第1章计算机基础知识 我们现在广泛使用的计算机， 其全名是电子式数字计算机、俗称 电脑。简单地讲，计算机是一种能 存储程序并自动执行程序，对各种 数字化信息进行算术运算或逻辑运 算的电子机器。本章将使大家了解 计算机的发展及应用、基本组成、 基本原理以及计算机中字符的编码
第1章 计算机基础知识 我们现在广泛使用的计算机， 其全名是电子式数字计算机、俗称 电脑。简单地讲，计算机是一种能 存储程序并自动执行程序，对各种 数字化信息进行算术运算或逻辑运 算的电子机器。本章将使大家了解 计算机的发展及应用、基本组成、 基本原理以及计算机中字符的编码
本章我们要学习以下内容： 1.1计算机的发展历程 1.2计算机的特点、分类与应用 1.3计算机系统的基本组成 1.4进位计数制 •1.5计算机的基本原理 1.6微机的性能指标 1.7计算机中的字符表示
本章我们要学习以下内容： •1.1 计算机的发展历程 •1.2 计算机的特点、分类与应用 •1.3 计算机系统的基本组成 •1.4 进位计数制 •1.5 计算机的基本原理 •1.6 微机的性能指标 •1.7 计算机中的字符表示
1.1计算机的发展历程 从1946年出现第一台电子计算机起，到现在已经 50多年，计算机技术的发展极为迅速，日新月异。这些 发展涉及到许多方面，例如硬件方面的逻辑器件和体系 结构，软件方面的程序设计语言、操作系统、网络软件 人工智能等，这些方面的发展是相辅相成的
1.1 计算机的发展历程 从1946年出现第一台电子计算机起，到现在已经 50多年，计算机技术的发展极为迅速，日新月异。这些 发展涉及到许多方面，例如硬件方面的逻辑器件和体系 结构，软件方面的程序设计语言、操作系统、网络软件、 人工智能等，这些方面的发展是相辅相成的
1.1.1计算机的换代 由于计算机的发展极为迅速，人们将取得特别重大突破后的计 算机称为新一—代计算机。 (1)第一代（电子管计算机) 第一代计算机的主要特征是采用电子管构成逻辑电路，运算速度 是每秒约几千次到几万次的定点加法运算，生存时期大约是1946 年到1954年。这段时间是采用机器语言或汇编语言编程。 （2)第二代（晶体管计算机） 第二代计算机的主要特征是采用分立式晶体管构成逻辑电路，运 算速度为每秒几万次到几十万次，生存时期大约是1955年到1964 年。软件方面出现了高级程序设计语言，相应地出现了编译程序、 子程序库、批处理管理程序等系统软件 （3)第三代（中、小规模集成电路计算机)】 第三代计算机的主要特征是采用中、小规模集成电路，开始用半 导体存储器作为主存，生存时期大约是1965年到1974年。硬件方 面采用了流水线技术、微程序控制技术，提出了整机概念。软件 方面操作系统逐渐成熟，出现了虚拟存储技术、信息管理系统、 网络通信软件等，同时开始出现独立的软件企业
1.1.1计算机的换代 由于计算机的发展极为迅速，人们将取得特别重大突破后的计 算机称为新一代计算机。 （1）第一代（电子管计算机） 第一代计算机的主要特征是采用电子管构成逻辑电路，运算速度 是每秒约几千次到几万次的定点加法运算，生存时期大约是1946 年到1954年。这段时间是采用机器语言或汇编语言编程。 （2）第二代（晶体管计算机） 第二代计算机的主要特征是采用分立式晶体管构成逻辑电路，运 算速度为每秒几万次到几十万次，生存时期大约是1955年到1964 年。软件方面出现了高级程序设计语言，相应地出现了编译程序、 子程序库、批处理管理程序等系统软件。 （3）第三代（中、小规模集成电路计算机） 第三代计算机的主要特征是采用中、小规模集成电路，开始用半 导体存储器作为主存，生存时期大约是1965年到1974年。硬件方 面采用了流水线技术、微程序控制技术，提出了整机概念。软件 方面操作系统逐渐成熟，出现了虚拟存储技术、信息管理系统、 网络通信软件等，同时开始出现独立的软件企业
1.1.1计算机的换代 （4)第四代（大规模、超大规模集成电路计算机) 在集成电路中，每块芯片内含有的门电路数或元件数称为集成度。 每片几百门至几干门称为大规模集成电路（LSI),更高的称为超大 规模集成电路(VLSI)。随着LSI,VLS的出现，计算机的发展又 出现了一次飞跃，进入了第四代时期。一般认为第四代大约从1975 年开始，直至今天，当前大部分实用的计算机都属于第四代。后来 又出现了第五代、第六代的提法，但尚未得到更多的认可。 在使用VLS之后，一个重大的飞跃是出现了微型计算机，从而打 破了原有计算机体系结构，为计算机的应用拓展了极其广阔的空间。 进入第四代后，计算机的发展更为迅速。在系统结构上发展了并 行处理、多机系统、分布式计算机、计算机网络等技术。软件方面 提出了软件工程概念，出现了一些更完善的高级语言、操作系统、 数据库系统、网络软件，后来又出现了多媒体技术等
1.1.1计算机的换代 （4）第四代（大规模、超大规模集成电路计算机） 在集成电路中，每块芯片内含有的门电路数或元件数称为集成度。 每片几百门至几千门称为大规模集成电路（LSI），更高的称为超大 规模集成电路（VLSI）。随着LSI，VLSI的出现，计算机的发展又 出现了一次飞跃，进入了第四代时期。一般认为第四代大约从1975 年开始，直至今天，当前大部分实用的计算机都属于第四代。后来 又出现了第五代、第六代的提法，但尚未得到更多的认可。 在使用VLSI之后，一个重大的飞跃是出现了微型计算机，从而打 破了原有计算机体系结构，为计算机的应用拓展了极其广阔的空间。 进入第四代后，计算机的发展更为迅速。在系统结构上发展了并 行处理、多机系统、分布式计算机、计算机网络等技术。软件方面 提出了软件工程概念，出现了一些更完善的高级语言、操作系统、 数据库系统、网络软件，后来又出现了多媒体技术等
1.1.2计算机网络 需要特别强调的是，当前正进入网络化时代，这 是计算机发展的重要方向之一。计算机网络是利用通 信线路，将分布在不同地点上的多个独立计算机连接 起来的一种网络，它使多个用户能够通信并且共享网 络中的硬件、软件和信息等资源。它是计算机技术与 通信技术结合的产物，在信息化时代具有极为重要的 意义，不仅大大提高了人类的工作能力，而且正在改 变人们生活、工作和学习的方式
1.1.2计算机网络 需要特别强调的是，当前正进入网络化时代，这 是计算机发展的重要方向之一。计算机网络是利用通 信线路，将分布在不同地点上的多个独立计算机连接 起来的一种网络，它使多个用户能够通信并且共享网 络中的硬件、软件和信息等资源。它是计算机技术与 通信技术结合的产物，在信息化时代具有极为重要的 意义，不仅大大提高了人类的工作能力，而且正在改 变人们生活、工作和学习的方式
1.2计算机的特点、分类与应用 从以下三个方面学习本节： 1.2.1计算机的特点 1.2.2计算机的分类 1.2.3计算机应用举例
1.2 计算机的特点、分类与应用 从以下三个方面学习本节： 1.2.1 计算机的特点 1.2.2 计算机的分类 1.2.3 计算机应用举例
1.2.1计算机的特点 计算机具有以下特点： （1)运算速度快 现在的个人计算机每秒可以处理几百万条指令，巨型机的运 算速度可以达到几亿次以上。使得过去许多让人生畏、近乎 天文数字的计算工作，在极短的时间内就能够完成。 （2)计算精度高 计算机是采用二进制数字进行运算的，只要配置相关的硬件 电路就可以增加二进制数字的长度，提高计算精度。目前普 通的微型计算机的计算精度就可以达到32~64位二进制数。 （3)具有记忆和逻辑判断功能 “记忆”功能指的是计算机能够存储大量信息，供用户随时 检索和查询。现在一台普通PC机的外存储容量都在20GB以上。 逻辑判断功能指的是计算机不仅能够进行算术运算，还能进 行逻辑运算和实践推理。记忆功能、算术运算和逻辑运算相 结合，使得计算机能够模仿人类的某些智能活动，成为人类 脑力延伸的主要工具，所以计算机又称为“电脑
1.2.1 计算机的特点 计算机具有以下特点： （1）运算速度快 现在的个人计算机每秒可以处理几百万条指令，巨型机的运 算速度可以达到几亿次以上。使得过去许多让人生畏、近乎 天文数字的计算工作，在极短的时间内就能够完成。 （2）计算精度高 计算机是采用二进制数字进行运算的，只要配置相关的硬件 电路就可以增加二进制数字的长度，提高计算精度。目前普 通的微型计算机的计算精度就可以达到32~64位二进制数。 （3）具有记忆和逻辑判断功能 “记忆”功能指的是计算机能够存储大量信息，供用户随时 检索和查询。现在一台普通PC机的外存储容量都在20GB以上。 逻辑判断功能指的是计算机不仅能够进行算术运算，还能进 行逻辑运算和实践推理。记忆功能、算术运算和逻辑运算相 结合，使得计算机能够模仿人类的某些智能活动，成为人类 脑力延伸的主要工具，所以计算机又称为“电脑
1.2.1计算机的特点 (4)能自动运行并且具备人机交互功能 所谓自动运行就是人们把需要计算机处理的问题编成程 序，输入计算机，当发出运行指令后，计算机便在该程序 的控制下依次逐条执行，不再需要人工干预。人机交互则 是在人想要干预时，采用人机之间的一问一答形式，有针 对性地解决问题。 （5)适用范围广，通用性强 计算机是靠存储程序控制进行工作的。一般来说，无论 是数值的还是非数值的数据，都可以表示成二进制数的编 码；无论是复杂的还是简单的问题，都可以分解成基本的 算术运算和逻辑运算，并可以用程序描述解决问题的步骤， 所以，不同的应用领域中，只要编制和运行不同的应用软 件，计算机就能在此领域中很好地服务，即通用性极强
1.2.1 计算机的特点 （4）能自动运行并且具备人机交互功能 所谓自动运行就是人们把需要计算机处理的问题编成程 序，输入计算机，当发出运行指令后，计算机便在该程序 的控制下依次逐条执行，不再需要人工干预。人机交互则 是在人想要干预时，采用人机之间的一问一答形式，有针 对性地解决问题。 （5）适用范围广，通用性强 计算机是靠存储程序控制进行工作的。一般来说，无论 是数值的还是非数值的数据，都可以表示成二进制数的编 码；无论是复杂的还是简单的问题，都可以分解成基本的 算术运算和逻辑运算，并可以用程序描述解决问题的步骤。 所以，不同的应用领域中，只要编制和运行不同的应用软 件，计算机就能在此领域中很好地服务，即通用性极强
1.2.2计算机的分类 计算机发展到今天，已是琳琅满目，种类繁多。可以 从不同的角度对它们进行分类。 1.2.2.1依其使用范围分类 按使用范围分类，可以分为通用计算机和专用计算机。 （1)通用计算机 能适用于一般科学计算、学术研究、工程设计和数据处 理等广泛用途的计算。通常所说的计算机均指通用计算 机。 （2)专用计算机 这是为适应某种特殊应用而设计的计算机，其运行程序 不变，效率较高，速度较快，精度较好，但不宜作它用： 如飞机的自动驾驶仪，坦克上的火控系统中用的计算机， 都属专用计算机
1.2.2 计算机的分类 计算机发展到今天，已是琳琅满目，种类繁多。可以 从不同的角度对它们进行分类。 1.2.2.1 依其使用范围分类 按使用范围分类，可以分为通用计算机和专用计算机。 （1）通用计算机 能适用于一般科学计算、学术研究、工程设计和数据处 理等广泛用途的计算。通常所说的计算机均指通用计算 机。 （2）专用计算机 这是为适应某种特殊应用而设计的计算机，其运行程序 不变，效率较高，速度较快，精度较好，但不宜作它用。 如飞机的自动驾驶仪，坦克上的火控系统中用的计算机， 都属专用计算机