第三章企业管理信息化的软硬件平台 【华习目标】 通过本章学习了解数据库仓岸和数据挖据技术：了解计算机网路系统及其构成：掌握计 算机基础如机、计算机软硬件系统的构成及达择。 【案例引导】 中小企业佛力信息化抵杭金融危机 金题危机使全缘经济一度走入低谷，使得我国中小企业面临着前所未有的考验，陕西省 逾百万中小企业、个体经营者在这场未见南烟的“战火”中演择“风凰涅聚”。该省中小企 业通过计算机、多媒体、通信、网络等信息技术手段，建设暖代电子商务交易新模式，通过 信息技术的支持，营造了一个数据货源共享平台，使得金业随时随地，随心随意地进行企业 管理信息化、市场电子商务信息化、虚实同步交易，快速让中小企业能及应用电子商务和 管理信息化。中小企业通过电子商务平台与客户进行联路、洽该业务，大幅度诚少差旅费、 ,寄费等管理费用：并省去许多中间环节，使企业既能向原料产地直接采购原材料，又能将 产品直接销售给用户，从而极大地降低了营销成本和果购成本。 (米源：赛迪网) 启示： 这个案例给我们的启示是利用计算机技术整合款缓件资源，金业可以构建专业化和人性 化的人机交互应用系统，确保对市场快速反应机制的建立，基于信息技术的使用。企业可以 大大提高行政效率，降低行政成本。 第一节计算机基础知识 一、电子计算机的产生 电子计算机是20世纪科学技术最伟大的发明之一，它的出现与发履，使人类进入了一 个全新的时代。它的诞生和发展是20世纪科学技术最伟大的发明之一。自从第一台电子计 算机诞生以来，计算机科学遇速发展，尤其是个人计算机的出现，使得计算机广泛应用于生 产和生活的各个额域。己轻成为现代人工作和生活不可缺少的工具。 计算机的产生，起源于人们对计算工具的需求。进入0世纪，随着科学技术迅速发展， 面对大量复桑的计算，例如高阶矩阵，物理方程这样的大型计算，传统的计算工具的处理能 力己经显得力不从心，因此，对寻求一种新的计算工具己经迫在眉睫：
第三章 企业管理信息化的软硬件平台 【学习目标】 通过本章学习了解数据库仓库和数据挖掘技术；了解计算机网络系统及其构成；掌握计 算机基础知识、计算机软硬件系统的构成及选择。 【案例引导】 中小企业借力信息化抵抗金融危机 金融危机使全球经济一度走入低谷，使得我国中小企业面临着前所未有的考验，陕西省 逾百万中小企业、个体经营者在这场未见硝烟的“战火”中演绎“凤凰涅槃”。该省中小企 业通过计算机、多媒体、通信、网络等信息技术手段，建设现代电子商务交易新模式，通过 信息技术的支持，营造了一个数据资源共享平台，使得企业随时随地、随心随意地进行企业 管理信息化、市场电子商务信息化、虚实同步交易，快速让中小企业能普及应用电子商务和 管理信息化。中小企业通过电子商务平台与客户进行联络、洽谈业务，大幅度减少差旅费、 邮寄费等管理费用；并省去许多中间环节，使企业既能向原料产地直接采购原材料，又能将 产品直接销售给用户，从而极大地降低了营销成本和采购成本。 （来源：赛迪网） 启示： 这个案例给我们的启示是利用计算机技术整合软硬件资源，企业可以构建专业化和人性 化的人机交互应用系统，确保对市场快速反应机制的建立，基于信息技术的使用，企业可以 大大提高行政效率，降低行政成本。 第一节 计算机基础知识 一、电子计算机的产生 电子计算机是 20 世纪科学技术最伟大的发明之一，它的出现与发展，使人类进入了一 个全新的时代，它的诞生和发展是 20 世纪科学技术最伟大的发明之一。自从第一台电子计 算机诞生以来，计算机科学迅速发展，尤其是个人计算机的出现，使得计算机广泛应用于生 产和生活的各个领域，已经成为现代人工作和生活不可缺少的工具。 计算机的产生，起源于人们对计算工具的需求。进入 20 世纪，随着科学技术迅速发展， 面对大量复杂的计算，例如高阶矩阵、物理方程这样的大型计算，传统的计算工具的处理能 力已经显得力不从心，因此，对寻求一种新的计算工具已经迫在眉睫
第二次世界大战期间，宾夕法尼重大学莫尔学院与美国军方阿贝丁弹道实验室共月负责 为美国陆军每天提供6张火力表。每张火力表都要计算几百条弹道，采用当时的台式计算机 计算一条飞行60秒钟的弹道需要20小时，如果使用大型的微分分析仪也要15分钟，计算 任务丰常艰巨。当时迫切需要研制一种新型的计算工具来提高计算火力表的速度，以满是美 国军方的雷要。192年8月，莫尔学院的莫克利制定了一份思为《高速电子管计算机装置 的使用》的备忘录，莫克利曾多次对军方代表戈尔斯坦《Ga1 dstine)中财讲述自己关于研 制电子计算机的设想，戈尔斯坦敏锐地意识到这种新的计算机或许可以解决火力表计算的围 难，于是立即向上司汇报，得到上司支持。于是一个历史性的时刻来监了，制造第一台电子 计算机的工作启动了。193年6月5日，莫尔学院与美国军方正式签订合同，并命名“电 子数值积分和计算机(Elextronic Nunerical Integrator And Computer》”,简称ENINC(埃 尼同克)。 196年2月14日EN1C(埃尼同克)终于在美国研制成功.N1C由17468个电子管、 6万个电阳器、1万个电容卷和8千个开关组成，重达30吃，占地160平方米，耗电174 干瓦，耗资45万美元。这台计算机每秒只能运行5千次加法运算。或0次乘法，比机械 式的继电器计算机快1000倍. IC的美生标志着计算机时代的到米。几十年米，随着电子计算机的不断普及和应 用，电子计算机不仅深入到军事领域，也已经深入到经济衡城、社会生活领域，渗透到社会 生活的各个方面，发挥着不可替代的作用。据美国经济学家研究，在企业行政管理中使川计 算机后。准备一份文件的贵用可以节省37%左右，企业领导完成一项与现在月样的工作可节 省时同19%，一般行政人员可节省时间31，计算机己经成为企业生产，行政管理的基础工 具， 二、电子计算机的发展 现代的计算机产生于抽象的图灵机(Turing Machine)。1936年，英国数学家阿兰·图 灵(Alan Mathison Turing)提出一种理想的计算机器的数学模型，这线是著名的“图 灵机”(Turing Machine)设想。“图灵机”不是一种具体的机器，而是一种计算树型。大半 个世纪以来，数学家、计算机科学家提出了各种各样的计算根型都被证明是同“图灵机”等 价的。华个多世纪来，计算机得到飞速的发展，根据主要电子元器件的不同，电子计算机的 发展可以划分为四代。 (一)第一代计算机
第二次世界大战期间，宾夕法尼亚大学莫尔学院与美国军方阿贝丁弹道实验室共同负责 为美国陆军每天提供 6 张火力表，每张火力表都要计算几百条弹道，采用当时的台式计算机 计算一条飞行 60 秒钟的弹道需要 20 小时，如果使用大型的微分分析仪也要 15 分钟，计算 任务非常艰巨。当时迫切需要研制一种新型的计算工具来提高计算火力表的速度，以满足美 国军方的需要。1942 年 8 月，莫尔学院的莫克利制定了一份题为《高速电子管计算机装置 的使用》的备忘录，莫克利曾多次对军方代表戈尔斯坦（Goldstine）中尉讲述自己关于研 制电子计算机的设想，戈尔斯坦敏锐地意识到这种新的计算机或许可以解决火力表计算的困 难，于是立即向上司汇报，得到上司支持。于是一个历史性的时刻来临了，制造第一台电子 计算机的工作启动了。1943 年 6 月 5 日，莫尔学院与美国军方正式签订合同，并命名“电 子数值积分和计算机（Elextronic Numerical Integrator And Computer）”，简称 ENIAC（埃 尼阿克）。 1946 年 2 月 14 日 ENIAC（埃尼阿克）终于在美国研制成功。ENIAC 由 17468 个电子管、 6 万个电阻器、1 万个电容器和 6 千个开关组成，重达 30 吨，占地 160 平方米，耗电 174 千 瓦，耗资 45 万美元。这台计算机每秒只能运行 5 千次加法运算，或 400 次乘法，比机械 式的继电器计算机快 1000 倍。 ENIAC 的诞生标志着计算机时代的到来。几十年来，随着电子计算机的不断普及和应 用，电子计算机不仅深入到军事领域，也已经深入到经济领域、社会生活领域，渗透到社会 生活的各个方面，发挥着不可替代的作用。据美国经济学家研究，在企业行政管理中使用计 算机后，准备一份文件的费用可以节省 37%左右，企业领导完成一项与现在同样的工作可节 省时间 19%，一般行政人员可节省时间 31%。计算机已经成为企业生产、行政管理的基础工 具。 二、电子计算机的发展 现代的计算机产生于抽象的图灵机（Turing Machine）。1936 年，英国数学家阿兰·图 灵（Alan Mathison Turing）提出一种理想的计算机器的数学模型，这就是著名的“图 灵机”（Turing Machine）设想。“图灵机”不是一种具体的机器，而是一种计算模型。大半 个世纪以来，数学家、计算机科学家提出了各种各样的计算模型都被证明是同“图灵机”等 价的。半个多世纪来，计算机得到飞速的发展，根据主要电子元器件的不同，电子计算机的 发展可以划分为四代。 （一）第一代计算机
第一代计算机称为电子管计算机。剪一代计算机的基本正辑元器件是电子管 (Electronic Tuhe),内存储器采用水银延迟线成磁鼓，外存采用磁带等，其特点是：运 算速度慢、可靠性差、体积魔大、耗电量。这一代计算机包括ENIAC、EDmC、SAC,以及 IW公同的IW701,IB705。 I9帽年2月，标志现代计算机诞生的NTC(Electronic Numerica】Integrator and C0uter)在费城公诸于世。XIC由宾夕法尼重大学真尔学院与美国军方合作开发，是第 一台普通用途计算机。NIC面世不久后，它的一系列缺陷就暴露出来，其中最大的一个问 塑就是它的开关状态以及转插线连接过程都必须由专人负责。 196年6月，美籍陶牙利科学家约翰·冯·诺依曼(John Von Neunann)提出NIAC 编程中的开关状态以及转插线连接可以用二进制数0和1来表示，控制信息也可以采用二进 制形式的数据预先存储于计算机中，在程序运行时，由计算机自动读数控制信息并依次运行。 其后，冯·诺依曼亲自负责"离散变量自动电子计算机”(Electronie Discrete Variable A如to国tic Co四ter,简称ED你AC)的研制过程。EDVAC方案明确指出计算 机由运算器、逻细控制装置、存储器、输入和输出设备，并描述了这五部分的职能和 相互关系。1952年E昨C研制成功并投入使用。它使计算机的速度由原来的K形提 高到1.2临也，提高了240倍。现代计算机基本上都采用冯·诺依受的“存销程序和 程序控制”结构，因此把这类计算机统称为冯·诺依曼型计算机。 第一代计算机的特点是操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有各白不月的机器 语言，功能受到限制。速度也慢。 (二》第二代计算机 第二代计算机称为品体管计算机。第二代计算机的基本逐辑元件由电子管改为品体管 (Transist0r),内存储器大量采用磁性材料制成的做芯，外存储器采用磁盘和磁蒂。运算 速度从每秒几万次提高到几十万次。甚至几百万次。品体管在可靠性，体积，能耗，速度， 价格等方面远远优于电子管，这一阶段，典型的机器代表是7000系列机。 19铝年，品体管的发明大大促进了计算机的发展，品体管代替了体积庞大电子管，电 子设备的体积不斯减小。19弱年，品体管在计算机中使用，品体管和磁艺存储器导致了第 二代计算机的产生。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。首先使用品体管 技术的是早期的超级计算机，主要用于原子科学的大量数据处理，这些机器价格品贵，生产 数量极少
第一代计算机称为电子管计算机。第一代计算机的基本逻辑元器件是电子管 （Electronic Tube），内存储器采用水银延迟线或磁鼓，外存采用磁带等。其特点是：运 算速度慢、可靠性差、体积庞大、耗电量。这一代计算机包括 ENIAC、EDVAC、EDSAC，以及 IBM 公司的 IBM701、IBM705。 1946 年 2 月，标志现代计算机诞生的 ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer）在费城公诸于世。ENIAC 由宾夕法尼亚大学莫尔学院与美国军方合作开发，是第 一台普通用途计算机。ENIAC 面世不久后，它的一系列缺陷就暴露出来，其中最大的一个问 题就是它的开关状态以及转插线连接过程都必须由专人负责。 1946 年 6 月，美籍匈牙利科学家约翰·冯·诺依曼（John Von Neumann）提出 ENIAC 编程中的开关状态以及转插线连接可以用二进制数 0 和 1 来表示，控制信息也可以采用二进 制形式的数据预先存储于计算机中。在程序运行时，由计算机自动读取控制信息并依次运行。 其后，冯·诺依曼亲自负责“离散变量自动电子计算机”（Electronic Discrete Variable Automatic Computer，简称 EDVAC）的研制过程。EDVAC 方案明确指出计算 机由运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备，并描述了这五部分的职能和 相互关系。1952 年 EDVAC 研制成功并投入使用，它使计算机的速度由原来的 5KHz 提 高到 1.2MKHz，提高了 240 倍。现代计算机基本上都采用冯·诺依曼的“存储程序和 程序控制”结构，因此把这类计算机统称为冯·诺依曼型计算机。 第一代计算机的特点是操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有各自不同的机器 语言，功能受到限制，速度也慢。 （二）第二代计算机 第二代计算机称为晶体管计算机。第二代计算机的基本逻辑元件由电子管改为晶体管 （Transistor），内存储器大量采用磁性材料制成的磁芯，外存储器采用磁盘和磁带。运算 速度从每秒几万次提高到几十万次，甚至几百万次。晶体管在可靠性、体积、能耗、速度、 价格等方面远远优于电子管。这一阶段，典型的机器代表是 IBM7000 系列机。 1948 年，晶体管的发明大大促进了计算机的发展，晶体管代替了体积庞大电子管，电 子设备的体积不断减小。1956 年，晶体管在计算机中使用，晶体管和磁芯存储器导致了第 二代计算机的产生。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。首先使用晶体管 技术的是早期的超级计算机，主要用于原子科学的大量数据处理，这些机器价格昂贵，生产 数量极少
90年。出现了一些成功地用在商业额域、大学和政府部门的第二代计算机。第二代 计算机用品体管代替电子管，还有现代计算机的一些部件：打印机、磁带、磁盘、内存、操 作系统等。 在第二代计算机阶段，软件得到了长足的发展。在这一时期出现了更高领的F服RN (Formula Translator),O0aL.(Common Business-Oriented Language)等语言。同时操 作系统的概念己经成形， (三)第三代电子计算机 第三代电子计算机称为集成电路计算机.在这个阶段，集成电路(Integrated Circuit,. 简称1IC入、小规模集成电路(Saal1 Scale Integration,简称SSI)、中规慎集成电路(Vedium Scale1 ntegration,简移s1)逐渐成为制造i计算机逐辑元器件和内部存储署的材料，而 外部存储器开始采用大量的高速磁盘。典型的第三代计算机有W60系列、 loneyve11-000系列、富士通F230等， 这一时期的发展还包括使用了提作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时 运行许多不月的程序。同时，大众化高级语言BS1C、结构化高级语言PASCAL相继藏生， 结构化、棱块化的程序设计思见开始棱提出， (四)第四代电子计算机 第四代计算机称为大规核和超大规棱集成电路计算机，这一时期，电子计算机的基本电 子元件是大规模集成电路(Large Scale【ntegration,简称LSI)某至超大规模集成电路 (Very Large Scale Intexratio滩，简称VLSI),并且集成度很高的半导体存错图替代了慰 芯存储器，其运算速度可达每秒几百万次其至上亿次基本运算。大规模集成电路(L5I)可 以在一个艺片上容纳几百个元件。到了0年代，超大规颅集成电路(VSI)在花片上容纳 了儿十万个元件，后来的(51)将数字扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容钠如此 数量的元件使得计算机的体积和价格不斯下座，而功旋和可靠性不斯增强。 在这一阶段，计算机款件进一步发展。操作系统等系统软件不断完善，应用软件的开发 已逐步成为一个新的产业，计算机的应用已渗透到杜会生活的各个领域： 三、计算机的特点 和其他计算工具相比。计算机是具有以下几个方面的特点： 1.运算速度快 计算机的运算建度（也称处理速度）用WTPs(即(Mil1 ion Instructions Per Second, 每秒处理的百万领的机器语言指令数)来衡量，是计算机性能的指标之一。现在，最快的计
1960 年，出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。第二代 计算机用晶体管代替电子管，还有现代计算机的一些部件：打印机、磁带、磁盘、内存、操 作系统等。 在第二代计算机阶段，软件得到了长足的发展，在这一时期出现了更高级的 FORTRAN （Formula Translator）、COBOL（Common Business-Oriented Language）等语言。同时操 作系统的概念已经成形。 （三）第三代电子计算机 第三代电子计算机称为集成电路计算机。在这个阶段，集成电路（Integrated Circuit， 简称 IC）、小规模集成电路（Small Scale Integration，简称 SSI）、中规模集成电路（Medium Scale Integration，简称 MSI）逐渐成为制造计算机逻辑元器件和内部存储器的材料，而 外部存储 器开 始采用 大量的 高速磁 盘。 典型的 第三代 计算 机有 IBM-360 系列、 Honeywell-6000 系列、富士通 F230 等。 这一时期的发展还包括使用了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时 运行许多不同的程序。同时，大众化高级语言 BASIC、结构化高级语言 PASCAL 相继诞生， 结构化、模块化的程序设计思想开始被提出。 （四） 第四代电子计算机 第四代计算机称为大规模和超大规模集成电路计算机。这一时期，电子计算机的基本电 子元件是大规模集成电路（Large Scale Integration，简称 LSI）某至超大规模集成电路 （Very Large Scale Integration，简称 VLSI），并且集成度很高的半导体存储器替代了磁 芯存储器，其运算速度可达每秒几百万次其至上亿次基本运算。大规模集成电路（LSI）可 以在一个芯片上容纳几百个元件。到了 80 年代，超大规模集成电路（VLSI）在芯片上容纳 了几十万个元件，后来的（ULSI）将数字扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳如此 数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。 在这一阶段，计算机软件进一步发展。操作系统等系统软件不断完善，应用软件的开发 已逐步成为一个新的产业，计算机的应用已渗透到社会生活的各个领域。 三、计算机的特点 和其他计算工具相比，计算机是具有以下几个方面的特点： 1．运算速度快 计算机的运算速度（也称处理速度）用 MIPS（即（Million Instructions Per Second， 每秒处理的百万级的机器语言指令数）来衡量，是计算机性能的指标之一。现在，最快的计
算机的计算峰值已突破每砂10万亿次。计算机如此高的运算速度是其他任何计算工具无法 比拟的。例如天气预裂间愿，要迅速分析大量的气象数据盛料，才能作出及时的预报。对于 天气预报，若深用手工计算需十天华月才能发出，这样会事过境迁，失去了预报的意义。现 在用计算机只需十几分钟就可完成一个地区内数天的天气预报。因此，运算速度快也是计算 机被广泛使用的主要原因之一。 2.计算精度高 计算机运算精度高包含两层意思：一是，只要原始数据正确。计算程序正确，在没有 受外界干扰的情况下，计算机的结果也会正：二是，小数点后的精确位多。数在计算机内 部是用二近制数编码的，数的精度主要由这个数的二进制码的位数决定。例，圆周率的计 算，我国著名数学家祖冲之算到小数点后6位，近代数学家们最高记录是@位，而最近公 布的使用计算机计算的圆圆率Π值己达到小数点后2？000亿位。这样的计算结果是几代数学 家耗尽毕生精力也无法完成的，而这样的计算精度也是任柯其他工具不可能达到的。 3.具有逻帽运算能力 计算机不仅能解决加、减、乘，除、取核等数值计算问思，而且还可以在程序的执行 过程中，进行与非判断，并根据判断结果白动确定下一步的执行命令。正是因为计算机具有 这种逻辑运算能力，使得计算机能解决津数植计算问题，比如信息检素、图像识别等。 4.具有记忆能力 计算机的存储能力正是它不同干其他任何计算工具的本质所在，计算机可以存储大量 的数据和计算机程序面不丢失，在计算的月时，还可把中间结果存储起米，供以后使用。一 台计算机能轻而易举地将一个中等规模的图书馆的全部图书资料信息存储起米，且不会遗 忘， 5,自动化程度高 计算机根据事先编好的指令序列遥条执行，从开始工作到送出计算结果整个过程均在 程序的控制下自动选行。 6,可靠性高、通用性强 由于采用了大规根和超大规极集成电路，现在的计算机具有非常高的可靠性。观代计 算机不仅可以用于数值计算，还可以用于数据处理、工业拉制、辅助设计、辅助制造和办公 自动化等，具有很强的通用性， 四、计算机的分类 随着计算机技术的发展和应用，计算机的类型也越来越多样化，从不同的角度对计算机
算机的计算峰值已突破每秒 10 万亿次。计算机如此高的运算速度是其他任何计算工具无法 比拟的。例如天气预报问题，要迅速分析大量的气象数据资料，才能作出及时的预报。对于 天气预报，若采用手工计算需十天半月才能发出，这样会事过境迁，失去了预报的意义。现 在用计算机只需十几分钟就可完成一个地区内数天的天气预报。因此，运算速度快也是计算 机被广泛使用的主要原因之一。 2．计算精度高 计算机运算精度高包含两层意思：一是、只要原始数据正确，计算程序正确，在没有 受外界干扰的情况下，计算机的结果也会正确；二是、小数点后的精确位多。数在计算机内 部是用二近制数编码的，数的精度主要由这个数的二进制码的位数决定。例如，圆周率的计 算，我国著名数学家祖冲之算到小数点后 6 位，近代数学家们最高记录是 707 位，而最近公 布的使用计算机计算的圆周率∏值已达到小数点后 27000 亿位。这样的计算结果是几代数学 家耗尽毕生精力也无法完成的，而这样的计算精度也是任何其他工具不可能达到的。 3．具有逻辑运算能力 计算机不仅能解决加、减、乘、除、取模等数值计算问题，而且还可以在程序的执行 过程中，进行与非判断，并根据判断结果自动确定下一步的执行命令。正是因为计算机具有 这种逻辑运算能力，使得计算机能解决非数值计算问题，比如信息检索、图像识别等。 4．具有记忆能力 计算机的存储能力正是它不同于其他任何计算工具的本质所在。计算机可以存储大量 的数据和计算机程序而不丢失，在计算的同时，还可把中间结果存储起来，供以后使用。一 台计算机能轻而易举地将一个中等规模的图书馆的全部图书资料信息存储起来，且不会遗 忘。 5．自动化程度高 计算机根据事先编好的指令序列逐条执行，从开始工作到送出计算结果整个过程均在 程序的控制下自动进行。 6．可靠性高、通用性强 由于采用了大规模和超大规模集成电路，现在的计算机具有非常高的可靠性。现代计 算机不仅可以用于数值计算，还可以用于数据处理、工业控制、辅助设计、辅助制造和办公 自动化等，具有很强的通用性。 四、计算机的分类 随着计算机技术的发展和应用，计算机的类型也越来越多样化。从不同的角度对计算机
分类的方法也不同，通常从以下几个方面分类。 (一)从原理上分类 从原理上看，计算机可分为电子数字计算机、电子模拟计算机和数根混合计算机。 1,电子数字计算机 电子数字计算机是一种以数字形成的量值在机器内部进行运算的计算机，它处理和产生 的是账冲信号，这些数据在时间上是离股的，输入是数字量，输出也是数字量，其基本运算 部件是数字逐辑电路。因此其运算精度高、通用性强。 2.电子模叛计算机 电子柄拟计算机是一种用连续变化的物理量表示被运算变量，并用电子电路构成基本运 算富件的模拟计算装置，它处理和产生的是连续信号。一般说来，模拟计算机不如量字计算 机精确、通用性不强。但解题速度快，主要用干过程拉制和模复仿真。 3,数核混合计算机 数根混合计算机是综合了数字和模拟两种计算机的长处而设计出米的。它既能处理数字 量，又能处理模报量。但是，这种计算机结构复杂，设计困难。 目前大量应用的是电子数字计算机，人们习候上所说的计算机是指电子数字计算机。 (二)按计算机的规横和处球数据的能力分类 计算机按其运算速度快慢、存储数据量的大小，功能的强霜，以及载硬件的配套规核等 不同又分为巨型机、大中型机、小型机、微型机、工作站与服务器等。 1,巨型机 巨型机(Giant Computer)又称超级计算机(Super Corputer),是指运算速度超过每 秒1亿次的高性能计算机，它是目前功能最强、速度最快、软硬件配套齐备、价格最贵的计 算机，主要用于解决诸如气象、太空、能源、医药等尖端科学研究和战略武器研制中的复杂 计算。它们安装在国家高级研究机关中，可供几百个用户同时使用。 如由国防科学技术大学研制的“天河一号”，部署在国家超级计算天津中心，其实测运 算速度可以达到每秒257和万亿次。目前，“天河一号”在石油物探、高端装备研制、生物医 药、气象预报等方面都获得成功应用。为众多用户提供了高性能计算服务。 2.大中型计算机 大中型计算机(Large-scale Computer And Mediu-scale Computer)也有很快的运算 速度和根大的存销量并允许相当多的用户同时使用，当然在量缓上都不及巨型计算机，结构
分类的方法也不同，通常从以下几个方面分类。 （一）从原理上分类 从原理上看，计算机可分为电子数字计算机、电子模拟计算机和数模混合计算机。 1．电子数字计算机 电子数字计算机是—种以数字形成的量值在机器内部进行运算的计算机。它处理和产生 的是脉冲信号，这些数据在时间上是离散的，输入是数字量，输出也是数字量，其基本运算 部件是数字逻辑电路，因此其运算精度高、通用性强。 2．电子模拟计算机 电子模拟计算机是一种用连续变化的物理量表示被运算变量，并用电子电路构成基本运 算部件的模拟计算装置，它处理和产生的是连续信号。一般说来，模拟计算机不如数字计算 机精确、通用性不强，但解题速度快，主要用于过程控制和模拟仿真。 3．数模混合计算机 数模混合计算机是综合了数字和模拟两种计算机的长处而设计出来的。它既能处理数字 量，又能处理模拟量。但是，这种计算机结构复杂，设计困难。 目前大量应用的是电子数字计算机。人们习惯上所说的计算机是指电子数字计算机。 （二）按计算机的规模和处理数据的能力分类 计算机按其运算速度快慢、存储数据量的大小、功能的强弱，以及软硬件的配套规模等 不同又分为巨型机、大中型机、小型机、微型机、工作站与服务器等。 1．巨型机 巨型机（Giant Computer）又称超级计算机（Super Computer），是指运算速度超过每 秒 1 亿次的高性能计算机，它是目前功能最强、速度最快、软硬件配套齐备、价格最贵的计 算机，主要用于解决诸如气象、太空、能源、医药等尖端科学研究和战略武器研制中的复杂 计算。它们安装在国家高级研究机关中，可供几百个用户同时使用。 如由国防科学技术大学研制的“天河一号”，部署在国家超级计算天津中心，其实测运 算速度可以达到每秒 2570 万亿次。目前，“天河一号”在石油勘探、高端装备研制、生物医 药、气象预报等方面都获得成功应用，为众多用户提供了高性能计算服务。 2．大中型计算机 大中型计算机（Large-scale Computer And Medium-scale Computer）也有很快的运算 速度和很大的存储量并允许相当多的用户同时使用。当然在量级上都不及巨型计算机，结构
上也较巨型机简单些。价格相对巨型机来得便宜，因此使用的范围较巨型机普遍。是事务处 理、商业处理、信息管理、大型数据库和数据通信的主要支柱 如I嘱的390系列是大中型机的一个代表，运算速度可以达到10WIS。在我国，大 部分眼行的着行使用的是大型机，对银行来说，大量分支机构和用户分布在全国各地，如果 要实现全国连网、异地存取，票么发生在各地的业务最后要汇总，使用大中型机集中处理方 式成为必然遗择。 3.小型机 小型机(Minicoe阳ter)的规模和运算速度比大中型机要差，但仍能支持十几个用户同 时使用。小型机具有体积小，价格低、性能价格比高等优点，适合中小企业。事业单位用于 工业控制、数据采集，分析计算、全业管理以及科学计算等，也可酸巨重机或大中型机的辅 助机。具型的小型机是美国EC公司的PTP系列计算机、IW公可的AS/4O0系列计算机， 我国的DJS-130计算机等。 4,微型计算机 微型计算机(Vicrocomputer)简称微机，是当今使用最普及，产量最大的一类计算机， 体积小、功耗低，成本少、灵活性大，性整价格比明显地优于其他类型计算机，因而得到了 广泛应用。微型计算机可以按结构和性隆划分为单片机、单板机、个人计算机等几种类型。 1)单片机 把微处理墨、一定容量的存储器以及输入输出接口电路等集成在一个芯片上，就构成了 单片机。可见单片机仅是一片特殊的、具有计算机功能的集成电路芯片。单片机体积小，功 耗低、使用方便，但存销容量较小，一般用做专用机或用来控制高级收表、家用电器等。 2)单板机 肥微处理器、存储器、输入输出接口电路安装在一块印刷电路板上，就成为单板计算机。 一般在这块板上还有简易键盘、液品和数码管显示器以及外存储器接口等。单板机价格低康 且易于扩展，广泛用干工业控制、微型机教学和实验，或作为计算机控制网络的前端执行机。 3)个人计算机 供单个用户使用的微型机一般称为个人计算机或℃，是目前用得最多的一种微型计算 机。℃配置有一个紧读的机箱、显示器、健盘、打印机以及各种接口。可分为台式微机和 便携式微机。 台式微机可以将全部设备放置在书桌上，因此又称为桌面型计算机。当前流行的机型有 联想，惠普，酸尔系列计算机等
上也较巨型机简单些，价格相对巨型机来得便宜，因此使用的范围较巨型机普遍，是事务处 理、商业处理、信息管理、大型数据库和数据通信的主要支柱。 如 IBM 的 390 系列是大中型机的一个代表，运算速度可以达到 1000MIPS。在我国，大 部分银行的省行使用的是大型机。对银行来说，大量分支机构和用户分布在全国各地，如果 要实现全国连网、异地存取，那么发生在各地的业务最后要汇总，使用大中型机集中处理方 式成为必然选择。 3．小型机 小型机（Minicomputer）的规模和运算速度比大中型机要差，但仍能支持十几个用户同 时使用。小型机具有体积小、价格低、性能价格比高等优点，适合中小企业、事业单位用于 工业控制、数据采集、分析计算、企业管理以及科学计算等，也可做巨型机或大中型机的辅 助机。典型的小型机是美国 DEC 公司的 PDP 系列计算机、IBM 公司的 AS/400 系列计算机， 我国的 DJS-130 计算机等。 4．微型计算机 微型计算机（Microcomputer）简称微机，是当今使用最普及、产量最大的一类计算机， 体积小、功耗低、成本少、灵活性大，性能价格比明显地优于其他类型计算机，因而得到了 广泛应用。微型计算机可以按结构和性能划分为单片机、单板机、个人计算机等几种类型。 1）单片机 把微处理器、一定容量的存储器以及输入输出接口电路等集成在一个芯片上，就构成了 单片机。可见单片机仅是一片特殊的、具有计算机功能的集成电路芯片。单片机体积小、功 耗低、使用方便，但存储容量较小，一般用做专用机或用来控制高级仪表、家用电器等。 2）单板机 把微处理器、存储器、输入输出接口电路安装在一块印刷电路板上，就成为单板计算机。 一般在这块板上还有简易键盘、液晶和数码管显示器以及外存储器接口等。单板机价格低廉 且易于扩展，广泛用于工业控制、微型机教学和实验，或作为计算机控制网络的前端执行机。 3）个人计算机 供单个用户使用的微型机一般称为个人计算机或 PC，是目前用得最多的一种微型计算 机。PC 配置有一个紧凑的机箱、显示器、键盘、打印机以及各种接口，可分为台式微机和 便携式微机。 台式微机可以将全部设备放置在书桌上，因此又称为桌面型计算机。当前流行的机型有 联想、惠普、戴尔系列计算机等
便携式微机包括笔记本计算机、柏珍计算机以及个人数字助理(Personal Digital Assistant,阳)。便携式微机将主机和主要外部设备集成为一个整体，显示屏为液品显示， 可以直接用电池供电。 平板电韩是℃家族的一名新战员，其外观和笔记本电韩相似。平板电黄一般支持手写 输入或者语音输入，移动性和便携性比笔记本电鞋更胜一筹，但处理能力比笔记本电脑蜀。 目前，比较流行的平板电脑有草果公司生产的IPad,联想公司生产的乐Pd等， 5.工作站 工作站(orkstation)是介于代和小显机之间的高档微型计算机，通常配备有大屏幕 显示器和大容量存储器，具有较高的运算速度和较强的网路通信能力，有大型机或小型机的 多任务和多用户功能，同时教有微型计算机操作便利和人机界面友好的特点。工作站的鞋到 之处是具有很强的图形交互能力，因此在工程设计额域得到广泛使用。SW、图、SG等公 司都是著名的工作站生产厂家。 6.服务器 随着计算机网络的普及和发晨，一种可供网铬用户共享的高性能计算机应运而生，这 就是服务器。服务露一般具有大容量的存储设备和丰富的外都接口，运行网路操作系统，要 求较高的运行速度，为此很多服务器都配置双C和(Central Processing Unit,中央处理 器，由控制器和运算器组成，是计算机的核心部件)。服务器常用于存放各类资源，为网络 用户提供丰富的资徽共享服务，常见的货源服务卷有WS(Domrin Nane Syst黑，域名解析) 服务器、E-i】(电子郎件)服务器、b(网页)服务器、s(Bulletin Board Systen,. 电子公告板)服务器等。 (三)按应用花围分类 按到应用范围进行分类，计算机可分为专用计算机和通用计算机。 1.专用计算机 专用计算机是为解决一个或一类特定月恩而设计的计算机。它的硬件和软件的配置依 据解决特定月思的雷要而定，并不求全。专业计算机功桂单一，配有解决特定问题的固定程 序，能高速、可靠地解决斧定可愿。 2.通用计算机 通用计算机是为能解决各种问题。具有较强的通用性而设计的计算机。它具有一定的运 算速度。有一定的存销容量，带有通用的外部设备，配备各种系统载件，应用载件。一般的 数字式电子计算机多属此类
便携式微机包括笔记本计算机、袖珍计算机以及个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）。便携式微机将主机和主要外部设备集成为一个整体，显示屏为液晶显示， 可以直接用电池供电。 平板电脑是 PC 家族的一名新成员，其外观和笔记本电脑相似。平板电脑一般支持手写 输入或者语音输入，移动性和便携性比笔记本电脑更胜一筹，但处理能力比笔记本电脑弱。 目前，比较流行的平板电脑有苹果公司生产的 IPad，联想公司生产的乐 Pad 等。 5．工作站 工作站（Workstation）是介于 PC 和小型机之间的高档微型计算机，通常配备有大屏幕 显示器和大容量存储器，具有较高的运算速度和较强的网络通信能力，有大型机或小型机的 多任务和多用户功能，同时兼有微型计算机操作便利和人机界面友好的特点。工作站的独到 之处是具有很强的图形交互能力，因此在工程设计领域得到广泛使用。SUN、HP、SGI 等公 司都是著名的工作站生产厂家。 6．服务器 随着计算机网络的普及和发展，一种可供网络用户共享的高性能计算机应运而生，这 就是服务器。服务器一般具有大容量的存储设备和丰富的外部接口，运行网络操作系统，要 求较高的运行速度，为此很多服务器都配置双 CPU（Central Processing Unit，中央处理 器，由控制器和运算器组成，是计算机的核心部件）。服务器常用于存放各类资源，为网络 用户提供丰富的资源共享服务。常见的资源服务器有 DNS（Domain Name System，域名解析） 服务器、E-mail（电子邮件）服务器、Web（网页）服务器、BBS（Bulletin Board System， 电子公告板）服务器等。 （三）按应用范围分类 按照应用范围进行分类，计算机可分为专用计算机和通用计算机。 1．专用计算机 专用计算机是为解决一个或一类特定问题而设计的计算机。它的硬件和软件的配置依 据解决特定问题的需要而定，并不求全。专业计算机功能单—，配有解决特定问题的固定程 序，能高速、可靠地解决特定问题。 2．通用计算机 通用计算机是为能解决各种问题，具有较强的通用性而设计的计算机。它具有一定的运 算速度，有一定的存储容量，带有通用的外部设备，配备各种系统软件、应用软件。一般的 数字式电子计算机多属此类
五、计算机的应用 由于计算机有运算速度快，计算精度高、具有逆辑计算能力、且记忆能力强。可靠性 高和通用性强等一系列特点，使计算机广泛应用于国防、科研、生产、交通、商业、卫生等 各个领城，并且可以预见，其应用领域还将进一步扩大。计算机的主要用途如下 1,数值计算 数植计算的用途主要蛋计算机用于完成和解决科学研究和工程技术中的数学计算问 题。计算机具有计算速度快、精度高的特点，在数值计算等衡线里刚好是计算机施展才能的 地方，尤其是一些十分庞大而复杂的科学计算，靠其他计算工具有时简直是无法解决的。例 如，天气预报，常用解气象方程式的方法顾测气象变化准确度高，但计算量相当大，所以只 有借助于计算机，才能更及时、准确地完成这样的工作。 2.数据及事务处理 所谓数据及事务处理，泛指非科技方面的数据管理和计算处理。其主要特点是，要处 理的原始数据量大，面算术运算较简单，并有大量的逐铜运算和判断，其结果常要求以表格 或图形等形式存储或输出。例如，银行日常账务管理、股票交号管理、图书货料的检索等。 面树巨量的信息，知果不用计算机处理，仍采用传统的人工方法是难以胜任的。事实上，计 算机在非数值方面的应用已经运远超过了在悬值计算方面的应用，其中最广泛的应用瓷是在 企业管理信息化额域的应用。 3.自动控制与人工餐俊 由于计算机不国计算速度快且又有逻辑判断能力，所以可广泛用于自动控制。例如， 对生产和实验设备及其过程进行控制.可以大大提高自动化水平，减轻劳动强度，节省生产 和实周期，提高劳动效电，提高产品质量和产量，特别是在规代国防及航空航天等领域， 可以说计算机起着决定性作用：现代的通讯工业，没有计算机是不可想象的。另外，随着智 能机器人的研制成功。它可以代替人类完成某些人类才能进行的工作。顶计21世纪，人工 智能的研究川标是使计算机更好地模报人的思排活动，椰时的计算机将可以完咸更复杂的控 制任务。 4,计算机铺助设计、辅助制造和铺助教学 计算机辅尉设i计CAD(Coe每ater Aided Design)和计算机辅助制造CAM(Computer Aided anufacturing),是设计人员利用计算机来协助进行最优化设计和制造人员进行生产设答的 管理，控制和操作的应用软作。日前。在电子，机械、造船、航空，建筑，化工，电器等方 面都有计算机的应用。这样可以提高设计质量，缩短设计和生产周期，提高白动化水平
五、计算机的应用 由于计算机有运算速度快、计算精度高、具有逻辑计算能力、且记忆能力强、可靠性 高和通用性强等一系列特点，使计算机广泛应用于国防、科研、生产、交通、商业、卫生等 各个领域，并且可以预见，其应用领域还将进一步扩大。计算机的主要用途如下： 1．数值计算 数值计算的用途主要指计算机用于完成和解决科学研究和工程技术中的数学计算问 题。计算机具有计算速度快、精度高的特点，在数值计算等领域里刚好是计算机施展才能的 地方，尤其是一些十分庞大而复杂的科学计算，靠其他计算工具有时简直是无法解决的。例 如，天气预报，常用解气象方程式的方法预测气象变化准确度高，但计算量相当大，所以只 有借助于计算机，才能更及时、准确地完成这样的工作。 2．数据及事务处理 所谓数据及事务处理，泛指非科技方面的数据管理和计算处理。其主要特点是，要处 理的原始数据量大，而算术运算较简单，并有大量的逻辑运算和判断，其结果常要求以表格 或图形等形式存储或输出。例如，银行日常账务管理、股票交易管理、图书资料的检索等。 面对巨量的信息，如果不用计算机处理，仍采用传统的人工方法是难以胜任的。事实上，计 算机在非数值方面的应用已经远远超过了在数值计算方面的应用，其中最广泛的应用就是在 企业管理信息化领域的应用。 3．自动控制与人工智能 由于计算机不但计算速度快且又有逻辑判断能力，所以可广泛用于自动控制。例如， 对生产和实验设备及其过程进行控制。可以大大提高自动化水平，减轻劳动强度，节省生产 和实验周期，提高劳动效率，提高产品质量和产量，特别是在现代国防及航空航天等领域， 可以说计算机起着决定性作用；现代的通讯工业，没有计算机是不可想象的。另外，随着智 能机器人的研制成功，它可以代替人类完成某些人类才能进行的工作。预计 21 世纪，人工 智能的研究目标是使计算机更好地模拟人的思维活动，那时的计算机将可以完成更复杂的控 制任务。 4．计算机辅助设计、辅助制造和铺助教学 计算机辅助设计 CAD（Computer Aided Design）和计算机辅助制造 CAM（Computer Aided Manufacturing），是设计人员利用计算机来协助进行最优化设计和制造人员进行生产设备的 管理、控制和操作的应用软件。目前，在电子、机械、造船、航空、建筑、化工、电器等方 面都有计算机的应用，这样可以提高设计质量，缩短设计和生产周期，提高自动化水平
计算机辅时教学CAI(Cc阳ter Aided Instruction》,是利用计算机的功旋程序把教 学内容变成软件，使得学生可以通过计算机进行学习，并使得教学内容更加多样化、形象化 以取得更好的数学效果。 5.通讯与料络 随着信息化社会的发展。通讯业也发展迅速，计算机在通讯领域的作用越来越大，特 别是计算机网络的迅速发展。目前追布全缘的因特网（互联网》己把全地球上的大多数国家 联系在一起 除此之外，计算机在电子商务、电子政务等领城的应用也得到了快速的发展， 六、计算机的工作原理 现代计算机的设计军是基于冯·诺依曼思把构建的。到现在为止。尽管计算机制造技术 已经发生了极大的变化，但是就其体系结构而言，仍然是根据他的设计思想制造的，所以这 样的计算机均称为冯·诺依曼型计算机， 冯·诺依曼计算机的设计思想可以简要地概括为以下三点： (1)计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。每条指令一般具有一个操作玛和地 址码，其中操作码表示运算类型，地址码川于存放操作数在存储器中的地址 (2)计算机应包括运算器、存储器，控制器，输入和输出设备五大基本部件。 (3)将预先编好的程序运入内存储器中。然后启动计算机，计算机无需操作人员干预， 能白动逐条读取并执行执行指令。 根据图灵机的工作原理，可以把计算机的工作过程归纳为输入、处理，输出和存储4 个过程. 输入是番计算机的内存储器接受由输入设备（如健盘，鼠标等）提供的信息：处理是计 算机的核心部分，由列中的控制器和运算器根据指令对内存储器中的信皂进行加工处理的 过程，并按一定方式进行转换，输出是计算机将存储在内存储器中的处理结果在输出设备上 (如显示器域打印机)显示或打印等操作：存储是计算机将内存储器中的原始数据或处理结 果保存到外存储设备以便再次使用。这4个步露是一个循环过程。输入、处理、输出、存储 并不一定都按愿以上顺序操作，而是在指令的指挥下，阳可根据需要决定先执行爆一个步 果。 计算机的工作冢理如图3一1所示 输入设备 内存储器 输出设备 运算器
计算机辅助教学 CAI（Computer Aided Instruction），是利用计算机的功能程序把教 学内容变成软件，使得学生可以通过计算机进行学习，并使得教学内容更加多样化、形象化， 以取得更好的教学效果。 5．通讯与网络 随着信息化社会的发展，通讯业也发展迅速，计算机在通讯领域的作用越来越大，特 别是计算机网络的迅速发展。目前遍布全球的因特网（互联网）已把全地球上的大多数国家 联系在一起。 除此之外，计算机在电子商务、电子政务等领域的应用也得到了快速的发展。 六、计算机的工作原理 现代计算机的设计都是基于冯·诺依曼思想构建的。到现在为止，尽管计算机制造技术 已经发生了极大的变化，但是就其体系结构而言，仍然是根据他的设计思想制造的，所以这 样的计算机均称为冯·诺依曼型计算机。 冯·诺依曼计算机的设计思想可以简要地概括为以下三点： （1）计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。每条指令一般具有一个操作码和地 址码，其中操作码表示运算类型，地址码用于存放操作数在存储器中的地址。 （2）计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。 （3）将预先编好的程序送入内存储器中，然后启动计算机，计算机无需操作人员干预， 能自动逐条读取并执行执行指令。 根据图灵机的工作原理，可以把计算机的工作过程归纳为输入、处理、输出和存储 4 个过程。 输入是指计算机的内存储器接受由输入设备（如键盘、鼠标等）提供的信息；处理是计 算机的核心部分，由 CPU 中的控制器和运算器根据指令对内存储器中的信息进行加工处理的 过程，并按一定方式进行转换，输出是计算机将存储在内存储器中的处理结果在输出设备上 （如显示器或打印机）显示或打印等操作；存储是计算机将内存储器中的原始数据或处理结 果保存到外存储设备以便再次使用。这 4 个步骤是一个循环过程。输入、处理、输出、存储 并不一定都按照以上顺序操作，而是在指令的指挥下，CPU 可根据需要决定先执行哪一个步 骤。 计算机的工作原理如图 3—1 所示 输入设备 内存储器 输出设备 运算器