腦）（平板式電腦） 智能手機智能手機iPhone 4S Apple的的iPad平板電腦平板電腦Height: 9.56 inches (242.8 mm) Width: 7.47 inches (189.7 mm) Depth: 0.5 inch (13.4 mm) Weight: 1.5 pounds (0.68 kg) Wi-Fi model; 1.6 pounds (0.73 kg) Wi-Fi + 3G model 9.7-inch

28、 液晶顯示器，帶多點觸摸功能，液晶顯示器，帶多點觸摸功能，分辨率：分辨率：1024x768 第第2代代iPad平板電腦平板電腦16GB32GB64GBWi-Fi$499$599$699Wi-Fi + 3G$629$729$829采用雙核 CPU芯片，增加了雙攝像頭 陀螺儀、加速感應(yīng)器、指南針相互配合，游戲操控更方便 厚度比之前薄了 33%，重量減輕了 15% 第第3代代iPad平板電腦平板電腦iPad3平板電腦的趨勢平板電腦的趨勢三星三星Galaxy 聯(lián)想樂聯(lián)想樂Pad華碩華碩EeePad摩托羅拉摩托羅拉Xoom 宏基宏基 Iconia Tab 萬利達萬利達Zpad T8 GartnerGar

29、tner報告指出，報告指出，20102010年全球總共賣出了年全球總共賣出了17601760萬臺平板電腦，其中主要是萬臺平板電腦，其中主要是蘋果的蘋果的iPadiPad，銷售價格平均為每臺，銷售價格平均為每臺543543美元。美元。GartnerGartner預(yù)測，預(yù)測，20112011年全球平板電腦銷售數(shù)量將達到年全球平板電腦銷售數(shù)量將達到69506950萬臺，平均售價則萬臺，平均售價則為為423423美元。美元。GartnerGartner表示，平板電腦平均售價將持續(xù)走跌，在表示，平板電腦平均售價將持續(xù)走跌，在20132013年達到年達到300300美元，美元，20152015年則降到年則

30、降到263263美元，屆時賣出的數(shù)量將達到美元，屆時賣出的數(shù)量將達到2 2億億95009500萬臺。萬臺。廈門廈門35Pad嵌入式計算機嵌入式計算機 嵌入式技術(shù)就是嵌入式技術(shù)就是專用專用計算機技術(shù)，專用，是指針對某個計算機技術(shù)，專用，是指針對某個特定的應(yīng)用，如針對網(wǎng)絡(luò)、針對通信、針對音頻、針對視特定的應(yīng)用，如針對網(wǎng)絡(luò)、針對通信、針對音頻、針對視頻，針對工業(yè)控制等，從學(xué)術(shù)的角度，嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)頻，針對工業(yè)控制等，從學(xué)術(shù)的角度，嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可 靠性、成

31、本、體積、功耗有嚴(yán)靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)，它一般由嵌入式微處理器、外格要求的專用計算機系統(tǒng)，它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個部分組成。部分組成。嵌入式系統(tǒng)促使計算機的形態(tài)和性能更加小型化嵌入式系統(tǒng)促使計算機的形態(tài)和性能更加小型化,多功能多功能,低功耗。嵌入式系統(tǒng)使計算機由以往的諾曼尼結(jié)構(gòu)發(fā)展成低功耗。嵌入式系統(tǒng)使計算機由以往的諾曼尼結(jié)構(gòu)發(fā)展成為多處理器并行計算為多處理器并行計算,大大提高運行效率及穩(wěn)定性。嵌入大大提高運行效率及穩(wěn)定性。嵌入式系統(tǒng)已成為計算機技術(shù)的一個主要分支，

32、它的發(fā)展已成式系統(tǒng)已成為計算機技術(shù)的一個主要分支，它的發(fā)展已成為當(dāng)今計算機技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志。為當(dāng)今計算機技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志。 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng) 計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)所組成計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)所組成 l硬件：硬件：計算機系統(tǒng)中一切看得見、摸得著的有固定物理計算機系統(tǒng)中一切看得見、摸得著的有固定物理形式的部件，是計算機工作的物質(zhì)基礎(chǔ)形式的部件，是計算機工作的物質(zhì)基礎(chǔ)l軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)：是在計算機中執(zhí)行某種操作任務(wù)的程序、數(shù)據(jù)及是在計算機中執(zhí)行某種操作任務(wù)的程序、數(shù)據(jù)及文檔的集合，是計算機的靈魂文檔的集合，是計算機的靈魂l系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件l應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件 臺式臺

33、式PC的物理組成的物理組成臺式機臺式臺式PC主機主機外部設(shè)備外部設(shè)備機箱、電源機箱、電源主板主板CPU內(nèi)存條內(nèi)存條顯示卡顯示卡芯片組芯片組BIOS ROMCMOSPCI插槽插槽(I/O總線總線)網(wǎng)卡網(wǎng)卡輸入設(shè)備輸入設(shè)備外存儲器外存儲器鍵盤鍵盤鼠標(biāo)器鼠標(biāo)器麥克風(fēng)麥克風(fēng)攝像頭攝像頭輸出設(shè)備輸出設(shè)備U盤、移動硬盤盤、移動硬盤顯示器顯示器打印機打印機音箱音箱/耳機耳機聲卡聲卡插頭和插座插頭和插座(I/O接口接口)硬盤、軟驅(qū)硬盤、軟驅(qū)光盤驅(qū)動器光盤驅(qū)動器計算機硬件計算機硬件 計算機硬件在邏輯上主要有以下部件組成：計算機硬件在邏輯上主要有以下部件組成：l中央處理器（簡稱中央處理器（簡稱“CPU”）l內(nèi)部存

34、儲器（簡稱內(nèi)部存儲器（簡稱“內(nèi)存內(nèi)存”）l外部存儲設(shè)備（簡稱外部存儲設(shè)備（簡稱“外存外存”）l輸入設(shè)備輸入設(shè)備l輸出設(shè)備（簡稱輸出設(shè)備（簡稱“I/O設(shè)備設(shè)備”）這些部件通過總線相互連接。這些部件通過總線相互連接。每一種外部存儲設(shè)備、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備又包括設(shè)備自每一種外部存儲設(shè)備、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備又包括設(shè)備自身和設(shè)備控制器兩部分，設(shè)備和設(shè)備控制器通過輸入、輸身和設(shè)備控制器兩部分，設(shè)備和設(shè)備控制器通過輸入、輸出接口（簡稱出接口（簡稱“I/O接口接口”）相互連接。）相互連接。通常稱通常稱CPU、內(nèi)存和總線為主機，稱外存和、內(nèi)存和總線為主機，稱外存和I/O設(shè)備為設(shè)備為外部設(shè)備（簡稱外部設(shè)備（簡稱“

35、外設(shè)外設(shè)”）。）。處理器處理器 處理器：能解釋和執(zhí)行指令以實現(xiàn)運行程序完成數(shù)據(jù)處理任處理器：能解釋和執(zhí)行指令以實現(xiàn)運行程序完成數(shù)據(jù)處理任務(wù)的部件，負責(zé)對數(shù)據(jù)進行算術(shù)和邏輯運算及對程序所規(guī)定務(wù)的部件，負責(zé)對數(shù)據(jù)進行算術(shù)和邏輯運算及對程序所規(guī)定的指令進行分析，控制并協(xié)調(diào)輸入、輸出操作或?qū)?nèi)存的訪的指令進行分析，控制并協(xié)調(diào)輸入、輸出操作或?qū)?nèi)存的訪問。問。處理器能高速執(zhí)行指令完成二進制數(shù)據(jù)的算術(shù)、邏輯運算和處理器能高速執(zhí)行指令完成二進制數(shù)據(jù)的算術(shù)、邏輯運算和數(shù)據(jù)傳送等操作，它的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。數(shù)據(jù)傳送等操作，它的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。一臺計算機中往往有多個處理器，它們各有其不同的任務(wù)，一臺計算機中往往有多個處理器

36、，它們各有其不同的任務(wù)，有的用于繪圖，有的用于通信。有的用于繪圖，有的用于通信。Intel 4004 chipIntel 8080 chip中央處理器中央處理器承擔(dān)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件運行任務(wù)的處理承擔(dān)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件運行任務(wù)的處理器稱為器稱為“中央處理器中央處理器”（CPU），它是任），它是任何一臺計算機必不可少的核心組成部件。何一臺計算機必不可少的核心組成部件。大多數(shù)計算機只包含一個大多數(shù)計算機只包含一個CPU。為了提高。為了提高處理速度，計算機也可以包含處理速度，計算機也可以包含2個、個、4個、個、8個甚至幾百個、幾千個個甚至幾百個、幾千個CPU。使用多個使用多個CPU實現(xiàn)超高速計算的技

37、術(shù)稱為實現(xiàn)超高速計算的技術(shù)稱為“并行處理并行處理”，采用這種技術(shù)的計算機系，采用這種技術(shù)的計算機系統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為“多處理器系統(tǒng)多處理器系統(tǒng)”存儲器存儲器中央中央處理器處理器存儲數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)和指令和指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令處理數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)指令，數(shù)據(jù)指令，數(shù)據(jù)處理結(jié)果處理結(jié)果CPU的任務(wù)的任務(wù)CPU的主要任務(wù)是執(zhí)行指令，它按指令的主要任務(wù)是執(zhí)行指令，它按指令的規(guī)定對數(shù)據(jù)進行操作的規(guī)定對數(shù)據(jù)進行操作內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器 內(nèi)存儲器主要用來存放計算機正在使用的程序和內(nèi)存儲器主要用來存放計算機正在使用的程序和數(shù)據(jù)，又稱主存儲器。存儲容量的單位：數(shù)據(jù)，又稱主存儲器。存儲容量的單位： 位（位（Bit） 字節(jié)（字節(jié)（By

38、te） 千字節(jié)（千字節(jié)（KB） 兆字節(jié)（兆字節(jié)（MB） 吉字節(jié)（吉字節(jié)（GB）其中：其中：1 B = 8 Bit； 1 KB = 1024 B； 1 MB = 1024 KB； 1 GB = 1024 MB內(nèi)存儲器中常用的兩類存儲器器件為：內(nèi)存儲器中常用的兩類存儲器器件為：l隨機存儲器（隨機存儲器（RAM）：既可讀又可寫，使用方便靈活。）：既可讀又可寫，使用方便靈活。缺點切斷電源缺點切斷電源RAM的信息丟失。的信息丟失。l只讀存儲器（只讀存儲器（ROM）：只能讀不可寫，其優(yōu)點是切斷）：只能讀不可寫，其優(yōu)點是切斷電源后電源后ROM的信息保持不變。又稱為非易失性存儲器。的信息保持不變。又稱為非易失性存儲器。外存儲器外存儲器 外存儲器主要用來存放用戶所使用的所有程序和外存儲器主要用來存放用戶所使用的所有程序和數(shù)據(jù)，是可較長時間保存信息的部件。數(shù)據(jù)，是可較長時間保存信息的部件。內(nèi)存和外存的區(qū)別在于能否被中央處理器（內(nèi)存和外存的區(qū)別在于能否被中央處理器（CPU）直接訪問。直接訪問。CPU不能直接執(zhí)行外存中的程序數(shù)據(jù)，但可以直不能直接執(zhí)行外存中的程序數(shù)據(jù)，但可以直接執(zhí)行內(nèi)存中的程序數(shù)據(jù)。接執(zhí)行內(nèi)存中的程序數(shù)據(jù)。l內(nèi)存容量小，外存容量大；內(nèi)存容量小，外存容量大；l每存儲單元內(nèi)存價格高，外存價格低；每