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1.1数字计算机 数字计算机是处理各种计算任务的数字系统.“数字”的意思是计算机中的信息可由具有部分离散值的变量来表示,这些离散值的内部处理是由具有部分离散状态的部件完成的.例如.十进制数字Ol2,…9.即提供了10个离散值第一台电子数字计算机产生于20世纪40年代末,它主要用于数值计算,那时的离散元素即为数字.为了进行数值计算而产生了数字计算机.实际上.如果只使用两种状态.数字计算机的性能将更可靠因为部件的物理约束和人们的逻辑处理需要.所以数字计算机使用具有两种值的离散数据.这种数据称为二进制数字计算机使用只有数字O和l的二进制数据系统.一个二进制数字称作位.在数字计算机中用一组二进制表示信息应用各种编码技术.一组二进制数字不但可以表示二进制数据,而且还可以表示其他离散符号.如十进制数字或字母表中的字母.例如ASCII是用7位二进制数字表示一个字符通过合理使用二进制组合和各种编码技术.可产生用于完成各种类型计算的一系列指令与基数为10的十进制数相比.二进制数的基数为2.使用了数字O和1.与一个二进制数等值的十进制数可以扩展为包含更多位的二进制数.计算机系统是由硬件系统和软件系统组成的,硬件系统由看得见、摸得着的物理设备构成.如磁盘和屏幕软件系统是管理计算机的无形“控制”,是运行在计算机中的所有程序,程序是指令的集台,它告诉硬件应该做什么,通常将计算机硬件分为3个主要部分输入和输出设备(I/O设备)、__处理器(CPU)和存储器在第2章中对硬件部分进行详细介绍.软件可以按其用途分类应用软件是为诸如会计、娱乐和工程领域之类的处理任务而设计的,如果玩过计算机游戏或用字处理软件输入入过文件内容.则用户已经具有使用应用软件的体验另一方面.系统软件控制计算机系统,它不仅包括专业人员用于创建应用软件的复杂程序.而且还包括用于启动计算机和提供给其他程序使用的管理程序.这部分内容将在第2章和第6章中详细介绍,
1.2数据类型数字计算机中的二进制信息存储在存储器或处理器的寄存器中寄存器的内容为数据或控制信息控制信息为一位或多位.用于表明控制__的顺序.这些__用于处理其他寄存器的数据.数据是数字和其他二进制代码信息.通过处理这些数据得到所需的计算结果.下面介绍在数字计算机最常用的数据类型和各种数据类型在计算机的寄存器中如何以二进制代码的形式表示.数字计算机寄存器中的数据可分类如下;.数值数据常用来表示整数.n位无符号整数.其值的表示范围为O~ -l;n位带符号整数.其值的表示范围为-~-1这两种格式的数据可以用于算术运算有些数值数据不能表示为整数这些数值在计算机中用浮点格式表示.典型的如小数部分计算机中有专用于浮点数的寄存器和指令.布尔值TRUE和FALSE经常被被使用.这使它们有自己的数据类型一一布尔型和汇编语言指令.常用0值表示FALSE.用非0值表示TRUE布尔汇编语言指令可以对布尔数据执行逻辑操作与逻辑指令每位都产生操作结果不同,布尔指令只产生一个结果下面举例来说明它们的不同,若A=00000010B=00000001,则二进制数据的逻辑与运算的给果为00000000;然而,如果它们是布尔值,因为它们均为非O,所以A和B均为TRUE,对它们进行布尔与运算给果为TRUE,用非O值表示.计算机也可处理字符型数据字符型数据用ASCII、EBCDIC、UNICODE或其他字符编码标准编码后的二进制数据进行存储计算机能将若干字符连成串,用一些字符代替其他字符或另行处理字符串,而不是用算术方法或逻辑方法处理字符有些汇编语言指令集中包含了直接处理字符数据的指令,而另一些汇编语言指令集中则运用其他指令构成例程来达到相同的结果
1.3 计算机的发展第一台大型电子计算机是电子数字模拟计算机(ENIAC)它诞生于1946年.从此计算机经历了4个发展年代或阶段每一年代的特点是与上一年代相比,体积更小,费用更低1.第一代(1944-1958)这是最早的计算机,许多抽入和输出介质采用穿孔卡和磁带,尽管一合计算机只有一个使用磁鼓的主存,但主存几乎全部是由几百个电子管构成因为电子管易坏,所以计算机可靠性差与现代的微型计算机相比,它们速度慢、会产生很高的温度,并且体积非常大,它们一次只能运行一个程序2.第二代(1959-1963)在20世纪60年代初期,多数计算机采用了晶体管和比电子管小得多的其他固态器件磁芯看起来像由带电的导线所串起来的非常小的金属垫圈,它最广泛地运用于主存存储设备采用可__磁盘组件,它是由公共轴将多个磁盘连接在一起而形成的第二代计算机比第一代计算机体积更小.性能更可靠,速度更快.3.第三代(1964-1970第三代计算机用集成电路代替了传统的晶体管电路.集成电路是一个完整的电子电路.它在一个小硅芯片上集成了许多晶体管和其他电子元件由于各个元件不需要在计算机系统板上用线路直接连接.所以集成电路成本低.用于第二代数据存储的磁盘使用得更广泛.计算机开始支持多道程序设计(同时处理多个程序)和分时技术(多个用户同时使用相同的计算机).小型计算机在20世纪70年代初期被广泛使用.并占领了部分大型计算机市场以前需要由大型计算机处理的任务现在都可由小型计算机完成4.___(1971一至今)大规模集成电路和超大规模集成电路得到发展.它们是成千上万个晶体管集成在一个微小芯片上.1971年加Intel公司的TedHoff发明了微处理器.它是将CPU的全部组成部分,包括存储器、逻辑电路和控制电路集成到一个芯片上微处理器和超大规模集成电路技术使计算机在体积大小、外观、__、可用性和性能方面得到根本改变.并且它们开创了小型化的时代——计算机向着越来越小的方向发展.在此期间.计算机主存的性能得到提高.而其__不断降低.这些都直接影响着软件的类型和可用性,软件应用.像文字处理、电子表格、数据库管理程序、绘图程序及桌面印刷等进入商业市场,使更多的人去使用计算机,
1.4计算机分类计算机通常分为4大类微型计算机、小型计算机、大型计算机和巨型计算机因为计算机速度和存储容量变化非常快.所以很难给出每类计算机的精确定义下述定义将说明每类计算机的特点.1微型计算机微型计算机也称为个人计算机.它是一种适合于在办公桌或桌面上使用的计算机并且便于携带微机既可用作__计算机.又可通过连接形成网络.如局域网.局域网就是将一个办公室或一个建筑物内的一组个人计算机和外部设备用特殊电缆连接起来.
2.小型计算机小型计算机设计成可同时支持多个分时终端.与微机相比.小型计算机操作速度快.并且__高通常一台小型计算机能充分满足一个部门或一个小事务的日常计算需要.其他小型计算机专用于特殊应用.例如.小型机能控制工厂中的流水线、能记录科学实验室中的数据或帮助编程人员为其他计算机__程序
3.大型计算机大型计算机比小型计算机体积更大、速度更快、__更高.它们提供给银行、保险公司、大型团体和____使用大型计算机可同时服务于几百个用户.它适用于解决大量数字计算问题或很多人同时共享最大信息.4.巨型计算机巨型计算机最初在20世纪70年代产生.它们是速度最快和性能最高的计算机,其__在几十万美元到几亿美元之间.它们要__在具有特殊空调的__中.这些计算机通常用于科学研究,其应用领域包括世界范围内的天气预报技气象分析、石油勘探、__飞机设计、核武器系列评估和数学研究.与微型计算机一般只有一个__处理器不同.大型计算机有几百到几千个处理器,并且每秒能完成大最的计算.。