高一信息技术上册：第三节 初步认识计算机系统教案.doc

第三节初步认识计算机系统
概述
（一）计算机的发展历程
1946年2月，世界上第1台电子计算机“埃尼阿克”（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator，ENIAC）在美国宾西法尼亚大学研制成功，如图1.1所示。这台计算机使用了18800多个电子管，占地约160平方米，重约30吨。从1946年2月开始投入使用，到1955年10月最后切断电源，服役了9年多。虽然它每秒只能进行5000次加法运算，但ENIAC的研制成功为以后的计算机技术的发展奠定了基础，每克服它一个缺点，对计算机的发展都带来很大的影响。

图1.1第1台电子计算机

目前，计算机的发展已逾半个多世纪，构成计算机的电子器件发生了几次重大的技术革命，使得计算机的性能得到迅猛发展。一般根据电子计算机采用的电子器件的发展，将电子计算机的发展分成如下几个阶段。
1．第1代电子计算机（电子管时代，1946—1958年）
第1代计算机主要采用电子管元器件，所以也称为电子管时代计算机。其主要特点是：
①逻辑元件。采用电子管，体积大、耗电多、速度低、成本高。
②存储部件。采用汞延迟线、磁芯、磁鼓作为存储设备。
③编程语言。机器语言。
④系统软件。无系统软件。
⑤运算速度。103～105指令每秒。
⑥应用范围。主要用于科学计算。
2．第2代电子计算机（晶体管时代，1958—1964年）
第2代计算机采用晶体管代替了电子管作为主要电子元件，所以也称为晶体管时代计算机。其主要特点是：
①逻辑元件。采用晶体管，相对于电子管时代体积小、耗电低、速度快、性能稳定。
②存储部件。内存储器主要采用磁芯，外存储器主要采用磁鼓和磁带。
③编程语言。汇编语言和高级语言。
④系统软件。产生了操作系统软件。
⑤运算速度。每秒达十万次。
⑥应用范围。从科学计算逐步扩展到数据处理、自动控制等。
3．第3代电子计算机（集成电路时代，1964—1970年）
第3代计算机采用集成电路代替了晶体管元器件。其主要特点是：
①逻辑元件。采用中、小规模集成电路，体积更小、价格更低、速度更快，可靠性更高。
②存储部件。采用的是半导体存储器，存储容量和存取速度大幅度提高。
③编程语言。汇编语言和高级语言。
④系统软件。功能更强的操作系统。
⑤运算速度。达百万次每秒。
⑥应用范围。逐步拓展到文字处理、企事业管理等。
4．第4代电子计算机（1971年以后）
第4代计算机主要采用了大规模、超大规模集成电路作为主要电子元器件。其主要特点是：
①逻辑元件。采用大规模、超大规模集成电路，性能价格比更高。
②存储部件。半导体存储器集成度越来越高，外存储器还采用光盘、移动存储等。
③编程语言。各种高级语言。
④系统软件。数据库技术、网络通信技术、多媒体技术等各类系统软件。
⑤运算速度。达十亿次每秒以上。
⑥应用范围。已经渗透到社会生活的各个领域。

（二）当代计算机的发展方向
进入21世纪以来，计算机技术的发展非常迅速，产品不断升级换代，融入了各项新技术，使得计算机功能越来越强。计算机在各个领域的广泛应用，也积极地推动了社会的发展和科学技术的进步，促进了计算机技术的更新和发展。因而就产生了新一代计算机，可称为第5代计算机，主要用于支持知识库的智能计算机、神经网络计算机和生物计算机等。
新一代计算机主要是将信息采集、存储、加工、通信和人工智能结合在一起的智能计算机，将突破传统计算机的结构模式，注重智能化的功能，即对数据进行处理的同时还具备模拟的功能。因此，未来计算机的发展趋势是微型化、巨型化、网络化、智能化。
①微型化。随着计算机技术的不断发展，计算机的体积越来越小，功能越来越强，如笔记本计算机、掌上计算机等便携式计算机。
②巨型化。巨型化是指最大、最快、最贵的计算机。例如，目前世界上运行速度达到1704亿次每秒浮点运算的超级计算机。生产巨型计算机的公司有美国的Cray公司和TMC公司、日本的富士通公司和日立公司等。我国研制的银河计算机也属于巨型计算机，银河1号为亿次计算机，银河2号为十亿次计算机。
③智能化。计算机依据不确定的输入作出决定，它模仿人脑的工作方式，具有直观判断和处理不完整的模糊信息的能力，甚至有接近人的审美和情感能力。也就是说，计算机工作时只需要告诉它“做什么”，而不必“手把手”教它“怎么做”。目前科学家们正在采取“人工智能”和“神经网络”方法开发智能计算机。
④网络化。随着计算机技术与通信技术的飞速发展，全球网络化时代已经到来，可以说有了计算机就拥有了网络资源。

（三）未来计算机
（1）神经网络计算机
具有模仿人的大脑判断能力和适应能力、可并行处理多种数据功能的神经网络计算机可以判断对象的性质与状态，并能采取相应的行动，还可同时并行处理实时变化的大量数据，并引出结论。以往的信息处理系统只