第1章计算机基础知识计算机概述一、计算机发展简史1、阶段年份物理器件软件特征应用范围第一代46-57电子管机器语言、汇编语言科学计算第二代58-64晶体管高级语言科学计算、数据处理、工业控制第三代65-70小规模集成电路操作系统科学计算、数据处理、工业控制、文字处理、图形处理第四代70至今大规模集成电路数据库网络等各个领域2、计算机技术发展的趋势巨型化、高性能、开放式、多媒体化、智能化、网络化3、计算机的分类：1）、根据规模大小分类：巨型机、大型机、中型机、小型机、微机、2）、根据用途分类：通用计算机、专用计算机二、计算机的特点和领域1、计算机的主要特点1）运算速度快：计算机的运算速度指计算机在单位时间内执行指令的平均速度，可以用每秒完成多少次操作或能执行多少条指令来描述。2）精确度高：计算机中的精确度主要表现为数据表示的位数，一般称为字长，字长越长精确度越高。3）具有记忆和逻辑判断能力：计算机可以把原始数据、中间结果、运算指令等信息存储起来。4）程序运行自动化：计算机内部的操作运算都是自动控制进行的。2、计算机的应用领域1)科学计算：用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。如：天气预报、地震分析、导弹拦截等。2)数据处理（信息处理）:对大量的数据进行加工处理（如统计分析、合并、分类等）。如：数据库、企业管理、办公自动化3)过程控制（实时控制）：用计算机实时采集检测数据，按最佳值迅速地对控制对象进行自动控制或自动调节。如：飞行控制、加工控制、VCD播放控制等4)计算机辅助设计：用计算机帮助设计人员进行设计。（辅助设计（CAD）、辅助制造（CAM）、辅助教学（CAI）、辅助测试（CAT）等）5)人工智能（AI）：指计算机模拟人类某些智力行为的理论、技术和应用。如：模拟人脑进行思维，模拟医生等6)多媒体技术应用、嵌入式应用、网络应用等多媒体：文本、音频、视频、动画、图形图像等各种媒体的综合利用。1.2计算机系统的组成一、计算机系统的组成原理计算机本质上是一种能按照规定程序对各种数据和信息进行自动加工和处理的电子设备，依靠硬件和软件的协同工作来执行给定的工作任务。计算机有硬件系统和软件系统组成。1、硬件系统：指计算机系统中的实际装置，是看得见摸得着的实物，包括主机和外部设备。主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成，其中存储器又分为内存储器和外存储器。1）运算器：负责数据的算术运算和逻辑运算，对数据进行加工和处理。其核心部件是加法器。2）控制器：是计算机的神经中枢和指挥中心，负责统一指挥和协调计算机各部分有条不紊地工作。运算器和控制器合称为中央处理单元,简称CPU。CPU的作用是处理数据、存取数据或指令、协调各部件工作等。3）存储器：计算机的记忆部件，负责存储程序和数据。存储器用于保存数据和程序。存储器分为内部存储器和外部存储器，内存又分为只读存储器（ROM）和随机存储器(RAM)。外存分为软盘、硬盘、光盘、磁带4）输入设备：用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机可以识别的二进制形式存放到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪、麦克风等。5）输出设备：用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪、音箱等。2、软件系统：计算机系统所使用的各种程序及其文档的集合。软件一般分为系统软件和应用软件两大类。1）系统软件：是管理、监控和维护计算机资源的软件，一般分为：操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和软件工具。操作系统：控制和管理计算机软硬件和数据等资源。它包括五个管理功能：进程与处理机调度、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。目前常用系统有UNIX、XENIX、Linux、WindowsXP/2000/2003/NT等。语言处理系统：a机器语言：被计算机直接理解和执行的指令语言。它难学、难记、难读、难开发。b汇编语言：采用助记符来代替机器码。它优于机器语言，单仍然难于记忆辨认以及开发c高级语言：便于开发及识别的计算机语言。如：Basic语言、Pascal语言、C语言、Java语言等。服务程序：提供一些常用的服务性功能，为用户开发程序和使用计算机提供方便。数据库管理：对数据进行分类、修改、查询、排序等处理的软件。2）应用软件：是为解决各种实际问题而专门设计的计算机程序，一般由用户编写或外购3、计算机的基本工作原理编写计算机程序—逐条执行指令（读取、分析、执行）4、计算机系统的总线结构1）数据线CPU与内存和I/O设备间传输数据2）地址线用来确定存储单元的地址3）控制线用来控制外设的动作，比如读、写和时钟信号等二、计算机的