1.計算機發展史
- 從文明誕生開始，出現各種計算方式
- 工業革命對計算工具提出高要求，誕生了一批機械設計的計算設備
- 1936年 Turing發表《論數字計算在決斷難題中的應用》，數學上說明“可計算性”，提出了圖靈機的設想
- 1943年，二戰時期爲了解決火炮彈道計算問題，開始研製電子計算機，設計出一個龐然大物，ENIAC，成爲人類科學技術史上的劃時代產品
- 1944年。馮諾依曼參與到ENIAC的改進，1945年，發表的關於EDVAC的報告提出二進制計算和存儲，在邏輯結構上將計算機分爲：運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五類，1952年，EDVAC完工
- 1946年，威爾克斯得到EDVAC方案，設計製造EDSAC，這是世界上第一個存儲程序式電子計算機
2.現代電子計算機發展的五階段
第一階段
1946至1950年代，使用電子管，體積龐大、功耗大，穩定性差且昂貴
第二階段
1955至1960中期，使用晶體管代替電子管，內存採用快速磁芯存儲器，外存是磁帶、磁鼓。減少了體積，降低功耗和成本。此時出現了工業控制機，面向過程的程序設計語言相繼面世
第三階段
1965到1970年，開始採用中小型規模集成電路，體積變小，可靠性提高，速度更快，操作系統逐漸成熟，計算機範圍變廣，小新機出現
第四階段
1972~1990，大規模集成電路和超大規模集成電路出現並廣泛應用，計算機體積進一步縮小，計算機普遍採用半導體存儲器，外存是磁帶、光盤。已PC機爲代表的微型計算機迅速普及和廣泛應用
第五階段
1991~現在，特大規模集成和巨大規模集成電路
摩爾定律
芯片晶體管數量每年翻一番，1970以後每18個月翻一番
摩爾定律受制於極限，某天會失效
3.計算機系統的組成
按照馮諾依曼劃分的邏輯結構，計算機可分爲：存儲器、運算器、控制器、輸入、輸出；以及適配器
a.存儲器
存儲器的功能是存儲數據和程序，可分爲主、輔助存儲器
1）主存儲器
主存儲器又被稱爲主存或內存
現代主存是由大量半導體存儲單元構成，每個單元只能存儲一位二進制信息，單位是1bit，一般是八個存儲單元（8bit）組成一個字節，每個字節都有獨一無二的物理地址，是存儲和讀取的基本單位，若干字節組成一個字（word）每個字包含的位數稱爲計算機的字長：16位2字節/32位4字節/64位8字節
半導體存儲器分爲ROM/RAM
ROM只能讀，用於存放無需改變的程序和標準數據
RAM可讀可寫，用於存放正在運行的程序、處理臨時數據
2）輔助存儲器
外設
b.運算器
完成各種數據的運算和處理，核心算術邏輯單元ALU
和若干寄存器構成的寄存器陣列
加減乘除、移位、比較大小
c.控制器
根據指令對計算機各個部分進行操作控制，協調計算機中各個部件有序進行數據讀出，處理，存儲，檢測，輸入輸出
CPU = 運算器 + 控制器
CPU與主存是計算機核心
d.輸入設備
鍵盤、鼠標
e.輸出設備
顯示器、揚聲器
f.適配器
適配器近些協調低速、高速設備
協調純機械、全電子設備
4.進制
強調，補碼加法，最高位和次高位是否進位，若保持一致，則不溢出，若不一致，則溢出
壓縮BCD，每個數字對應4位
非壓縮：8位