第0章-计算机基础知识-计算机组装与维护教程第6版刘瑞新

第0章计算机基础知识教育部“十一五”国家规划教材

教育部“十二五”职业教育国家规划教材北京市教育委员会“北京市高等教育精品教材”获全国优秀畅销书奖国内销量最多的、最受欢迎的组装与维修类书颠覆已有计算机诞生知识，值得给学生讲讲计算机（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1936～1946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（AlanTuring）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&redirected=seachword

图灵奖

/wiki/%E5%9B%BE%E7%81%B5%E5%A5%962．世界上第一台电子计算机——Atanasoff-BerryComputer，简称ABC在维基百科（）上要输入“JohnVincentAtanasoff”或“Atanasoff–BerryComputer”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-BerryComputer）”的发明过程。/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。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_图1-3当年运行中的ENIAC4．世界上第一台通用电子计算机——ENIACENIAC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/ENIAC5．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/EDVAC6．冯•诺依曼体系结构（VonNeumannArchitecture）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：I/O设备：负责数据和程序的输入、输出。存储器：存储程序和数据。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=oMMBWNEYZC8twI6NCWeK-UoecKHWsEMUwmyPa--JIOvw5VpzMMbHrz80C8fg4FaeARhkcttI1XNVqVVxz93Yv_/post/377405/

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（1946～1957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1-5IBM704型电子计算机

2．第二代——晶体管计算机时代（1958～1970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1-6IBM7090型电子计算机

3．第三代——中、小规模集成电路计算机时代（1963～1970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1-7IBM360型电子计算机

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。

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数字计算机模拟计算机数字模拟混合计算机。（2）按计算机的用途分类专用计算机通用计算机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（SuperComputer），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CrayXK7系统。每一个计算机节点由一个16核心AMDOpteron6274处理器和一个英伟达TeslaK20GPU加速器组成，并配备700TB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。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IntelXeonX56702.93GHz六核心处理器(32nmWestmere-EP)，2048颗我国自主研发的飞腾FT-1000八核心处理器，以及7168块NVIDIATeslaM2050高性能计算卡，总计186368个核心，224TB内存。2015年8月17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。

（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（PersonalComputer），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（Workstation）

工作站包括工程