PDF《第1章 计算机基础知识》

1945 年,匈牙利出生的美籍数学家冯・诺依曼(John Von Neumann,1903―1958)提 出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念.这是所有现代计算机的范式,被称为 冯・诺依曼结构 ,按这一结构建造的计算机称为存储程序计算机,又称为通用计算机. 冯・诺依曼设计思想可以简要地概括为以下

3 条. ① 计算机应包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备

5 大部件. ② 计算机应采用二进制表示指令和数据. ③ 存储程序, 即把程序存入内存, 计算机不再需要操作人员干预就能自动地执行程序. (5)

1946 年,人们公认的世界上第一台电子计算机由宾夕法尼亚大学的两位年轻的工 程师埃克特和莫克利开发出,它的名字是 ENIAC (electronic numerical integrator and calculator,电子数字积分计算机),这是一台真正现代意义上的计算机.它能够在一天内完 成几千万次乘法.它按照十进制,而不是二进制来操作.英国无线电工程师协会的蒙巴顿 将军把 埃尼阿克 的出现誉为 诞生了一个电子的大脑 , 计算机 的名称由此流传 开来.用现在的观点看, ENIAC 功能比较简单,运算速度也很慢,但它的出现却标志 着计算技术的一次革命. 2. 计算机的发展 从 ENIAC 问世至今,计算机从最初的用电子管做元器件,发展到今天的用超大规 模集成电路做元器件,已走过了五十几年的历程,人们根据计算机所用的逻辑器件的种类 第1章计算机基础知识 ・3・ ・3・ 对计算机进行了分类,大致分成

4 个时期. (1) 第一代计算机(1946 年―1957 年):电子管时代.其特征是采用电子管作为主要元 器件.这一代计算机体积大、功率大、结构简单、运算速度低、存储容量小、可靠性差且 价格昂贵.它主要用于科学计算,其运行速度为每秒 1000~10000 次/秒. (2) 第二代计算机(1958 年―1964 年):晶体管时代.其特征是逻辑电路元件由电子管 改变为晶体管.这一改变不仅使得计算机的体积缩小,同时提高了机器的稳定性并提高了 运算速度,而且功耗减小,价格降低.其运行速度为 10~100 万次/秒,主要用于科学计算. (3) 第三代计算机(1965 年―1970 年):集成电路时代.其特征是用半导体中小规模集 成电路作为基本电子元件,通过半导体集成技术将许多逻辑电路元件集中在只有几平方毫 米的硅片上,使计算机的体积显著减小,而计算速度和存储容量有较大的提高,其运行速 度为 100~1000 万次/秒.这一时期在软件方面也取得了重大进展,出现了操作系统,使得 操作更为简便,可靠性也大大加强,应用范围更为广泛,计算机技术的应用进入到许多科 学技术领域. (4) 第四代计算机(1971 年至今):大规模、超大规模集成电路时代.其特征是以大规模 和超大规模集成电路为计算机的主要功能部件.大规模、超大规模集成电路的出现,使计 算机进一步向高速小型化方向发展,计算机的体积越来越小,价格越来越低,而可靠性则 越来越高,操作越来越简单.此外,软件也越来越丰富,给用户使用计算机带来了更大的 方便. 表1-1 为计算机发展简表. 表1-1 计算机发展简表 硬件代别起迄年份代表机器 逻辑元件 主存储器 其他软件应用领域 第一代

1946 年―1957 年ENIACADVA CUNIVAC-1 IBM-704 电子管 水银延迟 线、 磁鼓、 磁芯 输入输出主 要采用穿孔 卡片 机器语言、 汇编语言 科学计算 第二代