計算機(jī)發(fā)展及理論課件

主講：陳逢華主講：陳逢華1對上一講內(nèi)容的復(fù)習(xí)一.計算機(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（）（）（）…………….對上一講內(nèi)容的復(fù)習(xí)一.計算機(jī)系統(tǒng)包括（）系統(tǒng)和（）系2存儲容量最小的數(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：計算機(jī)工作原理〔P7〕補(bǔ)充內(nèi)容：計算機(jī)工作原理〔P7〕4

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)的應(yīng)用已不再是少數(shù)計算機(jī)專業(yè)人員的專利，它已滲透到我們工作和生活的各個角落，而且這種滲透趨勢還會越來越強(qiáng)?，F(xiàn)代社會是信息的社會，而一切信息的處理都離不開計算機(jī)。上一節(jié)我們認(rèn)識的電腦其實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)識了電腦的家之后，我們花點(diǎn)時間了解一下電腦軟件的相關(guān)知識，從而概貌性地掌握電腦工作的基本原理。這對于后面操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí)，會很有幫助。我們現(xiàn)在就去探究一下電腦，到底是怎樣工作的？隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)的應(yīng)用已不再是少數(shù)計算機(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，它就會按您的意思執(zhí)行某項功能。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。現(xiàn)在，讓我們用一道簡單的計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，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起來，然后對這一信息進(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)崒嵲谠诘亍翱吹健钡臇|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、零部件等物理實體和物理裝置，我們把這些設(shè)備都叫做電腦硬件。一個電腦系統(tǒng)中只有硬件是不夠的，因為它不能為我們做任何事情，只有在電腦系統(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，就是安裝或存儲在電腦中的程序，有時這些軟件也存儲在外存儲器上，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，它只是一個硬件，用來播放VCD的影碟機(jī)也是一個硬件，而存儲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，是因為它提供了最基本的計算機(jī)操作功能，如在屏幕上顯示一點(diǎn)，接收一個鍵盤字符的輸入等?；据斎胼敵鱿到y(tǒng)對電腦來說是非常重要的，這個系統(tǒng)的作用直接影響電腦的能否使用。同時幾乎所有電腦功能最終都是分解為一個個簡單的基本輸入輸出操作來實現(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?；据斎胼敵鱿到y(tǒng)存放在主板的只讀存儲器（英文為ReadOnlyMemory，簡稱ROM）芯片中，平時不可修改，也沒必要修改，但惡性計算機(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)是管理計算機(jī)軟硬件資源的一個平臺，沒有它，任何計算機(jī)都無法正常運(yùn)行。在個人電腦發(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，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)，因此它對硬件平臺的要求很低，即使對于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)，如財務(wù)、人事、統(tǒng)計、交通、醫(yī)院等各種管理系統(tǒng)。鑒于這個原因，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，把計算機(jī)的使用提高到了一個新的階段。windows1.X版是一個具有多窗口及多任務(wù)功能的版本，但由于當(dāng)時的硬件平臺為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，從而提高了整臺計算機(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完全獨(dú)立的系統(tǒng)，而windows95是一個完全獨(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，因為，我們?nèi)耸怯么竽X在思考問題進(jìn)行運(yùn)算的，同時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)行腦力勞動的工具。

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

計算機(jī)基本知識關(guān)鍵詞：發(fā)展[P2]計算機(jī)基本知識關(guān)鍵詞：發(fā)展25電子計算機(jī)的特點(diǎn)[P2下]：

1、計算速度快2、計算精度高,可靠性強(qiáng)3、記憶能力驚人4、具有邏輯和判斷能力5、高度自動化計算機(jī)基本知識關(guān)鍵詞：發(fā)展電子計算機(jī)的特點(diǎn)[P2下]：計算機(jī)基本知識關(guān)鍵詞：發(fā)26新一代的計算機(jī)具有人的聽、說、讀、寫和思維推理能力的智能化計算機(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)。

計算機(jī)基本知識關(guān)鍵詞：發(fā)展新一代的計算機(jī)具有人的聽、說、讀、寫和思維推理能力的智能化計27神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機(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)的分布式存儲和相互關(guān)聯(lián)來模擬人腦活動生物計算機(jī)

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

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

，可以達(dá)到每秒萬億字節(jié)。

量子計算機(jī)

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

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

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