計(jì)算機(jī)發(fā)展及理論課件

主講：陳逢華主講：陳逢華1對(duì)上一講內(nèi)容的復(fù)習(xí)一.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括（）系統(tǒng)和（）系統(tǒng)，主機(jī)是屬于其中的（）系統(tǒng)，其包括（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）大件，專業(yè)人士還需專門配備（）或（）。外部設(shè)備是屬于其中的（）系統(tǒng)，其包括（外存儲(chǔ)器），比如（）、（輸入設(shè)備）比如（）（）（）、（輸出設(shè)備）比如（）（）（）

二、軟件系統(tǒng)包括（）軟件，比如（）（）和（）軟件，比如（）（）（）…………….對(duì)上一講內(nèi)容的復(fù)習(xí)一.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括（）系統(tǒng)和（）系2存儲(chǔ)容量最小的數(shù)據(jù)單位是（）中文叫（），再依次從小到大為（）（）（）（），他們之間的換算單位為（）。比如1G＝（）M。存儲(chǔ)容量最小的數(shù)據(jù)單位是（）中文叫（），再依次從小到大為3補(bǔ)充內(nèi)容：計(jì)算機(jī)工作原理〔P7〕補(bǔ)充內(nèi)容：計(jì)算機(jī)工作原理〔P7〕4

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已不再是少數(shù)計(jì)算機(jī)專業(yè)人員的專利，它已滲透到我們工作和生活的各個(gè)角落，而且這種滲透趨勢還會(huì)越來越強(qiáng)?，F(xiàn)代社會(huì)是信息的社會(huì)，而一切信息的處理都離不開計(jì)算機(jī)。上一節(jié)我們認(rèn)識(shí)的電腦其實(shí)只是電腦的硬件部份，完整的電腦系統(tǒng)應(yīng)該是硬件（英文名叫hardware）和軟件（英文名叫software）的統(tǒng)一，就象錄像機(jī)和VCD機(jī)，它們本身只是一個(gè)塑料和金屬片堆積起來的部件，如果沒有錄像帶和VCD碟片，以及設(shè)定在機(jī)器內(nèi)的控制程序，錄像機(jī)和VCD機(jī)純粹就是一堆廢塑料和金屬片，一點(diǎn)用處都沒有。同樣，沒有運(yùn)行在硬件基礎(chǔ)之上的各種軟件，電腦也是一堆廢鐵。因此，在認(rèn)識(shí)了電腦的家之后，我們花點(diǎn)時(shí)間了解一下電腦軟件的相關(guān)知識(shí)，從而概貌性地掌握電腦工作的基本原理。這對(duì)于后面操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí)，會(huì)很有幫助。我們現(xiàn)在就去探究一下電腦，到底是怎樣工作的？隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已不再是少數(shù)計(jì)算機(jī)專5

一、電腦原理概述前面我們已經(jīng)提過，電腦的工作原理跟電視機(jī)、VCD機(jī)差不多，您給它發(fā)一些指令，它就會(huì)按您的意思執(zhí)行某項(xiàng)功能。不過，您可知道，這些指令并不是直接發(fā)給您要控制的硬件，而是先通過前面提過的輸入設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)，接收您的指令，然后再由中央處理器（CpU）來處理這些指令，最后才由輸出設(shè)備輸出您要的結(jié)果?，F(xiàn)在，讓我們用一道簡單的計(jì)算題來回想一下人腦的工作方式。一、電腦原理概述6題目很簡單：8+8÷4=？首先，我們得用筆將這道題記錄在紙上，記在大腦中，再經(jīng)過腦神經(jīng)元的思考，結(jié)合我們以前掌握的知識(shí)，決定用四則運(yùn)算規(guī)則和九九乘法口訣來處理，先用腦算出8÷4=2這一中間結(jié)果，并記錄于紙上，然后再用腦算出8+2=10這一最終結(jié)果，并記錄于紙上。通過做這一簡單運(yùn)算題，我們發(fā)現(xiàn)一規(guī)律：首先通過眼、耳等感覺器官將捕捉的信息輸送到大腦中并存儲(chǔ)起來，然后對(duì)這一信息進(jìn)行加工處理，再由大腦控制人把最終結(jié)果，以某種方式表達(dá)出來。電腦正是模仿人腦進(jìn)行工作的（這也是“電腦”名稱的來源），其部件如輸入設(shè)備、存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸出設(shè)備等分別與人腦的各種功能器官對(duì)應(yīng)，以完成信息的輸入、處理、輸出。題目很簡單：8+8÷4=？7

二、硬件和軟件的概念

在前面我們介紹了電腦是什么樣的，及電腦內(nèi)部是怎樣組成的，這些都是我們能夠?qū)崒?shí)在在地“看到”的東西或設(shè)備，那些構(gòu)成電腦的看得見摸得著的東西，如元器件、電路板、零部件等物理實(shí)體和物理裝置，我們把這些設(shè)備都叫做電腦硬件。一個(gè)電腦系統(tǒng)中只有硬件是不夠的，因?yàn)樗荒転槲覀冏鋈魏问虑椋挥性陔娔X系統(tǒng)中添加了相應(yīng)的軟件后，電腦才能發(fā)揮它巨大的作用，才能實(shí)現(xiàn)我們所要求的目的。給硬件配備“思想”即指揮它如何工作的軟件就使它成為令我們驚奇的電“腦”。所謂軟件，就是安裝或存儲(chǔ)在電腦中的程序，有時(shí)這些軟件也存儲(chǔ)在外存儲(chǔ)器上，如光盤或軟盤上。我們所知道的軟件有：Windows2003、Office2003辦公軟件、金山詞霸、幸福之家、超級(jí)解霸等等。我們可以通過一些例子，來進(jìn)一步理解軟件、硬件的概念。比如：我們經(jīng)常使用的VCD碟片，就這張碟片本身來說，它只是一個(gè)硬件，用來播放VCD的影碟機(jī)也是一個(gè)硬件，而存儲(chǔ)在碟片上的圖象和音樂就是軟件。軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，象Windows2003這樣的軟件（也叫做操作系統(tǒng)）就是系統(tǒng)軟件，而象“金山詞霸2000”這樣的軟件就是應(yīng)用軟件。通過了解軟件、硬件的概念，我們也就知道了它們之間的關(guān)系，那就是，硬件和軟件是相互依存的，硬件為軟件提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，也就是說軟件離開了相應(yīng)硬件的支持，是無法發(fā)揮其作用的，而只有有了軟件的支持，也才能使硬件有了用武之地。但是，并不是有了某種硬件就能運(yùn)行所有的軟件，也不是有了某個(gè)軟件就能在所有的硬件上運(yùn)行，這就是電腦中很普遍的兼容性問題。電腦的硬件和軟件是相輔相成的。它們共同構(gòu)成完整的電腦系統(tǒng)，缺一不可，沒有軟件的電腦等于一堆廢銅爛鐵，無任何作用；同樣，沒有硬件，軟件也就如無源之水，尤如空中樓閣。它們只有相互配合，電腦才能正常運(yùn)行。二、硬件和軟件的概念8

三、基本輸入輸出系統(tǒng)首先，我們介紹一下裸機(jī)的概念，簡單的說，裸機(jī)即是電腦硬件的組合，也就是大家平時(shí)所說的電腦。一般情況下，我們不能直接操作裸機(jī)，必須通過一個(gè)叫做“基本輸入輸出系統(tǒng)”的軟件系統(tǒng)（英文為basicInput/OutputSystem，簡稱bIOS），才能操作控制裸機(jī)，之所以這樣稱呼它，是因?yàn)樗峁┝俗罨镜挠?jì)算機(jī)操作功能，如在屏幕上顯示一點(diǎn)，接收一個(gè)鍵盤字符的輸入等?；据斎胼敵鱿到y(tǒng)對(duì)電腦來說是非常重要的，這個(gè)系統(tǒng)的作用直接影響電腦的能否使用。同時(shí)幾乎所有電腦功能最終都是分解為一個(gè)個(gè)簡單的基本輸入輸出操作來實(shí)現(xiàn)。辟如畫一幅風(fēng)景，就是由一系列不同顏色和亮度點(diǎn)的基本輸入輸出操作來完成。基本輸入輸出系統(tǒng)存放在主板的只讀存儲(chǔ)器（英文為ReadOnlyMemory，簡稱ROM）芯片中，平時(shí)不可修改，也沒必要修改，但惡性計(jì)算機(jī)病毒除外，1999年4月26日席卷全球的CIH病毒就破壞了相當(dāng)一部份電腦的bIOS系統(tǒng)，弄得大家只好找專家才能修復(fù)。三、基本輸入輸出系統(tǒng)9

四、操作系統(tǒng)的概念在基本輸入輸出系統(tǒng)的外面，才是我們平常念叨的Windows98或Windows2000系統(tǒng)，在電腦界，這些軟件又叫操作系統(tǒng)（OperatingSystem簡稱OS），專門負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的各種資源，并提供操作電腦所需的工作界面。有了它們，人們才可以方便自如地使用電腦。正是由于操作系統(tǒng)的飛速發(fā)展，才使計(jì)算機(jī)的使用從高度專業(yè)化的技術(shù)人員手中，走向了廣大普通用戶手中，同樣也正是由于操作系統(tǒng)的飛速發(fā)展，才使得計(jì)算機(jī)的應(yīng)用出現(xiàn)了多姿多彩的今天。操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)軟硬件資源的一個(gè)平臺(tái)，沒有它，任何計(jì)算機(jī)都無法正常運(yùn)行。在個(gè)人電腦發(fā)展史上，出現(xiàn)過許多不同的操作系統(tǒng)，其中最為常用的有五種：DOS、windows、Linux、Unix/Xenix、OS/2，下面分別介紹這五種電腦操作系統(tǒng)的發(fā)展過程和功能特點(diǎn)。四、操作系統(tǒng)的概念10DOS操作系統(tǒng)從1981年問世至今，DOS經(jīng)歷了7次大的版本升級(jí)，從1.0版到現(xiàn)在的7.0版，不斷地改進(jìn)和完善。但是，DOS系統(tǒng)的單用戶、單任務(wù)、字符界面和16位的大格局沒有變化，因此它對(duì)于內(nèi)存的管理也局限在640Kb的范圍內(nèi)。DOS最初是為IbM-pC開發(fā)的操作系統(tǒng)，因此它對(duì)硬件平臺(tái)的要求很低，即使對(duì)于DOS6.22這樣的高版本DOS，在640Kb內(nèi)存、40Mb硬盤、80286處理器的環(huán)境下也可正常運(yùn)行，因此DOS系統(tǒng)既適合于高檔電腦使用，又適合于低檔電腦使用。常用的DOS有三種不同的品牌，它們是Microsoft公司的MS-DOS、IbM公司的pC-DOS以及Novell公司的DR_DOS，這三種DOS都是兼容的，但仍有一些區(qū)別，三種DOS中使用最多的是MS-DOS。DOS系統(tǒng)一個(gè)最大的優(yōu)勢是它支持眾多的通用軟件，如各種語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、文字處理軟件、電子表格。而且圍繞DOS開發(fā)了很多應(yīng)用軟件系統(tǒng)，如財(cái)務(wù)、人事、統(tǒng)計(jì)、交通、醫(yī)院等各種管理系統(tǒng)。鑒于這個(gè)原因，盡管DOS已經(jīng)不能適應(yīng)32位機(jī)的硬件系統(tǒng)，但是仍廣泛流行，而且在未來的幾年內(nèi)也不會(huì)很快被淘汰DOS操作系統(tǒng)11

windows系統(tǒng)windows是Microsoft公司在1985年11月發(fā)布的第一代窗口式多任務(wù)系統(tǒng)，它使pC機(jī)開始進(jìn)入了所謂的圖形用戶界面（GUI：GraphicUserInterface）時(shí)代。在圖形用戶界面中，每一種應(yīng)用軟件（即由windows支持的軟件）都用一個(gè)圖標(biāo)（Icon）表示，用戶只需把鼠標(biāo)移到某圖標(biāo)上，雙擊該圖標(biāo)即可進(jìn)入該軟件應(yīng)用窗口，這種界面方式為用戶提供了很大的方便，把計(jì)算機(jī)的使用提高到了一個(gè)新的階段。windows1.X版是一個(gè)具有多窗口及多任務(wù)功能的版本，但由于當(dāng)時(shí)的硬件平臺(tái)為pC/XT，速度很慢，所以windows1.X版本并未十分流行。1987年底Microsoft公司又推出了MS-windows2.X版，它具有窗口重疊功能，窗口大小也可以調(diào)整，并可把擴(kuò)展內(nèi)存和擴(kuò)充內(nèi)存作為磁盤高速緩存，從而提高了整臺(tái)計(jì)算機(jī)的性能，此外它還提供了眾多的應(yīng)用程序：寫字板Write、記事本Notepad、計(jì)算器Calculator、日歷Calendar……等。隨后在88年、89年又先后推出了MS-windows/286-V2.1和MS-windows/386V2.1這兩個(gè)版本。1990年，Microsoft公司推出了windows3.0，它的功能進(jìn)一步加強(qiáng)，具有強(qiáng)大的內(nèi)存管理，且提供了數(shù)量相當(dāng)多的windows應(yīng)用軟件，因此成為386、486微機(jī)新的操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。隨后，windows發(fā)表3.1版，而且推出了相應(yīng)的中文版。3.1版較之3.0版增加了一些新的功能，受到了用戶歡迎，是當(dāng)時(shí)最流行的windows版本。其中文版為windows3.2。1995年，Microsoft公司推出了windows95（也稱為Chicago或windows4.0）。在此之前的windows都是由DOS引導(dǎo)的，也就是說它們還不是一個(gè)完全獨(dú)立的系統(tǒng)，而windows95是一個(gè)完全獨(dú)立的系統(tǒng)，并在很多方面作了進(jìn)一步的改進(jìn)，還集成了網(wǎng)絡(luò)功能和即插即用（plugandplay）功能，是一個(gè)全新的32位操作系統(tǒng)。windows系統(tǒng)121998年，Microsoft公司推出了windows95的改進(jìn)版windows98，windows98的一個(gè)最大特點(diǎn)就是把微軟的Internet瀏覽器技術(shù)整合到了windows95里面，使得訪問Internet資源就像訪問本地硬盤一樣方便，從而更好地滿足了人們越來越多的訪問Internet資源的需要。

2000年出現(xiàn)windows2000。2002年出現(xiàn)windowsXP目前實(shí)際使用的主流操作系統(tǒng)。2003年出現(xiàn)windows2003。期近推出WindowsVista

1998年，Microsoft公司推出了windows13

五、應(yīng)用軟件的概念顧名思義，應(yīng)用軟件即是提供某種特定功能的軟件，如現(xiàn)在您使用的《WpS2000》、《WORD97》等，它們一般都運(yùn)行在操作系統(tǒng)(如Windows98)之上，由專業(yè)人員根據(jù)各種需要開發(fā)。我們平時(shí)見到和使用的絕大部分軟件均為應(yīng)用軟件，如殺毒軟件，文字處理軟件，學(xué)習(xí)軟件，游戲軟件，上網(wǎng)軟件等等。下圖即為一套完整的電腦系統(tǒng)示意框圖。五、應(yīng)用軟件的概念14電腦的組成非常象我們?nèi)思叭说男袨椋弘娔X的主機(jī)就類似與我們的大腦，因?yàn)?，我們?nèi)耸怯么竽X在思考問題進(jìn)行運(yùn)算的，同時(shí)我們的大腦還能記憶很多我們所遇見過的和學(xué)習(xí)過的東西。這也是為什么叫做電腦的原因；電腦的外設(shè)就類似與人的眼、耳、四肢等，以及我們用來記錄所發(fā)生的事情或要做的事情的筆記本。但電腦與人有本質(zhì)的不同，這就是電腦永遠(yuǎn)是由人來控制的，是幫助人進(jìn)行腦力勞動(dòng)的工具。

計(jì)算機(jī)原理及綜述電腦的組成非常象我們?nèi)思叭说男袨椋弘娔X的主機(jī)就類似與我們15第一部分：計(jì)算機(jī)基本知識(shí)計(jì)算機(jī)基本理論[P1]第一部分：計(jì)算機(jī)基本知識(shí)計(jì)算機(jī)基本理論[P1]16關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)概念：電子計(jì)算機(jī)、文件、計(jì)算機(jī)病毒。計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)概念：電子計(jì)算機(jī)、文件、計(jì)算機(jī)病毒。計(jì)算機(jī)基本171.電子計(jì)算機(jī)（電腦）[P1]：是一種具有存儲(chǔ)能力并能自動(dòng)、高速處理各種信息的現(xiàn)代化電子設(shè)備。計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)1.電子計(jì)算機(jī)（電腦）[P1]：是一種具有存儲(chǔ)能力并能自動(dòng)、182.文件：是具有文件名的一組相關(guān)信息的集合。3.計(jì)算機(jī)病毒：是人為制造的能夠自動(dòng)侵入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)帶來故障的一段程序或一組指令。計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)2.文件：是具有文件名的一組相3.計(jì)算機(jī)病毒：是人為制19關(guān)鍵詞：發(fā)展[P1]電子計(jì)算機(jī)以前的計(jì)算工具先后經(jīng)歷了手工、機(jī)械機(jī)電三個(gè)發(fā)展階段.計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)展關(guān)鍵詞：發(fā)展[P1]電子計(jì)算機(jī)以前的計(jì)算工具先201642年加法器（擺）石頭、草繩（打結(jié)）遠(yuǎn)古時(shí)期算籌公元前500年公元前100年計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)展1642年加法器（擺）石頭、草繩（打結(jié)）遠(yuǎn)古時(shí)期算籌公元前5211946年ENIAC1822年差分機(jī)1833分析機(jī)MARKI計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)展1946年ENIAC1822年差分機(jī)1833分析機(jī)MAR22第一臺(tái)計(jì)算機(jī)(1946.2)5000次加法/秒體重30噸、占地170M2、18800只電子管、1500個(gè)繼電器、耗電150KW、價(jià)值40萬美元誕生于美國賓夕法尼亞大學(xué)，設(shè)計(jì)目的是為美國陸軍彈道實(shí)驗(yàn)室解決彈道特性的計(jì)算問題計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)展第一臺(tái)計(jì)算機(jī)(1946.2)5000次加法/秒體重30噸、23計(jì)算機(jī)已經(jīng)歷了四代[P2]：第一代：基本邏輯元件為電子管第二代：基本邏輯元件為晶體管第三代：基本邏輯元件為集成電路第四代：基本邏輯元件為大規(guī)模集成電路。計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)展計(jì)算機(jī)已經(jīng)歷了四代[P2]：計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)展24[P2]第一代電子管時(shí)代(1946-1958)耗電高，體積大，定點(diǎn)計(jì)算，機(jī)器語言，匯編語言第二代晶體管時(shí)代(1958-1965)變集中處理為分級(jí)處理，浮點(diǎn)運(yùn)算、高級(jí)語言第三代中小規(guī)模集成電路時(shí)代(1965-1970)存儲(chǔ)容量大，運(yùn)算速度快，幾十至幾百萬次/秒第四代大規(guī)模集成電路時(shí)代(1971至今)向大型機(jī)和微型機(jī)兩個(gè)方向發(fā)展現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展方向巨型化，微型化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，多媒體化

計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)展[P2]計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)展25電子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)[P2下]：

1、計(jì)算速度快2、計(jì)算精度高,可靠性強(qiáng)3、記憶能力驚人4、具有邏輯和判斷能力5、高度自動(dòng)化計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)展電子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)[P2下]：計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)26新一代的計(jì)算機(jī)具有人的聽、說、讀、寫和思維推理能力的智能化計(jì)算機(jī)。采用的技術(shù)主要包括：納米技術(shù)、光技術(shù)、量子技術(shù)和生物技術(shù)。

計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)展新一代的計(jì)算機(jī)具有人的聽、說、讀、寫和思維推理能力的智能化計(jì)27神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)

用數(shù)據(jù)單元模擬人腦的神經(jīng)元，并利用神經(jīng)元結(jié)點(diǎn)的分布式存儲(chǔ)和相互關(guān)聯(lián)來模擬人腦活動(dòng)生物計(jì)算機(jī)

使用蛋白分子為主要原料制成的生物芯片構(gòu)成，存儲(chǔ)能力巨大，而且以波的形式來傳播信息光子計(jì)算機(jī)

利用光子取代電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)。光子的傳播速度極快

，可以達(dá)到每秒萬億字節(jié)。

量子計(jì)算機(jī)

利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，這種多現(xiàn)實(shí)態(tài)量子力學(xué)的標(biāo)志。計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)鍵詞：發(fā)展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)光子計(jì)算機(jī)量子計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)基本知識(shí)關(guān)28數(shù)值計(jì)算：

數(shù)據(jù)庫管理，企業(yè)信息管理，統(tǒng)計(jì)匯總、辦公自動(dòng)化信息處理：

密碼破譯，天氣預(yù)報(bào)，地質(zhì)勘探，衛(wèi)星軌道計(jì)算過程控制：