1.1.1计算机诞生

1. 世界上第一台电子计算机

• 名称：ENIAC
• 应用领域：军事
• 特点：采用十进制数制；没有存储功能

2. 世界上第一台具有存储功能的计算机

• 名称：EDVAC
• 是由冯・诺依曼领导团队研发成功，提出现代计算机工作原理

3. 【扩展】

⑴ 冯・诺依曼提出“现代计算机工作原理”，被称为“计算机之父”，图灵是现代计算机理论奠基人，提出了“人工智能（AI）”理论，认为计算机通过自动学习，自动完成人类能够完成的任务。

⑵ 计算机内部数据采用二进制数制

计算机科学采用的数制有 二进制（B),八进制(O),十进制（D），十六进制（H）

⑶ 计算机 硬件系统（原理性结构）有五个部分组成

①CPU（中央处理器）=运算器+控制器

②主机=CPU+存储器（冯氏结构中的存储器，专指内存）

③外部设备（外设）=输入设备+输出设备

④硬件系统=主机+外设

计算机硬件设备（指具体的物理设备）包括 CPU,主机，内存条，显卡，声卡，网卡， 机箱电源，硬盘，显示器，键盘，鼠标，音箱等

⑷【重点】计算机工作原理核心思想“程序存储，程序控制”

1.1.2计算机的发展历史

按计算机中使用的逻辑原件（或电子器件，逻辑器件）划分，计算机发展历史分为四

代

1. 第一代计算机

⑴ 名称：电子管计算机；使用的逻辑元件是：电子管

⑵ 使用的存储设备有：水银延迟线，阴极射线管，磁带等

⑶ 第一代计算机采用第一代编程语言（机器语言）和第二代编程语言（汇编语言）编写程序

①第一代编程语言的机器语言，采用 0 和 1 两个数码进行编程，是计算机唯一能直接执行的编程语言

②机器语言的优缺点

优点：采用二进制编程，计算机能直接识别执行，运行效率高

缺点：编写效率低，可移植性，跨平台性差（由于不同机型使用了不同的指令系统，因此，在一种机型上编写的机器语言程序无法在其它机型上运行）

③第二代编程语言是汇编语言，由于汇编语言使用了助记符，所以使用汇编语言编写的源程序（程序员编写的代码）必须经汇编程序（翻译）转化为目标程序（机器语言）后，才能被计算机执行

④与机器语言相比，汇编语言编写程序的效率高，但执行效率低；汇编语言程序的可移植性，跨平台性差，比机器语言稍好一丢丢

⑤第一代的机器语言与第二代的汇编语言，都属于低级语言

【说明】低级语言指接近计算机硬件的底层语言（与功能无关）

2. 第二代计算机

⑴ 名称：晶体管计算机使用的逻辑元件是晶体管

⑵ 使用磁芯，磁鼓等作为存储器

⑶ 使用第三代编程语言，即：高级语言进行编程

①常用的高级编程语言有 BASIC,C,C++,JAVA, Python 等

②利用 BASIC 语言编写的源程序，必须经解释程序（翻译）转化为机器语言后，才能被计算机执行

解释程序的特点：解释一句，执行一句，下次再要执行，重新解释

③其它高级语言编写的源程序，必须经编译程序（翻译）转化为目标程序（机器语言）后，才能被计算机执行

编译程序特点：一次编译（形成目标程序），多次执行

【结论】编译程序执行效率比解释程序高

④【总结】汇编程序，解释程序，编译程序属于语言处理系统，将源程序转化为机器语言，汇编程序（低级），编译程序（高级）形成目标程序

3. 第三代计算机

⑴ 名称：集成电路计算机 使用的逻辑器件是集成电路

集成电路的特点：体积越来越小，功能越来越强

⑵ 使用半导体材料制作内存，沿用至今

⑶ 【重点】出现操作系统软件

①操作系统是运行在计算机硬件上的第一层（最底层）软件

②其它软件都是运行在操作系统平台上，所以操作系统必须是首先安装的操作系统软件

③常用的操作系统有

PC 机：DOS, windows XP / 7/ 8/ 10，MAC（苹果机）

服务器：Linux(免费）， windows NT/ 2008/ 2016, unix, NoveⅡ, networe 等

移动端：Android, ios

4. 第四代计算机

⑴ 名称：大规模和超大规模集成电路计算机。逻辑元件是超大规模集成电路

⑵ 出现多种高级编程语言和操作系统软件

⑶ 特别的

①1980 年 IBM 公司推出 PC 机（个人计算机，微型计算机，微机）

②出现多媒体计算机利用文字，声音，图形，图像，视频，动画等媒体形式传播信息

③出现计算机网络 Internet（因特网或互联网）

④出现超级计算机（超算），运算速度（主频）达亿亿次/秒，中国超算有天河一号，神威，太湖之光，曙光等

1.1.3计算机的分类

1. 计算机按用途可划分为通用计算机和专用计算机

⑴ 通用计算机，如 PC，服务器等

⑵ 专用计算机指自动化控制，仪器仪表等

2. 按计算机的功能和性能（处理能力）

计算机可划分为巨型机，大型机，小型机，微型机，工作站，服务器，（巨大小微）

⑴ 巨型机 应用领域（选择）军事，航空航天，天气预报，海洋，分子结构，生物制药， 密码破译，模拟核爆，大数据云计算等

⑵ 微机 主要应用于家庭，办公

 

1.1.4【重点 简答填空】计算机的特点？

计算机工作特点？或计算机运行特点？（顺序不能错）

答：①运算速度快

②计算精度高

③记忆能力强

④具有逻辑判断能力

⑤可靠性高

【说明】

⑴ 计算机的运算速度

是由 CPU（中的运算器）决定，CPU 每秒钟运算的次数，称主频（是计算机运算速度的性能指标，或影响因素）

①2¹º=1024=1K 约等于1000

2²º=1024K=1M 约等于1000 000

1024M=1G=1024*1024*1024 约等于1000 000 000

1024G=1T

【提醒】K,M,G,T 是数量级，不是单位

②例，某 PC 机的主频是 3.50GHz 表示 CPU（中运算器）每秒钟运算 3500 000 000 次/秒。

例，某手机的主频 是 2.6GHz 表 示 CPU的主频是2600 000 000 次/秒或2.6*1024*1024*1024 次/秒

③【总结】主频越大，运算速度越快

⑵ 计算机的精度

是由 CPU(中运算器）的字长决定，字长是 CPU（中运算器）每次能处理数据的位（bit)数

①1Byte(字节)=8bit（位）

计算机数据存储的基本单位是字节；

计算机数据处理的基本单位是位；

计算机数据存储的最小单位（单元）是位

【提醒】除存储外，其他的单位是位

（数据按位处理）按字节存取数据时，按位处理

②PC机划分（断代）的依据是按 CPU 的字长，PC机有 8/16/32/64 位机，目前主流是 64位（bit）机

③【结论】字长越长，精度越高

④CPU 每次处理的一组数据，称为一个字节（word)，每个字中包括的位数称字长。

例如，64 位主机的一个字中，包括 64bit 数据

⑶ 计算机的记忆能力指内存和外存的存储容量

例，某 PC 机的内存容量是 8GB，表示存储容量是 8000 000 000Byte

某 PC 机的外存容量（硬盘）是 250GB,表示存储容量是 250 000 000 000Byte

例，手机的内存（相当于 PC 机的外存）容量 256GB

手机运行内存（相当于 PC 机的内存）容量是 8GB

⑷ 逻辑判断能力，指逻辑与逻辑或逻辑非

⑸ 计算机的可靠性指无故障，连续工作（两个词，缺一不可）

1.1.5【重点 简答选择填空】计算机的功能？或计算机的应用领域？或计算机的用途？（注意顺序）

答：①科学计算；

②信息处理；

③过程控制；

④计算机辅助系统；

⑤人工智能；

⑥网络和通信；

⑦多媒体技术；

⑧电子商务和电子政务；

⑨物联网等

【说明】

1. 科学计算（或数值计算）

是计算机最主要（核心）功能，特点：数据量巨大，运算规划简单。例：天气预报，航空航天等利用巨型机进行

2. 信息处理（或数据加工，数据处理等）

指各类管理信息系统（MIS），例：报名系统，预约挂号，教务管理系统，工资人事管理系统，信息平台，办公自动化系统等

提醒：信息处理是计算机最广泛的应用领域

3. 过程控制（或自动化）

指计算机采集信息，实时处理的过程。例：工农业自动化生产，物流分拣等流水线

4. 计算机辅助系统

CAD 计算机辅助设计

CAM 计算机辅助制造

CAT 计算机辅助测试

CAE 计算机辅助工程

CAI 计算机辅助教育

CIMS 计算机集成制造

5. 人工智能

是由图灵最早提出，并给出测试模型，机器能完成人类的工作

1.1.6【重点 填空简答】未来计算机发展的趋势？（顺序不能错）

答：未来发展趋势是

（运算速度）巨型化，

（体积）微型化，

（通信方式）网络化，

（信息组织）多媒体化，

（工作方式）智能化，

（分工方式）网络化等。

1.2计算机系统的组成

1. 计算机系统由硬件系统和软件系统组成
2. 硬件系统

硬件系统=运算器+控制器+存储器+输入设备+输出设备

CPU（处理器）=运算器+控制器

外设=输入设备+输出设备

3. 软件系统

由系统软件（核心）和应用软件

1.2.1硬件系统

1. 运算器

⑴ 功能：运算器实现算术运算和逻辑运算（两个运算，缺一不可）

⑵ 运算器又称算术逻辑单元（ALU)

⑶ 运算器中自带的存储器称寄存器（既不是内存，也不是外存），用于存储运算的中间值

2. 控制器（CU)

⑴ 功能：（分三步）

①读指令（从内存中读取指令）

②译码解释执行（将指令转化为机器语言）

③指挥其他部件协调一致工作

（循环，执行下一条指令）

⑵ 控制器的寄存器，用于存储下一条指令的地址

【总结】 CPU=运算器+控制器

CPU 芯片（物理设备）=运算器+寄存器+寄存器

3. 存储器（冯氏结构指内存）

⑴ 内存中存储的是指令和数据

⑵ 指令是正在运行的程序

①指令由操作码和地址码（或操作数，操作对象）

②操作码是指令的功能，地址码是操作码作用的对象

4. 输入设备

⑴ 功能：将外部的程序和数据，转化为计算机能识别的二进制数据，保存在内存中

⑵ 常用的输入设备：键盘（必不可少），鼠标，扫描仪，麦克风，照相机，摄像机等

5. 输出设备

⑴ 功能：将计算机处理结果，以人类可识别的方式输出，（从内存到输出设备）

⑵ 常用的输出设备：显示器（必不可少），打印机，音箱，仪表，绘图仪，喷绘机等

1.2.2计算机软件

1. 软件系统=系统软件+应用软件

2.计算机所有的功能都是软件功能

没有安装软件的计算机称“裸机”，没有任何功能

3.硬件与软件的关系（简答）

答：硬件是计算机的基础，软件是计算机的灵魂，软件是运行在硬件基础之上的，没有硬   件，软件无法发挥功能，没有软件的硬件，没有任何功能（硬件是基础，软件是灵魂）

4.软件是由程序和文档组成

（有时：+数据）

5.系统软件的组成

软件系统=操作系统（核心）+编程语言和语言处理系统+数据库系统+工具软件+驱动程序  五个部分

6.操作系统

⑴ 概念（三句话，背下来）

操作系统控制和管理计算机所有的硬件资源和软件资源；

操作系统是所有软件运行的平台；

操作系统是用户与计算机之间的界面（或接口）

⑵ 功能

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