微型计算机系统

简称“微机系统”。由微型计算机、显示器、输入输出设备、电源及控制面板等组成的计算机系统。配有操作系统、高级语言和多种工具性软件等。

是20 世纪最重要的科技成果之一。它是一种能自动、 高速、 精确地处理信息的现代化电子设备， 计算机具有算术运算和逻辑判断能力， 并能通过预先编好的程序来自动完成数据的加工处理， 因此， 也可以说计算机也是一种帮助人类从事脑力劳动 ( 包括记忆、 计算、 分析、 判断、 设计、 咨询、 诊断、 决策、 学习和创造等思维 活动 活动 ) ) 的工具。 现在， 计算机的应用已深入到社会的各个角落， 极大地改变着人们的工作 的工具。 现在， 计算机的应用已深入到社会的各个角落， 极大地改变着人们的工作 、 学习和生活方式， 成为信息时代的主要标志。

微机系统的发展与应用计算机从诞生到现在不过半个多世纪， 但是它的发展速度是惊人的， 它把人 类的计算速度提高了数千亿倍。计算机的发展先后经历了电子管、 晶体管、 大规模集成电路和超大规模集成电路为主要器件的四个发展时代。 预计在不 久的将来， 将诞生以超导器件、 电子仿真、 集成光路等技术支撑的第五代计 算机。 计算机总的发展趋势是朝着巨型化、 微型化、 网络化、 智能化。 1 946 年 2 月， 在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台计算机 ENI AC (El ectroni c Numeri cal I ntegrator and Computer) 。 这台计算机由电子管组成 ， 每秒可进行5000 次加法运算， 而且采用了著名的数学家冯 · 诺依曼 (Von. Neumann ， 美籍匈牙利人) 的“存储程序” 的设计思想， 即采用二进 制计算、 存储程序并在程序控制下自动执行的思想。 以后， 这种模式的计算 机被称为“冯 · 诺依曼机” 。 计算机发展至今， 一直沿用“存储程序” 的思 想。 这是计算机科学发展史上的一个重要里程碑， 它奠定了计算机发展的科 学基础。

第一代 (1 946—1 957 年)——

电子管时代： 采用电子管为逻辑部件 ， 体积大、 耗电量大、 寿命短、 可靠性差、 成本高； 以电子射线管作为存储 部件， 容量很小， 后来外存储器使用了磁心和磁鼓存储信息， 扩充了容量； 输入/ 输出装置落后， 主要使用穿孔卡片， 速度慢； 没有系统软件， 只能用 机器语言， 后期采用汇编语言。

第二代 (1 958—1 964 年)——

晶体管时代： 采用晶体管制作基本逻辑部件 ， 体积减小、 质量减轻、 能耗降低、 成本下降， 计算机的可靠性和运算速度均得到提 高； 普遍采用磁芯作为存储器， 采用磁盘/ 磁鼓作为外存储器； 开始有了系统软件( 监 控程序 ) ， 提出了操作系统的概念， 出现了高级语言。

第三代 (1 965—1 969 年)——

集成电路时代： 采用中、 小规模集成电路制作 各种逻辑部件， 从而使计算机体积更小、 质量更轻、 耗电更省、 寿命更长、 成本更低 ， 运算速度有了更大的提高。 采用半导体存储器作为主存， 取代了原来的磁心存储器 ， 使存储器容量和存取速度有了大幅度的提高， 增加了系统的处理能力； 系统软件有 了很大发展， 出现了分时操作系统， 多用户可以共享计算机软硬件资源； 在程序设计 方面采用了结构化程序设计， 为研制更加复杂的软件提供了技术上的保证。

第四代 (1 970—至今)——

大规模、 超大规模集成电路时代： 基本逻辑部件 采用大规模、 超大规模集成电路， 使计算机体积、 质量、 成本均大幅度降低。 将运算 器和控制器集成到一个芯片中， 形成了微处理器， 出现了微机； 作为主存的半导体存 储器， 其集成度越来越高， 容量越来越大； 外存储器除广泛使用软、 硬磁盘外， 还引 进了光盘； 各种使用方便的输入/ 出设备相继出现； 软件产业高度发达， 各种实用软件 层出不穷， 极大地方便了用户； 计算机技术与通信技术相结合， 计算机网络把世界紧 密地联系在一起； 多媒体技术崛起， 计算机集图 像、 图形、 声音、 文字处理于一体， 在信息处理领域掀起了一场革命， 与之对应的 信息高速公路正在紧锣密鼓地筹划实施当中。

微机的主要特点1 ) 体积小、 质量轻、 功耗低由于微机中广泛采用了大规模和超大规模集成 电路， 从而使微机的体积大大缩小。 例如 Penti um I I 将 750 万个晶体管电路仅集 成在 1 30. 9mm2 芯片面积上， 它工作在 266MHz 主时钟频率下的功耗仅为 38. 2W。 随着超大规模集成电路技术的不断发展， 今后推出的微处理器集成度会 更高，

2) 可靠性高、 使用环境要求低由于微机采用大规模和超大规模集成电路， 系统内使用的器件数量减少， 器件、 部件之间的连线以及接插件数目也相应地减 少， 而且MOS 电路本身工作所需的功耗也很低， 所以微机的可靠性大大提高。 进而降低了对使用环境的要求。 普通家庭、 办公室环境就可满足要求， 促进了微 机

3) 结构简单、 系统设计灵活、 适应性强、 使用方便微机多采用模块化的 硬件结构， 构成系统的各功能部件和各种适配器通过标准的总线插槽相连， 增加 了系统扩充的灵活性和方便性。 现代微处理器芯片及其相应的支持逻辑、 I /O 接 口等都有标准化、 系列化的产品， 用户根据不同的应用要求选择不同的功能部件 就 应有尽有， 而且功能性强使用方便， 加速了微机的应用和普及。

4) 应用软件的配置丰富软件是计算机的灵魂， 从系统软件到应用软件 可方便地构成不同规模的微机系统， 从而使微机具有很强的适应性。 的普及。 体积更小， 功能更强。

5) 性能价格比高性能价格比是指机器性能与售价之比， 是衡量产品性能优劣的一个 综合指标。 许多高性能的微机的性能已经达到或超过了中小计算机甚至大型计算机、 工作 站的水平， 但其价格要比它们低很多。 微机优良的性能价格比是其能广泛应用基础， 同时 又进一步促进了微机技术的发展。

微机的应用由于微机具有体积小、 价格低、 耗电少等优点， 所以它的应用范围十分广阔。 归纳起来， 目前有如下几个应用领域。

1 ) 科学计算与科学研究 科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。 实 际中有许多应用领域如卫星轨道计算、 导弹和航天飞机、 地震预测、 天气预报， 生物学中 的人工胰岛素合成、 物质分子结构、 人体的基因分析等都运用计算机进行研究、 分析和计 算。 高档微机 ( 如 Penti um 系列 ) 已经具有较强的运算能力， 它的速度虽然比不上某些大 型机， 但已能满足相当范围的科学计算的需要。 人工智能是微机应用发展的一个重要方面。 所谓人工智能， 就是使计算机能够模拟人 脑进行逻辑思维、 逻辑推理、 自主学习、 不断积累知识、 知识重构和自我完善。 人工智能 的研究相继出现了专家系统、 智能机器人、 神经网络技术等典型成就。 相信在不久的将来 ， 传说中的生物计算机、 神经网络计算机将会展现在人们面前。

2) 办公自动化 办公自动化 (OA) 是微机应用最广泛、 最普及、 与人们关系最密切的一个应用领域。 现 在微机已经在文件处理、 档案管理、 财务报表和管理、 情报检索、 银行、 企业管理等方面 得到了广泛的应