计算机应用基础知识(2).doc

第1章 计算机应用基础知识 1.1 计算机的发展概述 世界上第一台电子计算机于1946年2月在美国宾夕法尼亚大学诞生，取名为ENIAC（读 作"埃尼克"），即Electronic Numerical Internal And Calculator的缩写。电子计算机的产生和迅速发展是当代科学技术最伟大的成就之一。 自1946年美国研制的第一台电子计算机ENIAC以来，在半个世纪的时间里，计算机的发展 取得了令人瞩目的成就。 计算机从诞生到现在，已走过了60年的发展历程，在这期间，计算机的系统结构不断 发生变化。人们根据计算机所采用的物理器件，将计算机的发展划分为几个阶段，下面 就来具体介绍。 1.1.1 计算机发展简史 电子计算机的发展阶段通常以构成计算机的电子器件来划分，至今已经历了四代，目 前正在向第五代过渡。每一个发展阶段在技术上都是一次新的突破，在性能上都是一次 质的飞跃。 1．第一代（1946～1957年），电子管计算机 它是一台电子数字积分计算机，取名为ENIAC。这台计算机是个庞然大物，共用了18 000多个电子管、1500个继电器，重达30吨，占地170平方米，每小时耗电140千瓦，计 算速度为每秒5000次加法运算。尽管它的功能远不如今天的计算机，但ENIAC作为计算机 大家族的鼻祖，开辟了人类科学技术领域的先河，使信息处理技术进入了一个崭新的时 代。其主要特征如下： （1）电子管元件，体积庞大、耗电量高、可靠性差、维护困难。 （2）运算速度慢，一般为每秒钟1千次到1万次。 （3）使用机器语言，没有系统软件。 （4）采用磁鼓、小磁芯作为存储器，存储空间有限。 （5）输入/输出设备简单，采用穿孔纸带或卡片。 （6）主要用于科学计算。 2．第二代（1958～1964年），晶体管计算机 晶体管的发明给计算机技术带来了革命性的变化。第二代计算机采用的主要元件是晶 体管，称为晶体管计算机。计算机软件有了较大发展，采用了监控程序，这是操作系统 的雏形。第二代计算机有如下特征： （1）采用晶体管元件作为计算机的器件，体积大大缩小，可靠性增强，寿命延长。 （2）运算速度加快，达到每秒几万次到几十万次。 （3）提出了操作系统的概念，开始出现了汇编语言，产生了如FORTRAN和COBOL等高 级程序设计语言和批处理系统。 （4）普遍采用磁芯作为内存储器，磁盘、磁带作为外存储器，容量大大提高。 （5）计算机应用领域扩大，从军事研究、科学计算扩大到数据处理和实时过程控制 等领域，并开始进入商业市场。 3．第三代（1965～1969年），中小规模集成电路计算机 20世纪60年代中期，随着半导体工艺的发展，已制造出了集成电路元件。集成电路可 在几平方毫米的单晶硅片上集成十几个甚至上百个电子元件。计算机开始采用中小规模 的集成电路元件，这一代计算机比晶体管计算机体积更小，耗电更少，功能更强，寿命 更长，综合性能也得到了进一步提高。具有如下主要特征： （1）采用中小规模集成电路元件，体积进一步缩小，寿命更长。 （2）内存储器使用半导体存储器，性能优越，运算速度加快，每秒可达几百万次。 （3）外围设备开始出现多样化。 （4）高级语言进一步发展。操作系统的出现，使计算机功能更强，提出了结构化程 序的设计思想。 （5）计算机应用范围扩大到企业管理和辅助设计等领域。 4．第四代（1971年至今），大规模集成电路计算机 随着20世纪70年代初集成电路制造技术的飞速发展，产生了大规模集成电路元件，使 计算机进入了一个新的时代，即大规模和超大规模集成电路计算机时代。这一时期的计 算机的体积、重量、功耗进一步减少，运算速度、存储容量、可靠性有了大幅度的提高 。其主要特征如下： （1）采用大规模和超大规模集成电路逻辑元件，体积与第三代相比进一步缩小，可 靠性更高，寿命更长。 （2）运算速度加快，每秒可达几千万次到几十亿次。 （3）系统软件和应用软件获得了巨大的发展，软件配置丰富，程序设计部分自动化 。 （4）计算机网络技术、多媒体技术、分布式处理技术有了很大的发展，微型计算机 大量进入家庭，产品更新速度加快。 （5）计算机在办公自动化、数据库管理、图像处理、语言识别和专家系统等各个领 域得到应用，电子商务已开始进入到了家庭，计算机的发展进入到了一个新的历史时期 。 1.1.2 计算机的特点 1．自动地运行程序 计算机能在程序控制下自动连续地高速运算。由于采用存储程序控制的方式，因此一 旦输入编制好的程序，启动计算机后，就能自动地执行下去直至完成任务。这是计算机 最突出的特点。 2．运算速度快 计算机能以极快的速度进行计算。现在普通的微型计算机每秒可执行几十万条指令， 而巨型机则达到每秒几十亿次甚至几百亿次。随着计算机技术的发展，计算机的运算速 度还在提高。例如