1 1 計算機的產生和發展

2021-08-20 22:51:56 字數 1522 閱讀 3788

1.1.1 計算機的產生

人們通常所說的計算機,是指電子數字計算機。一般認為,世界上第一台數字式電子計算機誕生於2023年2月,它由美國賓夕法尼亞大學研製,簡稱eniac,如圖1.1所示。

圖1.1 eniac

eniac占地面積約170平方公尺;用了約18000只電子管、1500個繼電器、70000只電阻、18000只電容;耗資近49萬美元;重約30噸;運算速度為每秒5000次加法,功能還不如現在市場上的計算器。

1.1.2 計算機的發展

在第一台計算機出現後,計算機的發展至今經歷了四代,採用的主要元器件分別為電子管、電晶體、小規模積體電路和大規模、超大規模積體電路。目前的計算機使用的是極大規模積體電路。相應的典型計算機如表1.1所示。

表1.1 計算機發展史和相應的典型計算機

1.1.3 計算機系統

眾所周知,計算機可以完成各種各樣的任務,因此可以被看成乙個功能強大的系統。計算機系統由硬體系統和軟體系統兩大部分組成。人通過軟體才能使用計算機的硬體。乙個完整的計算機系統,如圖1.2所示。

圖1.2 計算機系統

1.計算機硬體系統

計算機硬體系統是構成計算機的各種物理裝置的總稱。

長期以來,幾乎所有的通用計算機都是按照馮·諾依曼體系結構設計的。該體系結構按照「儲存程式控制」原理進行工作,即乙個問題的解決步驟(程式)連同它所處理的資料都使用二進位制表示,並預先存放在儲存器中。當程式執行時,計算機一條一條地讀取程式指令和相應的資料,並按照指令的要求對資料進行處理,直到程式執行完畢為止。為實現上述原理,美籍匈牙利數學家馮·諾依曼(john von neumann)最早提出計算機由五大邏輯部件組成,包括運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置(i/o裝置)。五大部分的關係如圖1.3所示。

圖1.3 馮·諾依曼體系結構

其中,輸入裝置把原始程式和資料輸入計算機;儲存器儲存程式和資料,包括記憶體和外存;運算器根據程式對資料進行運算或處理;輸出裝置將運算處理結果展現出來;控制器通過提供控制訊號來協調和控制各個部分的執行。

2.計算機軟體系統

計算機軟體是程式及其資料和有關文件的統稱。即

計算機軟體=程式+資料+文件

其中,程式是軟體的主體,它實現軟體的功能;資料是程式執行過程中需要處理的物件;文件是指與程式開發、維護及操作有關的一些資料(如設計報告、維護手冊、使用指南、幫助文件等)。

例如,在「金山詞霸」這個軟體中,資料就是電子化的漢英和英漢詞典內容;程式用於提供使用者介面,幫助使用者查詢匹配內容並且呈現出來;文件就是軟體說明書和系統幫助內容。

軟體一般可分為系統軟體和應用軟體兩大類。系統軟體就是與計算機硬體直接打交道的軟體,如windows;應用軟體是用於解決各種具體應用問題的軟體,如word、qq等。

1.1.4 程式、資料和軟體開發

1.程式

程式包括機器語言程式、組合語言程式和高階語言程式。目前主要採用高階語言程式進行軟體開發。

2.資料

3.軟體開發

編寫程式來解決使用者需求的過程稱為軟體開發。演算法用於描述解決問題的準確而完整的步驟。資料結構研究非數值資料在計算機中的儲存和操作。若軟體規模較大,則需要採用軟體工程的方法進行軟體開發。

計算機的發展

計算機系統 硬體 軟體 第一台電子數字計算機 eniac。這台計算機是1946年2月14日誕生的,而二戰結束是1945年9月2日。計算機正是在二次世界大戰瀰漫的硝煙中開始研製的。當時為了給美 械試驗提供準確而及時的彈道火力表,迫切需要有一種高速的計算工具。因此在美 方的大力支援下,世界上第一台通用計...

計算機的誕生和發展

在人類文明發展的歷史長河中,計算工具經歷了從簡單到複雜 從低階到高階的發展過程,列如,繩結 算籌 算盤 計算尺 手搖機械計算機 電動機械計算機等。它們在不同的時期發揮了各自的作用,同時也孕育了電子計算機的雛形。計算機的電子管從電晶體,再由電晶體到中小規模積體電路,再到大規模積體電路直至現今的超大規模...

計算機發展歷史

我國計算機發展歷史 從1953年開始研究,到1958年研製出了我國第一台計算機,在1982年我國研製出了運算速度1億次的銀河i ii型等小型系列機。擴充套件資料 計算機是新技術革命的一支主力,也是推動社會向現代化邁進的活躍因素。電腦科學與技術是第二次世界大戰以來發展最快 影響最為深遠的新興學科之一。...