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一、电子计算机的历史和发展1、历史1946年2月14日，世界上第一台电子计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生全称是“电子数值积分和计算机”，英文名字是“Electronic Numerical Integrator And Computer”简称ENIAC（埃尼阿克）第二次世界大战期间，美国军方要求宾州大学莫奇来（Mauchly）博士和他的学生爱克特（Eckert） 设计以真空管取代继电器的"电子化"电脑--电子数字积分器与计算器， 目的是用来计算炮弹弹道埃尼阿克”共使用了18000个电子管，另加1500个继电器以及其它器件，其总体积约90立 方米，重达30吨，占地170平方米，需要用一间30多米长的大房间才能存放，是个地地道道的庞然大物这台耗电量为140千瓦的计算机，运算速度为每秒5000次加法，或者400次乘法，比机械式的继电器计算机快1000倍当“埃尼阿克”公开展出时，一条炮弹的轨道用20秒种就能算出来，比炮弹晒身的飞行速度还快埃尼阿克的存储器是电子装置，而不是靠转动的“鼓”它能够在一天内完成几千万次乘法，大约相当天一个人用台式计算机操作40年的工作量它是按照十进制，而不是按照二进制来操作。

但其中也用少量以二进制方式工作的电子管，因此机器在工作中不得不把十进制转换为二进制，而在数据输入，输出时再变回十进制埃尼阿克”最初是为了进行弹道计算而设计的专用计算机但后来通过改变插入控制板里的接线方式来解决各种不同的问题，而成为一台通用机埃尼阿克”程序采用外部插入式，每当进行一项新的计算时，都要重新连接线路有时几分种或几十分种的计算，要花几小时或1~2天的时间进行线路连接准备，这是一个致命的弱点它的另一个弱点是存储量太小，至多只能存20个10位的十进制数英国无线电工程师协会的蒙巴顿将军把“埃尼阿克”的出现誉为“诞生了一个电子的大脑”，“电脑”的名称由此流传开来两位发明人莫奇来和爱克特 ENIAC使用的电子管2、发展代别第一代第二代第三代第四代年代1946－19561957－19641965－19751975至今电子器件电子管晶体管中、小规模集成电路大规模、超大规模集成电路内部存储器磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓、半导体存储器半导体存储器外部存储器打孔纸带、磁带磁带磁盘磁盘、闪存运算速度（次/秒）5千—4万几十万－百万百万—几百万几百万－亿亿二、计算机的类别和基本结构1、类别 按照计算机的体积大小，可划分为超级计算机、大型计算机、小型计算机和微型计算机（简称微机）。

超级计算机一般占据数百平方米的地面空间，由几百个机柜模块组成，使用光纤连接，水循环冷却，一般应用于某些科学计算和国防工程由国防科大研制的天河二号超级计算机系统，以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首，成为全球最快超级计算机在2014年6月23日公布的全球超级计算机500强榜单中，中国“天河二号”以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度连续第三次获得冠军大型计算机、小型计算机体积依次减小小型计算机一般有张桌子大小，一般应用于某些计算中心的机房或大公司的某些特殊用途小型计算机曾用来表示一种多用户、采用终端/主机模式的计算机，它的规模介于大型计算机和个人电脑之间有的厂商可能会用其他名称代替微型计算机简称微机，也就是我们日常使用的个人电脑（PC），包括了小型服务器、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑等尽管看起来一点也不“微型”，但是相对于早期计算机系统和现代的超级计算机系统，个人电脑也称得上微型了随着技术的发展，还出现了单片机和手持式计算机单片机是指把组成计算机的各个模块：CPU、内存、存储器、控制器等集中制作在一小块芯片上，专用于实现单一的功能，如电梯控制、自动门、红绿灯控制等。

单片机普通包含在各种工业设备和家用电器中，普通家庭里的电视机、冰箱、数码相机里都有它的身影手持式计算机一般以我们常见的各种科技设备出现，如导航仪、刷卡收银机，最常见的是各种智能2、计算机的基本结构计算机的结构主要分为五个部分： 1. 控制器(Control)：是整个计算机的中枢神经，其功能是对程序规定的控制信息进行解释，根据其要求进行控制，调度程序、数据、地址，协调计算机各部分工作及内存与外设的访问等 2. 运算器(Datapath)：运算器的功能是对数据进行各种算术运算和逻辑运算，即对数据进行加工处理注：个人电脑里的中央处理器（CPU）集成了控制器和运算器两大功能 3. 存储器(Memory)：存储器的功能是存储程序、数据和各种信号、命令等信息，并在需要时提供这些信息 注意：存储器分为内部存储器和外部存储器两大类，属于计算机五大部分的，是内部存储器内部存储器又分为只读存储器(ROM—Read Only Memory)和随机存储器（RAM—Random Access Memory）ROM用于存放某些固定程序和数据，如部分系统引导程序等，内容只能被调用，不能用普通方法重写或修改，也不会因断电而消失。

RAM用来供系统和用户进行临时暂存程序和数据、中间结果数值等，保存在外部存储器中的程序和数据，需要调入RAM中，才会被计算机处理RAM中的数据可以被写入和修改，不能永久保存，一旦断电，信息就会消失4. 输入(Input system)：输入设备是计算机的重要组成部分，输入设备与输出设备合称为外部设备，简称外设，输入设备的作用是将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机常见的输入设备有键盘、鼠标器、光电输入机、磁带机、磁盘机、光盘机等 5. 输出(Output system)：输出设备与输入设备同样是计算机的重要组成部分，它把外算机的中间结果或最后结果、机内的各种数据符号及文字或各种控制信号等信息输出出来微机常用的输出设备有显示器、打印机、激光印字机、绘图仪及磁带、光盘机等上面说到，存储器分为内部存储器和外部存储器，其中的内部存储器属于计算机五大部分之一而外部存储器，是指在五大部分之外的存储设备，用于长久保存程序和数据，在需要运行时，这些程序和数据才会被装载进RAM中常见的外部存储器有：磁盘（硬盘）、光盘驱动器、闪存（U盘）等一般把输入设备、输出设备和外部存储器统称为外部设备，简称外设。

三、二进制和十六进制 计算机由电子电路组成，如果要按人类的十进制进行处理和运算，就要求电子电路必须要有十种状态来代表自然数0到9，这在技术上很难实际即使强行把电压分为十个等级来代表0到9，当外部电压电流不稳定时，很容易就造成数据错误 而电路最稳定、最容易区分的只有两种状态，如：开关的接通和断开、晶体管的导通和截止、电压的高电平和低电平等所以，只有采用二进制，电子器件才有可能设计成运算逻辑电路 由于二进制数每个位只有两个可能的数字，当表达一个简单数字时，写出来的内容就很长，例如十进制的36，用二进制表达就是 100100，这不利于程序员进行书写和交流，因为4位二进制数正好对应1位十六进制数，所以很多情况下，把二进制转化为十六进制进行书面表达十进制、二进制和十六进制对照表：十进制0123456789101112131415二进制01101110010111011110001001101010111100110111101111十六进制0123456789ABCDEF1、十进制的特点 一个十进制数1357.89，用(1357.89)10表示，它的含义是： 1×103 + 3×102 + 5×101 + 7×100 + 8×10－1 + 9×10－2 由此归纳出十进制的表述公式：2、二进制数转十进制数 一个二进制数1011.01，用(1011.01)2表示，它的含义是： 1×23 + 0×22 + 1×21 + 1×20 + 0×2－1 + 1×2－2 由此得到二进制转十进制的公式：3、十六进制数转十进制数 一个十六进制数3D7.A6，用(3D7.A6)16表示，它的含义是： 3×162 + 13×161 + 7×160 + 10×16－1 + 6×16－2 由此得到十六进制转十进制的公式：4、十进制数转二进制数 一个十进制数(215)10，把它转为二进制数：215除2余1107除2余153除2余126除2余013除2余16除2余03除2从下往上排列余数余11除2余10把余数从下往上排列，得到结果： (215)10 = (11010111)25、十进制数转十六进制数 一个十进制数(215)10，把它转为十六进制数：215除16余713除16从下往上排列余数余130把余数从下往上排列，得到结果： (215)10 = (D7)166、十六进制转二进制 把(3D7.A6)16转为二进制数： 因为每位十六进制数对应4位二进制数，可查对照表得出结果：3D7.A6001111010111.10100110 注意：对应的每组4位二进制数，不足4位的，在前面补0。

结果：(3D7.A6)16 = (1111010111.1010011)27、二进制转十六进制 把(1010110.101)2转为十六进制 从小数点往前，每4位为一组，不足4位则在前面补0；从小数点往后，每4位为一组，不足4位则在后面补001010110.101056.A 结果：(1010110.101)2 = (56.A)16四、存储器容量、网络速度和软件硬件的概念1、存储容量的单位二进制的每一个位称为“位”（bit），可用小写的b来表示每8个二进制位称为一个“字节”（Byte），可用大写的B来表示计算机的存储器，不论是内存、硬盘、U盘、存储卡，它们的容量都是按字节来算的，一千个字节为1KB（Kilo千），一千个KB为1MB（Mega兆），一千个MB为1GB（Giga吉），一千个GB为1TB（Tera泰），一千个TB为1PB（Peta皮）对于硬盘和U盘等存储器，生产厂商对其容量的标示，每一级是按十进制的1000来计算的，即：1PB ＝ 1000TB＝ 1000×1000MB ＝ 1000×1000×1000KB ＝ 1000×1000×1000×1000B 然而Windows操作系统对于存储器的容量，每一级是按210＝1024来计算的，即：1PB ＝ 1024TB＝ 1024×1024MB ＝ 1024×1024×1024KB ＝ 1024×1024×1024×1024B 所以。