第4章 为图形填充色彩.docx
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1、计算机基础知识本堂学习要求:Ca了解计算机的发展与分类。掌握计算机的硬件培构与工作原理.1.a掌握微型计算机的配量结构。o了解信息在计算机内的存储形式及数制的转换.3了解安全使用计算机的常识。3了解智能手机与平板电脑的特点、发展及应用。1.1 现代计算机概述计算机的诞生源于人类对“计算”的需求.在人类文明发展的历史长河中,人类对计算方法和计算工具的探索、研究从来没有停止过,从远古的“结绳记事”到使用“贪盘”进行简单的计尊,一百.到现代的“电子计算机”.无一不渗透着人类在计算科学领域的资M1.计算机是20世纪人类最伟大的发明之一.从第一台电子计算机问世到今天,短短60多年,人类从生产到生活都发生
2、了巨大变化,以计筑机为核心的信息技术作为一种崭新的生产力,正在向社会的各个领域渗透。可以这样说,没有计算机就没有现代化。1.1.1 现代计算机的发展世界上第台宾正的电子计算机ENlAC(ElectnMiicNumericalIntegratorAndCalculator)于I946年在美国宾夕法尼亚大学(IMNeiSilyofPeMaIVania)诞生,如图11所示。ENlAC共用/18(XX)多个电子管,重达30吨,占地170平方米,运算速改为500()次加法/杪。尽管这台计算机方许多不足,如存储容属小、体积大、耗电多、可靠性整、使用不便等,可是当时人们对它的速度相当满意。它的诞生宣布了电子
3、计舞机时代的到来。【右;右g*sfl体金税材x也余;C】图1-1世界上第一台电千计JMl自从笫一台计前机问世以来,其发展极为迅速,至今虽然不过60余年,却己经历了4代.1 .一代一电子计算机(19419S8隼)在ENlAC研制成功后,相继出现了一批电子管计算机,主要用于科学计算,采用电子管作为设轿元件是第一代计算机的标忐。1950年一世的计算机一离散变壮门动计算机ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer.EDVAO,首次实现了冯诺依她(如图l2所示)体系的两个也要设想(其一是电子计蚌机应该以二进制为运算基础:其二是电子计和机应采用“存储程序”方式工
4、作).并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由5个部分蛆成即运算器、作制器、存储器、输入装附.和输出装置(如图l3所示),冯诺依曼的这些理论的提出,解决了计算机的运以自动化问麹和逑度配合问题.对后来计算机的发展起到了决定性的作用。a至今天绝大部分的计算机还是采用冯诺依些方式工作.M1-2冯诺依曼H1-3冷诺依城体系廿构把这5个部分中的运算器和控制器里合在一3,称为中央处理器(CCntralProCCSinSUnit,cpu).,台计峰机的性能在很大程度上取决rCPU的性能,2 .第二代一体计算机(1951964隼)1948年,贝尔实验室发明了晶体管,如图1-4所示.相比电子管,晶体管体积小、S
5、.汆轻、寿命长、发热少、功耗低,由于晶体管殂成的电子线路的结构大大改观,运算速度得到了大惭度提高.它就像颗重磅炸弹,在电子计亢机领域引发了一场晶体管革命,电子计算机从此踏进了第二代的门槛.采用晶体管代替电子管成为了第二代计算机的标志.1954年,贝尔实缝室研制成功了第一台使用晶体管的第IUtM1.TRADIC,如图1-5所示,TRADlC奘有M)O个晶体管,功率仪100w.占地也只行3疏.相比采用定点运算的第一代计算机,第二代计算机普遍增加了浮点运兑,计算能力实现了一次飞跋.Itl1-4晶体管图IS力体将计。机3 .三代集成第计算机(1964-1970隼)1958年第一块集成电路诞生以后,集成
6、电路技术的发展日建成熟,集成电路的问世假生了微电子产业,采用集成电路作为逻辑元件成为第三代计算机的最重要特征,并且开始使用半导体存储器作为主存储器。此外,系列兼容和采用微程序设计也是第一:代计期机的重要特点.IBM于1964年研制出计算机历史上最成功的机型之IBMS/360,如图1-6所示。借助于S7360的成功.IBM进一步巩固f自己在业界的地位,“收色巨人”几乎成为计算机的代名词。图1-6IBM360京族【右;右g*sfl体金税材x也余;C】IBMS/360计算机的研制过程为计算机发展做出了型大的贡献.首先,它提出了“兼容性”的概念.“兼容性”意味若IBM计算机不管型号上有多大区别,都必须
7、能够用相同的方式处理相同的指令,共享相同的软件,配置相同的外设,并能够相互连接一起工作。其次它开创了软件研发的新纪元.为了让软件能纺适用于所有计算机,必须编制几百万条计豫机指令,为此投入编写程序的软件工程师多达2000多人,第一次使软件开发的出用超过了硬件,IBMS/360共有6个里号的大、中、小型计算机,具有通用化、系列化、标准化的特点,这对全世界计算机产业的发展产生了深远而巨大的影响.4 .薛口代一计算机(1970年至今)从1970年至今的计算机基本上都属于笫四代计算机,它们都采用大规模和超大规模集成电路,随行技术的发展,计算机按规模、速度和功能等开始分化成巨型机、通用大型机、小型机和微型
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