計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)述
1、計(jì)算機(jī)工作原理：
1)什么是計(jì)算機(jī)
計(jì)算機(jī)(Computer)是一種能接收和存儲(chǔ)信息，并按照存儲(chǔ)在其內(nèi)部的程序(這些程序是人們意志的體現(xiàn))對(duì)輸入的信息進(jìn)行加工、處理，然后把處理結(jié)果輸出的高度自動(dòng)化的電子設(shè)備。
2)計(jì)算機(jī)工作原理——馮·諾依曼原理(又稱為存儲(chǔ)程序原理)
(1)組成計(jì)算機(jī)的物理設(shè)備(硬件)包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分;
(2)所有程序和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中;
(3)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在程序控制下自動(dòng)運(yùn)行。
2、計(jì)算機(jī)的發(fā)展：
1)計(jì)算機(jī)的發(fā)展：
計(jì)算機(jī)從誕生發(fā)展到今天，已經(jīng)經(jīng)歷了四個(gè)階段，現(xiàn)正向第五代過(guò)渡。見(jiàn)下表。
計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段
代次
起止年份
所用電子元器件
數(shù)據(jù)處理方式
運(yùn)算速度
應(yīng)用領(lǐng)域
第一代
1946~1957
電子管(真空管)
匯編語(yǔ)言、代碼程序
幾千~幾萬(wàn)次/秒
國(guó)防及高科技
第二代
1958~1964
晶體管
高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言
幾萬(wàn)~幾十萬(wàn)次/秒
工程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理
第三代
1965~1970
中、小規(guī)模集成電路
結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)控制
幾十萬(wàn)~幾百萬(wàn)次/秒
工業(yè)控制、數(shù)據(jù)處理
第四代
1970~今
在大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路
分時(shí)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
幾百萬(wàn)~上億條指令/秒
工業(yè)、生活等各方面
2)微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展：
上世紀(jì)70年代初，美國(guó)Intel公司等采用先進(jìn)的微電子技術(shù)將運(yùn)算器和控制器集成到一塊芯片中，稱之為微處理器(MPU)。其發(fā)展大約經(jīng)歷了六個(gè)階段，如下表。
微機(jī)的六個(gè)發(fā)展階段
代次
起止年份
典型CPU
數(shù)據(jù)位數(shù)
主頻
第一代
1971~1973
Intel 4004、8008
4位、8位
1MHz
第二代
1973~1975
Intel 8080
8位
2MHz
第三代
1975~1978
Intel 8085
8位
2~5MHz
第四代
1978~1981
Intel 8086
16位
>5MHz
第五代
1981~1993
Intel 80386、80486
32位
>25MHz
第六代
1993~今
Pentium系列
64位
60MHz~2GHz
3)我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展情況
我國(guó)的計(jì)算機(jī)事業(yè)始于20世紀(jì)50年代。
1952年我國(guó)的第一個(gè)電子計(jì)算機(jī)科研小組在中科院數(shù)學(xué)所內(nèi)成立。
1960年，我國(guó)第一臺(tái)自行研制的通用電子計(jì)算機(jī)107機(jī)問(wèn)世。
1964年，我國(guó)研制了大型通用電子計(jì)算機(jī)119機(jī)，用于我國(guó)第一顆氫彈研制工作的計(jì)算任務(wù)。
20世紀(jì)70年代以后，我國(guó)生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)進(jìn)入了集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)期。
1974年，我國(guó)設(shè)計(jì)的DJS-130機(jī)通過(guò)了鑒定并投入批量生產(chǎn)。
進(jìn)入20世紀(jì)80年代，我國(guó)又研制成功了巨型機(jī)。
1982年，我國(guó)獨(dú)立研制成功了銀河I型巨型計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度為每秒1億次。
1997年6月研制成功的銀河Ⅲ型巨型計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度為每秒130億次。這些機(jī)器的出現(xiàn)，標(biāo)志著我國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平踏上了一個(gè)新的臺(tái)階。
1999年，銀河四代巨型機(jī)研制成功。
2000年，我國(guó)自行研制成功高性能計(jì)算機(jī)“神威I”，其主要技術(shù)指標(biāo)和性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)成為繼美國(guó)、日本之后世界上第三個(gè)具備研制高性能計(jì)算機(jī)能力的國(guó)家。
2005年4月18日，完全由我國(guó)科學(xué)界自行研發(fā)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)首款六十四位高性能通用CPU芯片CPU———“龍芯二號(hào)”芯片正式發(fā)布。這款芯片性能經(jīng)檢測(cè)已達(dá)到英特爾“奔3”水平，比2002年9月28日發(fā)布的“龍芯一號(hào)”提高了10倍。
3、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：
計(jì)算機(jī)是高度自動(dòng)化的信息處理設(shè)備。主要特點(diǎn)有處理速度快、計(jì)算精度高、記憶能力強(qiáng)、可靠的邏輯判斷能力、可靠性高、通用性強(qiáng)。
1)處理速度快：計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度用MIPS(每秒鐘執(zhí)行多少百萬(wàn)條指令)來(lái)衡量。
2)計(jì)算精度高：數(shù)的精度主要由表示這個(gè)數(shù)的二進(jìn)制碼的位數(shù)決定。
3)記憶能力強(qiáng)：存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)的程序。
4)可靠的邏輯判斷能力：具有可靠的邏輯判斷能力是計(jì)算機(jī)的的一個(gè)重要特點(diǎn)，是計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)信息處理自動(dòng)化的重要原因。
5)可靠性高，通用性強(qiáng)。
4、計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)：
計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)性能指標(biāo)有主頻、字長(zhǎng)、內(nèi)存容量、存取周期、運(yùn)算速度及其他指標(biāo)。
1)主頻(時(shí)鐘頻率)：是指計(jì)算機(jī)CPU在單位時(shí)間內(nèi)輸出的脈沖數(shù)。它在很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。單位MHz。
2)字長(zhǎng)：是指計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件能同時(shí)處理的.二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。字長(zhǎng)決定運(yùn)算精度。
3)內(nèi)存容量：是指內(nèi)存貯器中能存貯的信息總字節(jié)數(shù)。通常以8個(gè)二進(jìn)制位(bit)作為一個(gè)字節(jié)(Byte)。
4)存取周期：存貯器連續(xù)二次獨(dú)立的“讀”或“寫(xiě)”操作所需的最短時(shí)間，單位來(lái)納秒(ns,1ns=10-9s)。存儲(chǔ)器完成一次“讀”或“寫(xiě)”操作所需的時(shí)間稱為存儲(chǔ)器的訪問(wèn)時(shí)間(或讀寫(xiě)時(shí)間)。
5)運(yùn)算速度：是一個(gè)綜合性的指標(biāo)，單位為MIPS(每秒百萬(wàn)條指令)。影響運(yùn)算速度的因素，主要是主頻和存取周期，字長(zhǎng)和存儲(chǔ)容量也有影響。
6)其他指標(biāo)：機(jī)器的兼容性(包括數(shù)據(jù)和文件的兼容、程序兼容、系統(tǒng)兼容和設(shè)備兼容)、系統(tǒng)的可靠性(平均無(wú)故障工作時(shí)間MTBF)、系統(tǒng)的可維護(hù)性(平均修復(fù)時(shí)間MTTR)、機(jī)器允許配置的外部設(shè)備的最大數(shù)目、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的漢字處理能力、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)功能等、性能/價(jià)格比是一個(gè)綜合性評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)性能的指標(biāo)。
5、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：
計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是智能化、巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體化。
歷不名的軟件不要運(yùn)行，防止黑客的入侵。
《.doc》
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