高永成主编1.1计算机概述当时正值第二次世界大战之际，新武器研制中的弹道问题涉及许多复杂的计算，单靠手工计算已远远满足不了要求，急需能自动计算的机器。于是，在美国陆军部的资助下，1943年开始了ENIAC的研制，并于1946年完成。当时它的功能确实出类拔萃，例如它可以在一秒钟内进行5000次加法运算，3毫秒便可进行一次乘法运算，与手工计算相比运算速度大大加快了。ENIAC也存在着明显的缺点，它的重量达30吨，占地160平方米体积庞大，机器中约有1.8万只电子管，1500个继电器，7万只电阻及其他各类电气元件组成，运行时耗电量(174千瓦）；它的存储容量很小，只能存20个字长为10位的十进制数；另外，它采用线路连接的方法来编排程序，每次解题都要靠人工改接连线，准备时间大大超过实际计算时间。1.1.2计算机发展的几个阶段从第一台计算机的诞生到现在，计算机已走过50多年的发展历程。在这期间，计算机的系统结构不断变化，应用领域也在不断拓宽。人们根据计算机所用逻辑元件的种类对计算机的发展阶段进行了划分，习惯上分为四个阶段，如表1.1所示。表1.1计算机发展的四个阶段1.1.3计算机的分类1.1.4计算机的特点和应用1.2信息的表示与存储1.2.2信息存储单位上面已经提到，在计算机内部，各种信息都是以二进制编码形式存储的，因此我们有必要了解一下信息的存储单位。信息的存储单位通常采用“位”、“字节”和“字”几种量纲表示。1.位(bit)位是度量数据的最小单位，用来表示1位二进制信息。2.字节(Byte)一个字节由8位二进制数字组成(1Byte＝8bit)。字节是信息存储中最常用的基本单位。计算机的存储器(包括内存与外存)通常也是用存储的字节数来表示它们的容量的。常用的单位有：KB(千字节)1KB=1024ByteMB(兆字节)1MB=1024KBGB(千兆字节)1GB=1024MBTB(太字节)1TB=1024GB中文信息编码汉字在计算机内也采用二进制的数字化信息编码。汉字的数量大，常用的也有几千个之多，显然用一个字节(8位编码)是不够的。目前的汉字编码方案有二字节、三字节甚至四字节的。1.3计算机系统的组成与应用1.3.1硬件系统硬件是看得见、摸得着的实物。计算机硬件系统一般指用电子器件和机电装置组成的计算机实体。计算机的硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成，其中存储器又分为内存储器(简称内存)和外存储器(简称外存)。主机一般包括CPU、内存，有时还包括外设控制器，它们通常放在主机柜中。下面分别介绍各组成部分：1、运算器和控制器是计算机的核心，一般称为中央处理器(CentralProcessingUnit)，简称为CPU。2.存储器(MemoryStorage)存储器的主要功能是存放程序和数据。为了实现自动计算，各种信息必须预先存放在计算机内的某个地方，这个地方就是存储器。3.输入/输出设备(Input/Output)输入/输出设备简称I/O设备，它们实现了外部世界与主机之间的信息交换，提供了人机交互的硬件环境。I/O设备种类很多，打印机、绘图仪等也都是常用的输出设备，键盘、鼠标等是常用的输入设备。I/O设备通常设置在主机外部，故称之为外部设备。计算机硬件在主板上的接口软件一般可分为系统软件和应用软件两大类。系统软件通常负责管理、控制和维护计算机的各种软、硬件资源，并为用户提供一个友好的操作界面，以及服务于一般目的的上机环境。常见的系统软件主要指操作系统，当然也可以包括语言处理程序(汇编和编译程序等)、连接装配程序、系统实用程序、多种工具软件等。应用软件是专业人员为各种应用目的而开发的程序，常见的应用软件有办公自动化软件、管理信息系统、大型科学计算软件包等。计算机系统是硬件和软件有机结合的整体。随着技术的发展，系统中的同一功能既可由硬件实现，也可由软件来完成。从这个意义上说，硬件和软件在逻辑功能上是可以等效的。输入/输出管理、多媒体处理等也是既可以用硬件也可以用软件来实现的。硬件和软件之间的功能随着时间的不同、机型的不同而异。二者的合理分配可以降低系统的成本，改进系统的性能和提高系统的整体优化能力。上机实训课题1