微型計算機(jī)概述第講第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日第一章計算機(jī)基礎(chǔ)知識概述計算機(jī)的發(fā)展計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和組織計算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計算機(jī)軟件計算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)計算機(jī)的功能計算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日概述計算機(jī)分類：

機(jī)械計算機(jī)電子模擬計算機(jī)：數(shù)值由連續(xù)的量來表示。

電子數(shù)字計算機(jī)：計算機(jī)中的數(shù)值由不連續(xù)的數(shù)字來表示。專用機(jī)：經(jīng)濟(jì)，有效，快速，適應(yīng)性差通用機(jī)：適應(yīng)性強(qiáng)巨型機(jī)大型機(jī)中型機(jī)小型機(jī)微型機(jī)單片機(jī)低簡易性高

高體積，功耗，性能，價格低第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日概述電子數(shù)字計算機(jī)是一種能夠自動、快捷，準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)信息存放數(shù)值計算、數(shù)據(jù)處理過程控制等多種功能的電子機(jī)器，其基本功能是進(jìn)行數(shù)字化信息處理。世界上第一臺計算機(jī)ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）誕生于1946年2月15日，是美國賓夕法尼亞大學(xué)摩爾理工學(xué)院的摩切利和埃卡特發(fā)明的。計算機(jī)應(yīng)用于科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制、實(shí)時控制、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、遠(yuǎn)程教育、電子商務(wù)等多種領(lǐng)域123第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)的發(fā)展1812年差分機(jī)查爾斯.巴貝奇

1834年設(shè)計的分析機(jī)

由許多輪子組成的保存數(shù)據(jù)的存儲庫；運(yùn)算裝置；能對操作順序進(jìn)行控制，并選擇所需處理的數(shù)據(jù)以及輸出結(jié)果的裝置。近代計算機(jī)第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)的發(fā)展英國科學(xué)家艾蘭.圖靈建立圖靈機(jī)（Turingmachine）模型，奠定了可計算理論的基礎(chǔ)；提出圖靈測試，闡述了機(jī)器智能的概念?，F(xiàn)代計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)馮·諾依曼機(jī)：“存儲程序”的概念五十多年來，計算機(jī)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)沒有變。

美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼近代計算機(jī)第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)的發(fā)展1946年2月由賓州大學(xué)研制成功的ENIAC電子計算機(jī)時代的到來

電子數(shù)字積分計算機(jī)重達(dá)30噸占地250m2啟動工耗150000瓦18000個電子管保存80個字節(jié)電子計算機(jī)的問世第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)的發(fā)展類型時期主要器件

重要特征第一代1946-1958電子管機(jī)器語言，匯編語言速度低，體積大，價格昂貴可靠性差，用于科學(xué)計算。第二代1958-1964晶體管算法語言，操作系統(tǒng)體積縮小，可靠性提高從科學(xué)計算擴(kuò)大到數(shù)據(jù)處理。第三代1964-1971中、小規(guī)模集成電路體積小，可靠性大大提高，速度達(dá)幾百萬IPS，軟件技術(shù)和外設(shè)發(fā)展迅速應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。第四代1971-中、大及超大規(guī)模集成電路速度提高至GIPS乃至TIPS水平多機(jī)并行處理和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展。第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日微電子與計算機(jī)年份型號管數(shù)年份型號管數(shù)1971400423001993PENTIUM310萬1972800835001995P--PRO550萬1974808060001997P--MMX450萬19788086290001997P--II750萬19828028613萬1998Celeron750萬1985386DX27.5萬1999P--III950萬1989486DX120萬1999.10P-III-COP2800萬IntelE8200晶體管數(shù)量為4.1億第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)的發(fā)展1．光計算機(jī)利用光作為信息的傳輸媒體2．生物計算機(jī)（分子計算機(jī)）生物計算機(jī)在20世紀(jì)80年代中期開始研制，其最大的特點(diǎn)是采用了生物芯片3．量子計算機(jī)是指利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計算機(jī)，這種多現(xiàn)實(shí)態(tài)是量子力學(xué)的標(biāo)志。

第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日最早的計算機(jī)模型第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和組織

計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)概念的實(shí)質(zhì)是計算機(jī)系統(tǒng)中軟硬件界面的確定，其界面之上的是軟件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能?！爸噶罴Y(jié)構(gòu)”指令集（instructionset）軟件硬件第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)系統(tǒng)的組成系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計算級系統(tǒng)分為：硬件+軟件硬件軟件第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)系統(tǒng)的組成輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀

輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)

外

存：軟、硬盤、光盤、閃存

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等

計算機(jī)系統(tǒng)軟件外部設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件硬件運(yùn)算器寄存器控制器主機(jī)內(nèi)存CPU隨機(jī)存儲器(RAM)只讀存儲器(ROM)高速緩沖存儲器

操作系統(tǒng)：Windows、Unix、Linux語言處理程序：C、Pascal、VB等實(shí)用程序：診斷程序、排錯程序等

辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成馮.諾依曼思想：

二進(jìn)制程序與數(shù)據(jù)一樣存放在內(nèi)存五大模塊存儲器數(shù)據(jù)流控制流運(yùn)算器外存儲器輸出設(shè)備內(nèi)存儲器輸入設(shè)備控制器第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日處理器存放程序和數(shù)據(jù)處理器控制器運(yùn)算器控制整個計算機(jī)所有部件的工作執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算存儲器大容量存儲器I/O設(shè)備I/O子系統(tǒng)第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日存儲器存儲器是計算機(jī)存儲數(shù)據(jù)和程序的記憶單元集合每個記憶單元由8位二進(jìn)制位組成?？勺x寫其中的數(shù)據(jù)。1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB字節(jié)BYTE76543210位Bit第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日存儲器111011011100110110001101111011011110100111101101111011011110110111101101111011011110110111101101100011011100110110001101111011010000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111地址0001控制:寫數(shù)據(jù)1000000010000000存儲器的訪問過程：向[0001]單元寫數(shù)據(jù)第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日輸入/輸出設(shè)備常用輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀等。常用輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)軟件標(biāo)準(zhǔn)程序庫語言處理程序操作系統(tǒng)服務(wù)性程序數(shù)據(jù)庫管理程序網(wǎng)絡(luò)軟件應(yīng)用軟件第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)軟件軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔軟件分類系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng) 語言處理程序 實(shí)用程序應(yīng)用軟件辦公軟件包數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)瀏覽器實(shí)時控制軟件診斷程序反病毒程序備份程序文件壓縮程序卸載程序圖形圖像處理軟件其它應(yīng)用軟件第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序級匯編語言處理級操作系統(tǒng)級一般機(jī)器級微程序設(shè)計級12345應(yīng)用程序匯編/編譯程序

操作系統(tǒng)機(jī)器指令硬件第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)的應(yīng)用計算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域 計算機(jī)的應(yīng)用類型1.工商：電子商務(wù)、CAD/CAM

2.教育：多媒體教育、遠(yuǎn)程教育

3.醫(yī)藥：CAT、MRI、遠(yuǎn)程醫(yī)療

4.政府：電子政府

5.娛樂：虛擬現(xiàn)實(shí)、電影特技

6.科研：數(shù)據(jù)采集、計算分析

7.家庭：家庭信息化

1.科學(xué)計算

2.數(shù)據(jù)處理

3.電子商務(wù)

4.過程控制

5.CAD/CAM/CIMS

6.多媒體技術(shù)

7.人工智能第二十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日計算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)計算機(jī)