第二章计算机系统PPT课件

1、第二章第二章 计算机系统计算机系统第一节第一节 计算机的发展与应用计算机的发展与应用一、计算机的种类与特点一、计算机的种类与特点1、计算机的种类 随着计算机技术的发展，尤其是微处理器的发展，计算机的类型越来越多样化。 按功能分为通用机和专用机； 通用机的特点是通用性强，具有很强的综合处理能力，通用机的特点是通用性强，具有很强的综合处理能力，能够解决各种类型的问题；专用机则功能单一，配有解能够解决各种类型的问题；专用机则功能单一，配有解决特定问题的软、硬件，能够高速可靠地解决特定的问决特定问题的软、硬件，能够高速可靠地解决特定的问题。题。按规模可分为巨型机、大型机、小型机、工作按规模可分为巨型机

2、、大型机、小型机、工作站、微型机等。站、微型机等。巨型计算机巨型计算机系统是在一定时期内速度最快、存储能力强、结构复杂、价格昂贵、性能最高、体积最大、耗资最多的计算机系统。n 应用场合应用场合：主要用来承担重大的科学研究、国防尖端技术和国民经济领域的大型计算课题及数据处理任务。如大范围天气预报，整理卫星照片，原子核物的探索，研究洲际导弹、宇宙飞船等。大型计算机 大型机是用来处理大容量数据的机器。欧盟委员会称，目前全球绝大多数企业数据依然存储在大型机上。n 应用场合应用场合： 一般用于大型事务处理系统，特别是过去完成的且不值得重新编写的数据库应用系统方面，其应用软件通常是硬件本身成本的好几倍。小

3、型计算机 小型计算机是相对于大型计算机而言，小型计算机的软件、硬件系统规模比较小，但价格低、可靠性高、便于维护和使用。它是一种运行原理类似于PC（个人电脑）和服务器，但性能及用途又与它们截然不同的高性能计算机。n 应用场合应用场合：目前己广泛应用于工业自动控制、大型分析仪器、测量设备、企业管理、大学和科研机构等，也可以作为大型与巨型计算机系统的辅助计算机微型计算机 微型计算机简称“微型机”、“微机”，由于其具备人脑的某些功能，所以也称其为“微电脑”。是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。它是以微处理器为基础，配以内存储器及输入输出(I0)接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。n 应用

4、场合应用场合：微型计算机的应用范围很广，例如科学计算、信息处理和事务管理、过程控制、仪器、仪表控制、家用电器和民用产品控制、计算机辅助设计|计算机辅助制造、人工智等等都需要微型计算机。2、计算机特点、计算机特点 计算机是一种可以进行自动控制、具有记忆功能的现代化计算工具和信息处理工具。主要有五个方面的特点：（1）运算速度快。目前最快的巨型机能每秒百亿次 （2）计算精度高。计算机内部采用二进制运算，数值精度非常高！（3）超强的“记忆”能力和复杂的逻辑判断能力。人是有思维能力的。思维能力本质上是一种逻辑判断能力，也可以说是因果关系分析能力。借助于逻辑运算，可以让计算机做出逻辑判断，分析命题是否成立

5、，并可根据命题成立与否做出相应的对策。4、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和很强的通用性。二、二、 计算机的发展与应用计算机的发展与应用计算机的发展1946电子管计算机1957晶体管计算机1964集成电路计算机1972大规模集成电路计算机一、计算机发展的四个历史阶段一、计算机发展的四个历史阶段科技的发展推动了计算机的产生和进步。科技的发展推动了计算机的产生和进步。计算机基本运算部件发展从机械齿轮、电子管、计算机基本运算部件发展从机械齿轮、电子管、晶体管、集成电路向超大规模集成电路发展。晶体管、集成电路向超大规模集成电路发展。迄今为止，计迄今为止，计算

6、机发展经历算机发展经历了四代。了四代。1.1.第一代计算机第一代计算机用电子管作为主要元件的计算机，称为第一代用电子管作为主要元件的计算机，称为第一代计算机。特点：体积大，笨重，运算速度慢。计算机。特点：体积大，笨重，运算速度慢。世界第一台计算机世界第一台计算机“埃尼阿克埃尼阿克”（ENIAC）。）。电子管埃尼阿克2.2.第二代计算机第二代计算机兴起于四、五十年代，用晶体管作为主要元件兴起于四、五十年代，用晶体管作为主要元件的计算机，称为第二代计算机。的计算机，称为第二代计算机。晶体管与电子管相比，体积小、寿命长、功耗晶体管与电子管相比，体积小、寿命长、功耗小，可靠性高。小，可靠性高。第二代计

7、算机晶体管3.3.第三代计算机第三代计算机六、七十年代，集成电路迅速发展。以集成电六、七十年代，集成电路迅速发展。以集成电路为主要元件的计算机即第三代电子计算机。路为主要元件的计算机即第三代电子计算机。第三代计算机集成电路4.4.第四代计算机第四代计算机七十年代，微电子技术迅速发展，出现大规模七十年代，微电子技术迅速发展，出现大规模集成电路和超大规模集成电路。以它们组成成集成电路和超大规模集成电路。以它们组成成的计算机就叫第四代计算机。的计算机就叫第四代计算机。第四代计算机大规模集成电路计算机发展四个阶段比较计算机发展四个阶段比较小 组交流后，回答下列问题 1、世界上第一台计算机是哪一年在哪个

8、国家诞生的？该计算机运算能力如何？ 2、目前世界上运行最快的计算机是什么？去处能力怎样？我国计算机发展的现状？1946年2月14日，世界上第一台电脑世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。 运算速度为：算算速度为 5000次/秒左右 美国IBM公司（国际商用机器公司）与美国能源部科研人员9日展示了他们最新开发的超级计算机，运算速度达每秒1000万亿次，是全球运算速度最快的超级计算机，也是第一台运算速度达每秒1000万亿次的超级计算机。中国曙光信息产业有限公司最新发布的超级计算机曙光5000A，按照国际通行的计算机运行速度测试标准，它的运算速度超过每秒160万亿次，运算能力相当于世界

9、第七 二、计算机的应用领域二、计算机的应用领域请小组交流，列举几个学习和生活中使用计算机的例子。 计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。计算机的主要应用领域如下： 1.科学计算(或数值计算)科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。在现代科学技术工作中，科学计算问题是大量的和复杂的。利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算的能力，可以实现人工无法解决的各种科学计算问题。2.数据处理(或信息处理)数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称。据统计，80以上的计算

10、机主要用于数据处理，这类工作量大面宽，决定了计算机应用的主导方向。 3.过程控制(或实时控制)过程控制是利用计算机及时采集检测数据，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。采用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的及时性和准确性，从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率。因此，计算机过程控制已在机械、冶金、石油、化工、纺织、水电、航天等部门得到广泛的应用。例如，在汽车工业方面，利用计算机控制机床、控制整个装配流水线，不仅可以实现精度要求高、形状复杂的零件加工自动化，而且可以使整个车间或工厂实现自动化。 4.辅助技术(或计算机辅助设计与制造)计算机辅助技术

11、包括CAD、CAM和CAI等。计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD)计算机辅助设计是利用计算机系统辅助设计人员进行工程或产品设计，以实现最佳设计效果的一种技术。它已广泛地应用于飞机、汽车、机械、电子、建筑和轻工等领域。例如，在电子计算机的设计过程中，利用CAD技术进行体系结构模拟、逻辑模拟、插件划分、自动布线等，从而大大提高了设计工作的自动化程度。又如，在建筑设计过程中，可以利用CAD技术进行力学计算、结构计算、绘制建筑图纸等，这样不但提高了设计速度，而且可以大大提高设计质量。计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM

12、)计算机辅助制造是利用计算机系统进行生产设备的管理、控制和操作的过程。例如，在产品的制造过程中，用计算机控制机器的运行，处理生产过程中所需的数据，控制和处理材料的流动以及对产品进行检测等。使用CAM技术可以提高产品质量，降低成本，缩短生产周期，提高生产率和改善劳动条件。将CAD和CAM技术集成，实现设计生产自动化，这种技术被称为计算机集成制造系统(CIMS)。它的实现将真正做到无人化工厂(或车间)。计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI)计算机辅助教学是利用计算机系统使用课件来进行教学。课件可以用著作工具或高级语言来开发制作，它能引导学生循环渐进地学习，使学生轻松自如地从课件中学到所需要的知识。CAI的主要特色是交互教育、个别指导和因人施教。 5.人工智能(或智能模拟)人工智能(Artificial Intelligence)是计算机模拟人类的智能活动，诸如感知、判断、理解、学习、问题求解和