计算机基础知识(9).ppt

第0章 计算机基础知识 计算机（Computer）是电子计算机的简称，它是一种按照事先 储存的程序，自动、高速、精确地对数据进行输入、处理、输出和 存储的电子设备。 1.1.1 电子计算机的初期发展史 本节简单介绍19361946年期间，电子计算机发展初期的 历史。 1图灵机 英国数学家艾兰图灵（Alan Turing）1937年发表著名的 论应用于解决问题的可计算数字论文。 1.1 计算机的初期发展史和时代划分 第0章 计算机基础知识 阿兰麦席森图灵 英国曼彻斯特市的图灵坐在公园长椅上，手里 拿着他每晚临睡前惯常吃的苹果 /wiki/%E8%89%BE%E4%BC%A6%C2%B7 %E5%9B%BE%E7%81%B5 /view/1022826.htm?fromId=2130&redirecte d=seachword 第0章 计算机基础知识 图灵奖 /wiki/%E5%9B%BE%E7%81%B5%E5%A5%96 第0章 计算机基础知识 2世界上第一台电子计算机Atanasoff-Berry Computer，简称ABC 在维基百科（）上要输入“John Vincent Atanasoff”或“AtanasoffBerry Computer”就可以找到“约翰文森特阿塔纳索夫”教授的生平和“阿塔纳索夫-贝瑞计算 机（Atanasoff-Berry Computer）”的发明过程。 第0章 计算机基础知识 /wiki/%E9%98%BF%E5%A1%94%E7%BA%B3%E7%B4% A2%E5%A4%AB-%E8%B4%9D%E7%91%9E%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA /wiki/Atanasoff_Berry_Computer 在美国爱荷华州立大学的网站上有更详细的介绍（ /） 1973年，经历了美国联邦法庭最长时间的调查之后，撤销了莫西利 的专利，判决说“现代计算机的基本想法是来自约翰文森特阿坦那索夫 。” “ABC”在时间上要早于其它任何我们现在所知道的有关电子计算机的 设计方案。事实上，除去ENIAC之外，应该说都是独立发明的。世界上 的第一台电子计算机应为“ABC”，但是ABC不是通用的，而是仅仅用于 求解线性方程组。现在国内的专著、教材、科普资料中，仍然宣传 ENIAC是世界上第一台电子计算机，是不符合事实的。 第0章 计算机基础知识 3英国的Collossus计算机 英国布莱切利园目前展有巨人计算机的重建机 /wiki/Colossus_computer /link?url=g4UCGuCwVtno-FNcQV_p4d6Li- 21AKQaNfCSg01naOW-HM0hGBqJkm0PPQS96ZMc_SxT1_Bc4UJ-_64s4v4cn_ 第0章 计算机基础知识 图1-3 当年运行中的ENIAC 4世界上第一台通用电子计算机ENIAC ENIAC是世界上第一台通用电子计算机，它是图灵完全的电子计算机 ，能够重新编程，解决各种计算问题。ENIAC是按照十进制，而不是按照 二进制来计算。如图1-3所示。ENIAC不是冯诺依曼结构的。 /wiki/ENIAC 第0章 计算机基础知识 5世界上第一台冯诺依曼结构的计算机EDVAC 与它的前任ENIAC不同，EDVAC采用二进制，是一台冯诺依曼 结构的计算机。 /wiki/EDVAC 第0章 计算机基础知识 6冯诺依曼体系结构（Von Neumann Architecture） 冯诺伊曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计 算机应该按照顺序执行程序。如图1-4所示，冯诺伊曼定义了计算 机的三大组成部件： l I/O设备：负责数据和程序的输入、输出。 l 存储器：存储程序和数据。 l 处理器：分成运算器和控制器，运算器负责数据的加工处 理，控制器控制程序的逻辑。 图1-4 冯诺伊曼体系结构 /link?url=oMMBWNE YZC8twI6NCWeK-UoecKHWsEMUwmyPa - JIOvw5VpzMMbHrz80C8fg4FaeARhkcttI1 XNVqVVxz93Yv_ /post/377405/ 第0章 计算机基础知识 1.1.2 电子计算机的时代划分 现代电子计算机的发展，主要是根据其所采用的电子器件的发展而划 分，在60多年的发展过程中，一般分成四个阶段，通常称为四代。每代之 间不是截然分开的，在时间上有重叠。 1第一代电子管计算机时代（19461957年） 如图1-5所示是IBM在1954年推出的产品IBM704型电子计算机。 图1-5 IBM704型电子计算机 第0章 计算机基础知识 2第二代晶体管计算机时代（19581970年） 1959年，IBM公司生产出全部晶体管化的电子计算机IBM7090， 如图1-6所示。IBM7000系列计算机是这一代计算机的主流产品。 图1-6 IBM7090型电子计算机 第0章 计算机基础知识 3第三代中、小规模集成电路计算机时代（19631970 年） 1965年4月问世的IBM360系列是最早采用集成电路的通用计算 机，也是影响最大的第三代计算机，是这一代的代表产品，如图1- 7所示。 图1-7 IBM360型电子计算机 第0章 计算机基础知识 4第四代大规模和超大规模集成电路计算机时代（1971 现在） 第四代计算机的基本元件是大规模集成电路或超大规模集成电路 ，集成度很高的半导体存储器替代了磁芯存储器。 20世纪70年代，微型计算机问世，电子计算机开始进入普通人的生 活。微型计算机是第四代计算机的产物。 第0章 计算机基础知识 1.1.3 计算机的分类 1计算机的分类方法 （1）按计算机处理数据的类型分类 l 数字计算机 l 模拟计算机 l 数字模拟混合计算机。 （2）按计算机的用途分类 l 专用计算机 l 通用计算机 第0章 计算机基础知识 2通用数字计算机的分类 （1）巨型机 巨型机也称超级计算机（Super Computer），是计算机家族中运行速度 最快、存储容量最大、功能最强、体积最大的一类，主要应用于主要用于核 武器、空间技术、大范围天气预报、石油勘探等领域。 2012年10月，Titan超级计算机的外观，如图1-8所示。 Titan超级计算机是一个拥有200个机柜，18688个节点的Cray XK7系统。每一个计 算机节点由一个16核心AMD Opteron 6274处理器和一个英伟达 Tesla K20 GPU加 速器组成，并配备700 TB内存。另外，Titan的299008个CPU将被用于引导模拟，同 时GPU用来做强力数据处理。 第0章 计算机基础知识 2010年10月，中国研制的第一台千万亿次超级计算机“天河一号”的外观， 如图1-9所示。 全球超级计算机500强排行榜榜单2013年11月21日 /news/20131121/140739521.html 全球超级计算机500强排行 天河二号拔得头筹 /2013/0617/2164322.shtml 天河一号A配备了14336颗Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心处理器(32nm Westmere-EP)，2048 颗我国自主研发的飞腾FT-1000八核心处理器，以及7168块 NVIDIA Tesla M2050高性能计算卡，总计186368个核心，224TB内存。 第0章 计算机基础知识 2015年8月12日，中国天津，天津港爆 炸事故中被迫关闭的国家超算天津中心“ 天河一号”超级计算机，于8月15日晚22 时10分重新开机，经过设备调试和检修 ，到17日14时全部重启恢复正常工作， 目前建在“天河一号”上的天津滨海新区 电子政务云平台也全部恢复。 第0章 计算机基础知识 （2）大型主机（Mainframe） 包括过去所说的大型机和中型机，具有大型、通用、内外存储 容量大、多类型I/O通道、支持批处理和分时处理等多种工作方式 ，近年来新型机采用了多处理、并行处理等技术，具有很强的管理 和处理数据的能力。 （3）微型机(Microcomputer) 微型机又称个人计算机（Personal Computer），简称PC机 ，主要指办公和家庭的台式微型计算机和笔记本计算机。 （4）工作站（Works