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计算机基础知识大全 (3).docx
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1、计算机工作原理:
1)什么是计算机
计算机(Computer)是一种能接收和存储信息,并按照存储在其内部
的程序(这些程序是人们意志的体现)对输入的信息进行加工、处理,然
后把处理结果输出的高度自动化的电子设备。
2)计算机工作原理——冯·诺依曼原理(又称为存储程序原理)
(1)组成计算机的物理设备(硬件)包括运算器、控制器、存储器、
输入设备和输出设备五部分;
(2)所有程序和数据都以二进制形式存储在存储器中;
(3)计算机系统在程序控制下自动运行。
2、计算机的发展:
1)计算机的发展:
计算机从诞生发展到今天,已经经历了四个阶段,现正向第五代过渡。
见下表。
计算机发展的四个阶段
应用领域
国防及高科技
代
57
管)
码程序
秒
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高级程序设计 几 万 ~ 几 十 万工程设计、数
晶体管
代
据处理
几 十 万 ~ 几 百工业控制、数
万次/秒 据处理
代
成电路
几 百 万 ~ 上 亿工业、生活等
条指令/秒
各方面
路
机网络
2)微型计算机的发展:
上世纪 70 年代初,美国 Intel 公司等采用先进的微电子技术将运算器
和控制器集成到一块芯片中,称之为微处理器(MPU)。其发展大约经历了
六个阶段,如下表。
微机的六个发展阶段
第一代 1971~1973 Intel 4004、8008
第二代 1973~1975 Intel 8080
第三代 1975~1978 Intel 8085
第四代 1978~1981 Intel 8086
第五代 1981~1993 Intel 80386、80486
2MHz
2~5MHz
>5MHz
>25MHz
16 位
32 位
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第六代 1993~今
Pentium 系列
64 位
60MHz~2GHz
3)我国计算机的发展情况
我国的计算机事业始于 20 世纪 50 年代。
1952 年我国的第一个电子计算机科研小组在中科院数学所内成立。
1960 年,我国第一台自行研制的通用电子计算机 107 机问世。
1964 年,我国研制了大型通用电子计算机 119 机,用于我国第一颗氢
弹研制工作的计算任务。
20 世纪 70 年代以后,我国生产的计算机进入了集成电路计算机时期。
1974 年,我国设计的 DJS-130 机通过了鉴定并投入批量生产。
进入 20 世纪 80 年代,我国又研制成功了巨型机。
1982 年,我国独立研制成功了银河 I 型巨型计算机,运算速度为每秒
1 亿次。
1997 年 6 月研制成功的银河Ⅲ型巨型计算机,运算速度为每秒 130 亿
次。这些机器的出现,标志着我国的计算机技术水平踏上了一个新的台阶。
1999 年,银河四代巨型机研制成功。
2000 年,我国自行研制成功高性能计算机“神威I”,其主要技术指标
和性能达到国际先进水平。我国成为继美国、日本之后世界上第三个具备
研制高性能计算机能力的国家。
2005 年 4 月 18 日,完全由我国科学界自行研发、拥有自主知识产权的
中国首款六十四位高性能通用 CPU 芯片 CPU———“龙芯二号”芯片正式
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发布。这款芯片性能经检测已达到英特尔“奔 3”水平,比 2002 年 9 月
28 日发布的“龙芯一号”提高了 10 倍。
3、计算机的特点:
计算机是高度自动化的信息处理设备。主要特点有处理速度快、计算
精度高、记忆能力强、可靠的逻辑判断能力、可靠性高、通用性强。
1)处理速度快:计算机的运算速度用 MIPS(每秒钟执行多少百万条指
令)来衡量。
2)计算精度高:数的精度主要由表示这个数的二进制码的位数决定。
3)记忆能力强:存储器能存储大量的数据和计算机的程序。
4)可靠的逻辑判断能力:具有可靠的逻辑判断能力是计算机的一个重
要特点,是计算机能实现信息处理自动化的重要原因。
5)可靠性高,通用性强。
4、计算机的性能指标:
计算机的主要技术性能指标有主频、字长、内存容量、存取周期、运
算速度及其他指标。
1)主频(时钟频率):是指计算机 CPU 在单位时间内输出的脉冲数。
它在很大程度上决定了计算机的运行速度。单位 MHz。
2)字长:是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数。字
长决定运算精度。
3)内存容量:是指内存贮器中能存贮的信息总字节数。通常以8 个二
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进制位(bit)作为一个字节(Byte)。
4)存取周期:存贮器连续二次独立的“读”或“写”操作所需的最短
时间,单位来纳秒(ns,1ns=10 s)。存储器完成一次“读”或“写”操作
-9
所需的时间称为存储器的访问时间(或读写时间)。
5)运算速度:是一个综合性的指标,单位为MIPS(每秒百万条指令)。
影响运算速度的因素,主要是主频和存取周期,字长和存储容量也有影响。
6)其他指标:机器的兼容性(包括数据和文件的兼容、程序兼容、系
统兼容和设备兼容)、系统的可靠性(平均无故障工作时间 MTBF)、系统的
可维护性(平均修复时间 MTTR)、机器允许配置的外部设备的最大数目、
计算机系统的汉字处理能力、数据库管理系统及网络功能等、性能 /价格
比是一个综合性评价计算机性能的指标。
5、计算机的发展趋势:
计算机的发展趋势是智能化、巨型化、微型化、网络化、多媒体化。
1.2 计算机的类型
1.2.1 内容要点
计算机可按用途、规模或处理对象等多方面进行划分。
1、按用途划分,可分为:
1)通用机:适用解决多种一般问题,该类计算机使用领域广泛、通用
性较强,在科学计算、数据处理和过程控制等多种用途中都能适应。
2)专用机:用于解决某个特定方面的问题,配有为解决某问题的软件
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