第 1 章 计算机基础知识

本章主要内容包括：

计算机的概述 计算机系统的基本组成 键盘的使用和指法 计算机安全

1.1计算机的概述

1.1.1计算机的发展简史

1 ?计算机的概念

计算机是一种能够自动高速地进行数字运算和信息加工处理的电子机器。只要人们给 它一系列指令，它就能够自动地按照指令去完成被指定的工作。

计算机的发展简史

世界上第一台电子计算机ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator ，

即电子数字积分计算机)于1946年2月在美国宾夕法尼亚大学研制成功。它采用电子管作

为计算机的基本部件，使用了18800只电子管，10000只电容器，7000只电阻，每秒可进

行5000次加减运算。这台计算机占地面积170卅，重30t，耗电150kW/h。如今计算机科

学已成为发展最快的一门学科。按照计算机所用的电子元件来划分计算机的时代为4个时

代，见表1.1 O

表1.1各代计算机的比较

第一代

(1946?1958 年)

第二代

(1958~1964 年)

第三代

(1965~1971 年)

第四代

(1971年?至今)

电子器件

电子管

晶体管

中、小规模集成电路

大规模和超大规

模集成电路

主存储器

磁芯、磁鼓

磁芯、磁鼓

磁芯、磁鼓、半导体 存储器

半导体存储器

外部辅助存储器

磁带、磁鼓

磁带、磁鼓、磁盘

磁带、磁鼓、磁盘

磁带、磁盘、

光盘

处理方式

机器语言

汇编语言

监控程序

作业批量连续处理

高级语言编译

多道程序

实时处理

实时、分时处理

网络操作系统

运算速度(次/秒)

几千?几万

几万?几十万

几十万?几百万

几百万?几亿

第五代的计算机向智能化的方向发展，使计算机具有人工智能，像人一样的能听、看 说甚至思考的能力。

计算机的分类和特点

6 种。1.

6 种。

2. 计算机的特点

高速运算能力 目前世界上运算最快的计算机已达到数百亿次/秒、甚至数千亿次 /秒。

强存储记忆能力 在计算机中有一个承担记忆职能的部件，即存储器。现代的计算机，存储器的容量可 以做得非常大，能记忆大量信息。它可以记忆大量的原始数据、中间结果和计算机程序以 备调用。目前一般的微机内存容量在 128MB 到 1GB。

很高的计算精度和可靠性 计算机的精度可达到几十位甚至上百位，连续无故障运行时间可达数月甚至几年。

具有逻辑判断能力 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，并根据命题成立 与否做出相应对策。

工作全自动 只要给计算机发出工作指令，计算机能自动执行存放在存储器中的程序，无需人工干 预，工作完全自动化。

计算机的应用 随着计算机技术的发展，计算机在社会生活的各个领域中得到极其广泛的应用，主要 包括以下几个方面。

1． 科学计算 现代科学技术中有大量复杂的数值计算，例如在地震预测、气象预报、工程设计、火 箭和卫星发射等尖端科技领域都离不开计算机的精确计算。

2．数据处理 数据处理被广泛地应用在办公自动化、事务管理、情报分析、企业管理等方面。

3．自动控制 计算机能对连续工作的控制对象实行自动控制，并及时采集检测数据，按最优方案实 现自动控制。主要应用在宇航、军事领域以及工业生产系统等方面。

.辅助功能

计算机辅助设计(CAD、辅助制造(CAM、辅助教学(CAI)和辅助测试(CAT等多 个方面，如电路、机器加工控制、服装设计等。

.网络通信

网络通信是指利用计算机网络实现信息的传递、交换和传播。目前，计算机已广泛应 用于国际互联网(In ternet )，使全球信息得到更快的传输和更大的共享。

?人工智能

人工智能一般是指利用计算机来模拟人脑的逻辑思维和逻辑推理的功能。主要应用在 机器人、专家系统、模式识别等方面。

1.2计算机系统的基本组成

一个完整的计算机系统包括计算机硬件系统和计算机软件系统两大部分。计算机硬件 系统和计算机软件系统协同工作，二者缺一不可。如图1.2所示。

「运尊器亠

「中央处理器-

「主 机』I控制器杆

I内存储器*

/砌件*

输入设备

、外部设筍j输出设番」

I外存储器

r操作系貌"着言处理程序屮

r操作系貌"

着言处理程序屮

调试与诊断理序 「用户程序屮

应用软件包

数据库』

f系统软件

,戟件Y

I应用软件

图1.2计算机系统组成

1.2.1计算机的硬件系统

计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合，通常这些部件由电子器件、机

械装置物理部件组成。当前的计算机一直沿袭着美籍匈牙利数学家冯?诺依曼在1946年提

出的“存储程序”的思想，其计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设 备等五个部件组成，如图 1.3所示。

編入设备存储鬍输出设备输出结果

編入设备

存储鬍

输