计算机应用基础计算机应用基础 初识计算机计算机的发展及应用领域 技能实训组装一台计算机 深入了解计算机计算机系统的基本组成 了解计算机周边设备常用的计算机设备 1 1 2 2 3 3 4 4 模块1 计算机基础知识 模块1 计算机基础知识 学习目标 了解计算机的发展历史和应用领域。 了解计算机系统结构、主要技术指标及其作用。 了解计算机中的信息表示方式和字符编码方式。 了解常用的计算机设备。 案例1 初识计算机计算机的发展及应用领域 案例描述： 第一台电子计算机埃尼阿克在发明之初虽然功能强大，但是 它毕竟还很不完善，比如存在着耗电多、费用高的缺点。据说那些 年，只要埃尼阿克一开动，整个费城的所有电灯顿时黯然失色。 埃尼阿克最致命的缺点是程序与计算分离。指挥埃尼阿克2万 电子管工作的程序指令被存放在机器的外部电路里。需要计算某个 题目前，埃克特必须分派几十员精兵强将，把数百条线路用手接通 ，像一群电话接线员那样手忙脚乱地忙活好几天，才能进行几分钟 运算。 现在的人不应该因此而求全责难莫契利和埃克特，因为电子计算 机的设计毕竟是前无古人的。然而，正是这前无古人，方才显得出 英雄本色。这时，冯诺依曼仗剑而出，用绝顶高超的十八般“武 艺”一举攻克了巨大的难关。 案例1 初识计算机计算机的发展及应用领域 案例描述： 在埃尼阿克尚未投入运行前，冯诺依曼就已开始着手起草一份新的设 计报告，要对这台电子计算机进行脱胎换骨的改造。他把新机器的方案命名 为“离散变量自动电子计算机”，英文缩写译音是“埃德瓦克”（EDVAC）。 正是这份方案，奠定了现代计算机体系结构坚实的根基。方案明确规定了计 算机的五大部件，并用二进制替代十进制运算，大大方便了机器的电路设计 。埃德瓦克方案的革命意义在于“存储程序”程序也被当作数据存进了 机器内部，以便计算机能自动依次执行指令，再也不必去接通什么线路。 长达101页纸洋洋万言的埃德瓦克方案，是现代计算机发展里程碑式的文 献，人们后来把按这一方案思想设计的机器统称为“诺依曼机”。自冯诺 依曼设计的埃德瓦克始，直到今天我们用“奔腾”芯片制作的多媒体计算机 为止，计算机一代又一代的“传人”，大大小小千千万万台计算机，都没能 够跳出诺依曼机“如来佛”的手掌心。在这个意义上，冯诺依曼是当之无 愧的“计算机之父”。当然，随着人工智能和神经网络计算机的发展，诺依 曼机一统天下的格局已经被打破，但是，冯诺依曼对于发展计算机做出的 巨大功绩，永远不会因此而泯灭光辉！ 案例1 初识计算机计算机的发展及应用领域 计算机的产生并非偶然，它是建立在成熟的理论和技 术基础上的。它的产生和发展也并非顺畅，而是经历过许 多的技术关卡，有许多人为之付出辛苦和努力。 案例分析 案例1 初识计算机计算机的发展及应用领域 1.1.1 计算机的发展历史、特点及分类 1946年2月，世界上出现了第一台电子数字计算机ENIAC ，用于计算弹道轨迹，它占地面积约170 m2，质量约30 t 。1958年，晶体管计算机诞生了，它属于第二代电子计算机 ，只要几个大一点的柜子就可将它容下，运算速度也大大提 高了。1965年，第三代中小规模集成电路计算机出现了。 1971年，采用大规模集成电路和超大规模集成电路制成的“ 克雷一号”，属于计算机的第四代，一直以来，计算机不断 向着小型化、微型化、低功耗、智能化、系统化的方向更新 换代。到了20世纪90年代，计算机向智能方向发展，可以进 行思维、学习、记忆、网络通信等。 1.计算机的发展 案例1 初识计算机计算机的发展及应用领域 大型计算机的设计和制造能力以及安装台数在 一定程度上体现一个国家的综合国力，它是解决军事 、科研、气象、航天、银行、电信等高强度计算或存 储问题的强有力工具。20世纪90年代以来，大型计算 机常用于大型事务处理系统，实现网络资源共享的服 务器一般也采用大型计算机，在电子商务系统中，也 需要大型机作为电子商务服务器提供高性能、提高 I/O处理能力。2009年，我国第一台国产每秒千万亿 次的“天河一号”计算机问世，它使中国成为继美国 之后世界第二个研制千万亿次超级计算机的国家。 案例1 初识计算机计算机的发展及应用领域 1能在程序控制下自动地运行程序。 运算速度快。2 3运算精度高 具有运算和逻辑判断能力。4 5存储容量大，记忆能力强。 6可靠性高 计算机 的特点 PPT模板下载： 行业PPT模板： 节日PPT模板： PPT 素材下载： PPT背景图片： PPT图表下载： 优秀PPT下载： PPT教程： Word教程： Excel 教程： 资料下载： PPT 课件下载： 范文下载： 试卷下载： 教案下载： 计算机 的分类 （2）按照使 用范围可分为 通用计算机和 专用计算机。 （3）按照其性能可以分为 超级计算机（supercomputer）、 大型计算机（mainframe）、 小型计算机（minicomputer）、 微型计算机（microcomputer）、 工作站（workstation）和服务器（ server）。 （1）按照处理数据的形态可以分为 数字计算机、模拟计算机和混合计 算机3类。 案例1 初识计算机计算机的发展及应用领域 案例1 初识计算机计算机的发展及应用领域 1 2 3 4 5 6 7 科学计算（ 数值计算） 过程检测与控制（ 自动控制） 信息管理（数据处理） 计算机辅助系统 办公自动化 人工智能和模 式识别 计算机网络 1.1.2 计算机的应用领域 案例2 深入了解计算机计算机系统的基本组成 案例描述： 一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。计算机 硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合，它们都是看得见摸得着 的，是计算机进行工作的物质基础；计算机软件系统是指在硬件设备上运 行的各种程序及有关资料。人们把不装备任何软件的计算机称为裸机。 计算机史学家认为，微处理器的发明是促使计算机产业飞速发展的最 重要的三大发明之一（另外两样是晶体管和集成电路）。而要说清楚微处 理器的由来，得从美国的特德JP霍夫（Ted Hoff）说起。 特德霍夫，1937年10月28日出生于美国纽约州的罗切斯特。其父是 一名电气工程师。可能是家庭的耳濡目染，霍夫从小就对科技产生了兴趣 。他经常阅读大众科学一类的科技杂志，还时不时动手搞些电器与化 学之类的小实验。1954年，他考上了伦塞勒综合工学院，就读电子工程专 业。1958年获学士学位，毕业论文的选题为“晶体管中的电流转换作用” 。后又进入著名的斯坦福大学继续攻读晶体管理论课程，先后获电子工程 硕士、博士学位。毕业后任职于斯坦福大学计算机研究所，期间，获得了 几项有关半导体存储器的专利。 案例2 深入了解计算机计算机系统的基本组成 案例描述： 1968年，霍夫加盟刚成立不久的英特尔公司，成为英特尔公司的第 12名雇员，担任应用研究部经理。霍夫到英特尔后接受的第一项重任就是 代表公司与日本一家商业通信公司合作研制一种新型可编程台式计算器。 英特尔承担的任务就是配合日方研制这种十分复杂的特殊芯片。霍夫翻阅 了日本人带来的设计资料，第一感觉就是“他们这种计算器为何要搞得这 么复杂”。他认为，这种简单的计算器竟然要安放近十块集成电路芯片， 实在没有必要。因此，热心的霍夫主动向日方建议，能否将芯片的数目减 少至三片，同时霍夫还提供了自己重新设计的方案。不料傲慢的日本人对 此不屑一顾，其中一位无理的家伙还反唇相讥：“霍夫先生，谢谢您的好 意，不过我们好像还明白怎样来设计计算器。” 碰了软钉子的霍夫无可奈何地跑到英特尔公司创始人诺依斯那儿大发 了一通牢骚，埋怨日本人有眼无珠，目光短浅。没想到诺依斯耐心地听完 火气正盛的霍夫的满腔牢骚后，当即表示坚决支持霍夫的新构想。深受感 动的霍夫高兴地回到实验室，开始了自己的潜心研究。 案例2 深入了解计算机计算机系统的基本组成 案例描述： 霍夫的实验室很小，只放有一台DEC公司出品的PDP8小型计算机。霍 夫就把自己日日夜夜关在这儿冥思苦想。一天，霍夫再次翻了翻日本公司 那复杂、讨厌的图纸，又瞧了瞧办公桌上那台PDP8小型计算机，这时他 突然冒出了一个激动人心的灵感：我设想的这种新型芯片既然日本人不识 货，为什么不另寻出路将PDP8这类小型计算机的功能集成到这种新 型芯片上去呢？“将计算机CPU的主要功能都集中到一块芯片上”的设想 立即得到英特尔公司首脑的认可与支持，同时他们也设法说服了日本公司 勉强同意霍夫的方案。 说来也巧，仙童公司的芯片研制专家费根（FFaggin）此时也跳槽来 到英特尔公司，自然顺理成章地加入了霍夫研制组。有了费根的加盟，霍 夫研制组如虎添翼。费根真不愧为芯片设计的高手，他很快把霍夫的芯片 设计思想变成了可用于施工的线路蓝图，令霍夫赞不绝口。公司还专门抽 调麦卓尔（SMazor）作为霍夫的助手。这个搭配合理，密切合作的三人 小组在霍夫的领导下，开始了卓有成效的工作。经过近一年时间的艰苦努 力，霍夫研制组在1971年1月拿出了第一块能够真正运行的微处理器。 案例2 深入了解计算机计算机系统的基本组成 案例描述 ： 这块有着特殊意义的微处理器被称为4004型。前面那个4的含义指以 4比特(bit)为单位的设计思想（一说指客户订购的产品编号），后面一个 4则意味着此为英特尔公司研制JP+1的第四种专用芯片。霍夫研制组终 于创造了一个奇迹：他们在大约12 mm2的芯片上，安放了2 250个 晶体管，每个晶体管之间的空隙是10 m，每秒钟可运算6万次。这个只 比铅笔头稍微大一点点的东西，竟包含了一台大型计算机所具有的运算功 能与逻辑电路，比当时人们熟悉的庞然大物世界第一台电子计算机埃 尼阿克的功能要强大得多，并且定价才只有200美元。1971年11月15日， 电子新闻杂志刊出了英特尔公司4004芯片的广告。广告宣称：“4004 不只是一项新产品，它还开创了集成电路新纪元从此一个半导体芯片 可以放进一台微型程序控制计算机！”此后，霍夫又应计算机终端公司的 要求开始研制一种功能比4004更强大的计算机终端专用芯片。1972年4月 ，英特尔公司正式推出这种命名为8008型的微处理器。这种微处理器与 4004一样还是采用10 m技术，不过晶体管的数量却已增加到3 500个了 。 案例2 深入了解计算机计算机系统的基本组成 案例描述： 霍夫研制组仍不满足，继续对8008进行改进。1973年8月，终于又推出 了新型的8080微处理器。8080的晶体管数量增加到4 800个，每秒钟能执 行29万条指令，运算速度要比4004快20倍，因此大受客户们的欢迎。最初 定价360美元，随着销售量的节节上升，最后批发价降至2.5美元。8080的 物美价廉，触发了美国家庭组装计算机的热潮。8080被专家们称赞为有史 以来最成功的微处理器之一。这项具有划时代意义的发明奏响了微计算机 时代的前奏曲（世界上首台真正的微型计算机牛郎星8800采用的微处理器 便是8080）。霍夫当初未曾料到自己的发明意义如此重大，他承认：“我 对微处理器在个人计算机中的应用也感到非常惊讶。”不过他还是很快自 豪地意识到微处理器的革命性影响：“我们将处于一场革命之中，它将持 续50100年。”作为微处理器之父，霍夫被英国著名的经济学家杂 志誉为“第二次世界大战以来最有影响的七位科学家之一”。这位微电子 时代的开创者，与伟大的发明家爱迪生等名流一道当之无愧地入选美国国 家发明荣誉展厅。 计算机是包罗万象的事物，它不仅包含基本的硬