3.1 計算機的組成與分類

一、知識點綜述

1.計算機的發展與作用（**）

1946年在美國誕生了第一臺數字電子計算機，ENIAC計算機。

計算機按使用的元器件進行劃分，分為四代。

第一代：電子管計算機。

第二代：晶體管計算機。

第三代：中小規模集成電路（SSI、MSI）計算機。

第四代：大規模（LSI）和超大規模集成電路（VLSI）計算機。

新一代計算機著眼于計算機的智能化。目前所使用的計算機都屬于第四代計算機。

計算機對人類社會的進步與發展產生了巨大的影響，它已深入人類活動的各個領域：科學研究、農業生產、社會服務、教育文化等領域，它正改變著人們的生活方式和工作方式。

2.計算機的邏輯組成（***）

完整的計算機系統是由硬件和軟件組成的。計算機硬件是計算機系統中所有實際物理裝置的總稱。計算機軟件是指在計算機中運行的各種程序及其處理的數據和相關的文檔。

計算機硬件包括運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備，它們由總線相連。其中運算器和控制器合稱為中央處理器，用CPU表示。CPU、內存、總線構成了計算機的主機，外存儲器、輸入/輸出設備構成了計算機的外圍設備，簡稱外設。

（1）中央處理器（CPU）

CPU是計算機必不可少的核心組成部件，用于執行系統軟件和應用軟件。

微處理器是使用單片大規模集成電路制成的、具有運算和控制功能的電子部件，是計算機的核心組成部分。用于執行系統軟件和應用軟件的微處理器稱為“中央處理器”（CPU）。除了CPU外，還有許多專用的微處理器產品，如繪圖處理器、通信處理器等。

為了提高處理速度，計算機可以包含有2個、4個、8個甚至成百上千個CPU。現在，PC機也采用2個、4個甚至更多個CPU集成在同一芯片內，形成多核CPU。

（2）存儲器

存儲器用于存儲以二進位形式表示的程序和數據，有內存儲器和外存儲器。

① 內存儲器。

內存儲器簡稱內存或主存，存取速度快，成本高，存儲容量小，斷電后信息消失，存放已經運行的程序和需要立即處理的數據，CPU所處理的指令及數據可直接從內存中取出。

② 外存儲器。

外存儲器簡稱外存或輔存，存取速度慢，成本低，存儲容量大，斷電后信息仍保持，長期存放計算機中幾乎所有的信息，程序及相關數據必須先送入內存后才能被CPU使用。

（3）輸入設備和輸出設備

① 輸入設備。

輸入設備用來向計算機輸入信息，如鍵盤、鼠標器、掃描儀等。不論信息的原始形態如何，輸入計算機中的信息都使用二進位來表示。

② 輸出設備。

輸出設備用來從計算機輸出信息，如顯示器、打印機、揚聲器等。多數輸出設備把計算機中的二進位信息轉換成人可感知的形式，如文字、符號、圖形、聲音等。

（4）總線與I/O接口

總線（Bus）是用于在CPU、內存、外存和各種輸入/輸出設備之間傳輸信息并協調它們工作的部件?？偩€包括CPU總線（前端總線）、存儲器總線、I/O總線（主板總線）。

I/O接口是I/O設備與I/O控制器之間的連接器，I/O設備通過I/O接口與各自的控制器相連，然后由控制器與I/O總線相連，這樣方便I/O設備的更換和擴充。

3.計算機的分類（**）

① 按內部邏輯結構分為16位、32位、64位。

② 按性能和價格分為巨型計算機、大型計算機、小型計算機、個人計算機、嵌入式計算機。個人計算機包括筆記本PC機、臺式PC機、超級便攜機UMPC（上網本）。

把運算器、控制器、存儲器、輸入/輸出控制、接口電路全都集成在一塊芯片上，這樣的超大規模集成電路稱為“單片計算機”或“嵌入式計算機”，嵌入式計算機內嵌在其他設備中作為信息處理的核心裝置，如數碼相機、MP3播放器、手機、汽車、機頂盒等。其特點是功能固定、專用，軟件固化在芯片上。

由于計算機技術發展很快，不同類型計算機之間的劃分標準是變化的。

二、真題解析

下列有關計算機發展與分類的敘述中，錯誤的是________。（2011年秋基礎第3題）

A.數字電子計算機誕生于20世紀40年代，個人計算機（微型計算機）產生于20世紀80年代

B.第4代計算機的CPU主要采用中小規模集成電路，第5代計算機采用超大規模集成電路

C.計算機分類有多種方法，按其內部邏輯結構通常分為16位機、32位機或64位機等，目前使用的PC機大多是32位或64位

D.巨型計算機一般采用大規模并行處理的體系結構，我國國防科技大學研制的“天河1號”巨型計算機，其性能可在全球巨型機排行榜中位居前10名

【解析】第3代計算機的CPU主要采用中小規模集成電路，第4代計算機采用大規模、超大規模集成電路。學術界和工業界不再沿用“第x代計算機”的說法，新一代計算機著眼于智能化。

【答案】B