計算機(computer)俗稱電腦,是一種用于高速計算的電子計算機器,可以進行數值計算,又可以進行邏輯計算,還具有存盤記憶功能。是能夠按照程式運行,自動、高速處理海量資料的現代化智能電子設備。由硬體系統和軟體系統所組成,沒有安裝任何軟體的計算機稱為裸機。可分為超級計算機、工業控制計算機、網路計算機、個人計算機、嵌入式計算機五類,較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。
計算機發明者約翰·馮·諾依曼。計算機是20世紀最先進的科學技術發明之一,對人類的生產活動和社會活動產生了極其重要的影響,并以強大的生命力飛速發展。它的應用領域從最初的軍事科研應用擴展到社會的各個領域,已形成了規模巨大的計算機產業,帶動了全球范圍的技術進步,由此引發了深刻的社會變革,計算機已遍及一般學校、企事業單位,進入尋常百姓家,成為資訊社會中必不可少的工具。
計算機的應用在中國越來越普遍,改革開放以后,中國計算機用戶的數量不斷攀升,應用水平不斷提高,特別是互聯網、通信、多媒體等領域的應用取得了不錯的成績。1996年至2009 年,計算機用戶數量從原來的630萬增長至6710 萬臺,聯網計算機臺數由原來的2.9萬臺上升至5940萬臺。互聯網用戶已經達到3.16 億,無線互聯網有6.7 億移動用戶,其中手機上網用戶達1.17 億,為全球第一位。
計算工具的演化經歷了由簡單到復雜、從低級到高級的不同階段,例如從“結繩記事”中的繩結到算籌、算盤計算尺、機械計算機等。它們在不同的歷史時期發揮了各自的歷史作用,同時也啟發了電子計算機的研制和設計思路。
1889年,美國科學家赫爾曼·何樂禮研制出以電力為基礎的電動制表機,用以儲存計算資料。
1930年,美國科學家范內瓦·布什造出世界上首臺模擬電子計算機。
1946年2月14日,由美國軍方定制的世界上第一臺電子計算機“電子數字積分計算機”(ENIAC Electronic Numerical And Calculator)在美國賓夕法尼亞大學問世了。ENIAC(中文名:埃尼阿克)是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道需要而研制成的,這臺計算器使用了17840支電子管,大小為80英尺×8英尺,重達28t(噸),功耗為170kW,其運算速度為每秒5000次的加法運算,造價約為487000美元。ENIAC的問世具有劃時代的意義,表明電子計算機時代的到來。在以后60多年里,計算機技術以驚人的速度發展,沒有任何一門技術的性能價格比能在30年內增長6個數量級。
第1代:電子管數字機(1946—1958年)
硬體方面,邏輯元件采用的是真空電子管,主存盤器采用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存盤器、磁鼓、磁芯;外存盤器采用的是磁帶。軟體方面采用的是機器語言、匯編語言。應用領域以軍事和科學計算為主。
特點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般為每秒數千次至數萬次)、價格昂貴,但為以后的計算機發展奠定了基礎。
第2代:晶體管數字機(1958—1964年)
硬體方的作業系統、高級語言及其編譯程式。應用領域以科學計算和事務處理為主,并開始進入工業控制領域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高(一般為每秒數10萬次,可高達300萬次)、性能比第1代計算機有很大的提高。
第3代:集成電路數字機(1964—1970年)
硬體方面,邏輯元件采用中、小規模集成電路(MSI、SSI),主存盤器仍采用磁芯。軟體方面出現了分時作業系統以及結構化、規模化程式設計方法。特點是速度更快(一般為每秒數百萬次至數千萬次),而且可靠性有了顯著提高,價格進一步下降,產品走向了通用化、系列化和標準化等。應用領域開始進入文字處理和圖形影像處理領域。
第4代:大規模集成電路機(1970年至今)
硬體方面,邏輯元件采用大規模和超大規模集成電路(LSI和VLSI)。軟體方面出現了資料庫管理系統、網路管理系統和面向物件語言等。特點是1971年世界上第一臺微處理器在美國硅谷誕生,開創了微型計算機的新時代。應用領域從科學計算、事務管理、程序控制逐步走向家庭。
由于集成技術的發展,半導體芯片的集成度更高,每塊芯片可容納數萬乃至數百萬個晶體管,并且可以把運算器和控制器都集中在一個芯片上、從而出現了微處理器,并且可以用微處理器和大規模、超大規模集成電路組裝成微型計算機,就是我們常說的微電腦或PC機。微型計算機體積小,價格便宜,使用方便,但它的功能和運算速度已經達到甚至超過了過去的大型計算機。另一方面,利用大規模、超大規模集成電路制造的各種邏輯芯片,已經制成了體積并不很大,但運算速度可達一億甚至幾十億次的巨型計算機。我國繼1983年研制成功每秒運算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機以后,又于1993年研制成功每秒運算十億次的銀河Ⅱ型通用并行巨型計算機。這一時期還產生了新一代的程式設計語言以及資料庫管理系統和網路軟體等。
隨著物理元、器件的變化,不僅計算機主機經歷了更新換代,它的外部設備也在不斷地變革。比如外存盤器,由最初的陰極射線顯示管發展到磁芯、磁鼓,以后又發展為通用的磁盤,現又出現了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光碟(CD—ROM)。
美國賓夕法尼亞大學研制的人類歷史上真正意義的第一臺電子計算機,占地170平方米,耗電150千瓦,造價48萬美元,每秒可執行5000次加法或400次乘法運算。共使用了18000個電子管。
1950年
EDVAC
第一臺并行計算機,實作了計算機之父“馮.諾伊曼”的兩個設想:采用二進制和存盤程式。
第二代計算機
(晶體管)
1954年
TRADIC
IBM公司制造的第一臺使用晶體管的計算機,增加了浮點運算,使計算能力有了很大提高
1958年
IBM 1401
這是第二代計算機中的代表,用戶當時可以租用。
第四代計算機(大規模和超大規模集成電路)
1970年
IBM S/370
這是IBM的更新換代的重要產品,采用了大規模集成電路代替磁芯存盤,小規模集成電路作為邏輯元件,并使用虛擬存盤器技術,將硬體和軟體分離開來,從而明確了軟體的價值。
1975年4月
Altair 8800
MITS制造的,帶有1KB存盤器。這是世界上第一臺微型計算機。
1977年4月
Apple II
NMOS6500 1MHz CPU,4KB RAM 16KB ROM,這是計算機史上第一個帶有彩色圖形的個人計算機
1981年8月12日
IBM PC
采用了主頻為4.77MHz的Intel 8088CPU,記憶體64KB,160KB軟驅,作業系統是Microsoft提供的MS-DOS
1983年1月19日
APPLE LISA
第一臺使用了滑鼠的電腦,第一臺使用圖形用戶界面的電腦。
1983年3月8日
IBM PC/XT
采用INTEL8088 4.77MHz的CPU,256K RAM和40K ROM,10MB的硬碟,兩部360KB軟驅。
1984年8月
IBM PC/AT
采用Intel 80286 6MHzCPU, 512KB記憶體,20MB硬碟和1.2M軟驅。
1986年9月
Compaq Desktop PC
采用了Intel 80386 16MHz CPU,640KB記憶體,20MB硬碟,1.2M軟驅,是計算機史上第一臺386計算機。
1989年4月
DELL 80486
采用Intel 80486DX CPU 640KB記憶體, 20MB硬碟,1.2M軟驅。
1996年
基本配置是奔騰或者奔騰MMX 的CPU,32M EDO或者SDRAM記憶體,2.1G硬碟,14寸球面顯示幕為標準配置。
1997年
基本配置開始向賽揚處理器過渡,部分高檔的機器開始使用PentiumII CPU,同時記憶體也由早期的EDO過渡到SDRAM,4.3G左右的硬碟開始成為標準配置。
1998年
帶有128K二級高速快取的賽揚處理器成為廣大裝機者的最愛,同時64M記憶體和15寸顯示幕開始成為標準配置。
1999年
部分品牌廠商開始將PentiumIII CPU作為電腦的一個賣點,64M記憶體和6.4G硬碟開始成為電腦的標準配置。
2000年
66M和100M外頻的賽揚處理器占領了大部分品牌或兼容機的市場,128M記憶體,10G以上的硬碟開始成為標準配置,17寸顯示幕慢慢進入家庭。
2001年至今
Pentium 4 CPU和Pentium 4賽揚CPU開始成為電腦的標準配置,記憶體由SDRAM實作了向DDR的過渡,同時17寸CRT顯示幕或者15寸液晶顯示幕開始成為用戶的首選,硬碟逐漸向40G以上的容量發展。
蘋果 iMac G5(M9248CH/A)
處理器型別PowerPC G5配置,主頻1600MHz以上,記憶體容量256MB,硬碟容量80GB,顯示幕型別17”液晶。這是蘋果電腦的創新,將主機的部件全部集成到顯示幕內部。顯示幕就是一臺電腦。
機器組成編輯
計算機是由硬體系統(hardware system)和軟體系統(software system)兩部分組成的。
傳統電腦系統的硬體單元一般可分為輸入單元、輸出單元、算術邏輯單元、控制單元及記憶單元,其中算術邏輯單元和控制單元合稱中央處理單元(Center Processing Unit,CPU)。
硬體系統
電源
電源是電腦中不可缺少的供電設備,它的作用是將220V交流電轉換為電腦中使用的5V、12V、3.3V直流電,其性能的好壞,直接影響到其他設備作業的穩定性,進而會影響整機的穩定性。手提電腦在自帶鋰電池情況下,為手提電腦提供有效電源。
主板
主板是電腦中各個部件作業的一個平臺,它把電腦的各個部件緊密連接在一起,各個部件通過主板進行資料傳輸。也就是說,電腦中重要的“交通樞紐”都在主板上,它作業的穩定性影響著整機作業的穩定性。
CPU
CPU即中央處理器,是一臺計算機的運算核心和控制核心。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的資料。CPU由運算器、控制器、暫存器、高速快取及實作它們之間聯系的資料、控制及狀態的總線構成。作為整個系統的核心,CPU也是整個系統最高的執行單元,因此CPU已成為決定電腦性能的核心部件,很多用戶都以它為標準來判斷電腦的檔次。
記憶體
記憶體又叫內部存盤器或者是隨機存盤器(RAM),分為DDR記憶體和SDRAM記憶體,(但是SDRAM由于容量低,存盤速度慢,穩定性差,已經被DDR淘汰了)記憶體屬于電子式存盤設備,它由電路板和芯片組成,特點是體積小,速度快,有電可存,無電清空,即電腦在開機狀態時記憶體中可存盤資料,關機后將自動清空其中的所有資料。 記憶體有DDR、DDR II、DDR III三大類,容量1-64GB。
硬碟
硬碟屬于外部存盤器,機械硬碟由金屬磁片制成,而磁片有記憶功能,所以儲到磁片上的資料,不論在開機,還是關機,都不會丟失。硬碟容量很大,已達TB級,尺寸有3.5、2.5、1.8、1.0英寸等,介面有IDE、SATA、SCSI等,SATA最普遍。移動硬碟是以硬碟為存盤介質,強調便攜性的存盤產品。市場上絕大多數的移動硬碟都是以標準硬碟為基礎的,而只有很少部分的是以微型硬碟(1.8英寸硬碟等)為基礎,但價格因素決定著主流移動硬碟還是以標準筆記本硬碟為基礎。因為采用硬碟為存盤介質,因此移動硬碟在資料的讀寫模式與標準IDE硬碟是相同的。移動硬碟多采用USB、IEEE1394等傳輸速度較快的介面,可以較高的速度與系統進行資料傳輸。固態硬碟用固態電子存盤芯片陣列而制成的硬碟,由控制單元和存盤單元(FLASH芯片)組成。固態硬碟在產品外形和尺寸上也完全與普通硬碟一致但是固態硬碟比機械硬碟速度更快。
聲卡
聲卡是組成多媒體電腦必不可少的一個硬體設備,其作用是當發出播放命令后,聲卡將電腦中的聲音數字信號轉換成模擬信號送到音箱上發出聲音。
顯卡
顯卡在作業時與顯示幕配合輸出圖形、文字,作用是將計算機系統所需要的顯示資訊進行轉換驅動,并向顯示幕提供行掃描信號,控制顯示幕的正確顯示,是連接顯示幕和個人電腦主板的重要元件,是“人機對話”的重要設備之一。
網卡
網卡是作業在資料鏈路層的網路組件,是局域網中連接計算機和傳輸介質的介面,不僅能實作與局域網傳輸介質之間的物理連接和電信號匹配,還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、資料的編碼與解碼以及資料快取的功能等。網卡的作用是充當電腦與網線之間的橋梁,它是用來建立局域網并連接到Internet的重要設備之一。
在整合型主板中常把聲卡、顯卡、網卡部分或全部集成在主板上。
調制解調器
英文名為“Modem”,俗稱“貓”,即調制解調器,型別有內置式和外置式,有線式和無線式。調制解調器是通過電話線上網時必不可少的設備之一。它的作用是將電腦上處理的數字信號轉換成電話線傳輸的模擬信號。隨著ADSL寬帶網的普及,內置式調制解調器逐漸退出了市場。
光驅
英文名為“Optical Disk driver”,電腦用來讀寫光碟內容的機器,也是在臺式機和筆記本便攜式電腦里比較常見的一個部件。隨著多媒體的應用越來越廣泛,使得光驅在計算機諸多配件中已經成為標準配置。光驅可分為CD-ROM驅動器、DVD光驅(DVD-ROM)、康寶(COMBO)和DVD刻錄機(DVD-RAM)等。讀寫的能力和速度也日益提升,4× 16× 32× 40× 48×。
顯示幕
英文名為“monitor”,顯示幕有大有小,有薄有厚,品種多樣,其作用是把電腦處理完的結果顯示出來。它是一個輸出設備,是電腦必不可缺少的部件之一。分為CRT、LCD、LED三大類,介面有VGA、DVI兩類。
鍵盤
英文名為“Keyboard”,分為有線和無線,鍵盤是主要的人工學輸入設備,通常為104或105鍵,用于把文字、數字等輸到電腦上,以及電腦操控。
滑鼠
英文名為“Mouse”,當人們移動滑鼠時,電腦螢屏上就會有一個箭頭指標跟著移動,并可以很準確指到想指的位置,快速地在螢屏上定位,它是人們使用電腦不可缺少的部件之一。 鍵盤滑鼠介面有PS/2和USB兩種。硬體的滑鼠分為光電和機械兩種(機械已被光電淘汰)。
音箱
英文名為“Loud speaker”,通過音頻線連接到功率放大器,再通過晶體管把聲音放大,輸出到喇叭上,從而使喇叭發出電腦的聲音。一般的電腦音箱可分為2、2.1 、3 .1、4、4.1、5.1、7.1這幾種,音質也各有差異。
列印機
英文名為“Printer”,通過它可以把電腦中的檔案列印到紙上,它是重要的輸出設備之一。在列印機領域形成了針式列印機、噴墨列印機、激光列印機三足鼎立的主流產品,各自發揮其優點,滿足各界用戶不同的需求。
視頻設備
如攝像頭、掃描儀、數碼相機、數碼攝像機、電視卡等設備,用于處理視頻信號。
閃存盤
英文名為“Flash disk”,閃存盤通常也被稱作優盤,U盤,閃盤,是一個通用串行總線USB介面的無需物理驅動器的微型高容量移動存盤產品,它采用的存盤介質為閃存存盤介質(Flash Memory)。閃存盤一般包括閃存(Flash Memory)、控制芯片和外殼。閃存盤具有可多次擦寫、速度快而且防磁、防震、防潮的優點。閃盤采用流行的USB介面,體積只有大拇指大小,重量約20克,不用驅動器,無需外接電源,即插即用,不同電腦之間進行檔案交流,存盤容量從1~128GB不等,滿足不同的需求。
移動存盤卡及讀卡器
存盤卡是利用閃存(Flash Memory)技術達到存盤電子資訊的存盤器,一般應用在數碼相機、掌上電腦、MP3、MP4等小型數碼產品中作為存盤介質,所以樣子小巧,猶如一張卡片,所以稱之為閃存卡。根據不同的生產廠商和不同的應用,閃存卡有Smart Media(SM卡)、Compact Flash(CF卡),Multi Media Card(MMC卡),Secure Digital(SD卡)、Memory Stick(記憶棒),TF卡等多種型別,這些閃存卡雖然外觀、規格不同,但是技術原理都是相同的。由于閃存卡本身并不能直接被電腦辨認,讀卡器就是一個兩者的溝通橋梁。讀卡器Card Reader)可使用很多種存盤卡,如Compact Flash or Smart Media or Microdrive存盤卡等,作為存盤卡的資訊存取裝置。讀卡器使用USB1.1/USB2.0的傳輸介面,支持熱拔插。與普通USB設備一樣,只需插入電腦的USB埠,然后插用存盤卡就可以使用了。 按照速度來劃分有USB1.1、USB2.0以及USB3.0,按用途來劃分,有單一讀卡器和多合一讀卡器。
軟體系統
所謂軟體是指為方便使用計算機和提高使用效率而組織的程式以及用于開發、使用和維護的有關檔案。軟體系統可分為系統軟體和應用軟體兩大類。
1、系統軟體
系統軟體System software,由一組控制計算機系統并管理其資源的程式組成,其主要功能包括:啟動計算機,存盤、加載和執行應用程式,對檔案進行排序、檢索,將程式語言翻譯成機器語言等。實際上,系統軟體可以看作用戶與計算機的介面,它為應用軟體和用戶提供了控制、訪問硬體的手段,這些功能主要由作業系統完成。此外,編譯系統和各種工具軟體也屬此類,它們從另一方面輔助用戶使用計算機。下面分別介紹它們的功能。
1)作業系統(Operating System,OS)
作業系統是管理、控制和監督計算機軟、硬體資源協調運行的程式系統,由一系列具有不同控制和管理功能的程式組成,它是直接運行在計算機硬體上的、最基本的系統軟體,是系統軟體的核心。作業系統是計算機發展中的產物,它的主要目的有兩個:一是方便用戶使用計算機,是用戶和計算機的介面。比如用戶鍵入一條簡單的命令就能自動完成復雜的功能,這就是作業系統幫助的結果;二是統一管理計算機系統的全部資源,合理組織計算機作業流程,以便充分、合理地發揮計算機的效率。作業系統通常應包括下列五大功能模塊:
(1)處理器管理:當多個程式同時運行時,解決處理器(CPU)時間的分配問題。
(2)作業管理:完成某個獨立任務的程式及其所需的資料組成一個作業。作業管理的任務主要是為用戶提供一個使用計算機的界面使其方便地運行自己的作業,并對所有進入系統的作業進行調度和控制,盡可能高效地利用整個系統的資源。
(3)存盤器管理:為各個程式及其使用的資料分配存盤空間,并保證它們互不干擾。
(4)設備管理:根據用戶提出使用設備的請求進行設備分配,同時還能隨時接收設備的請求(稱為中斷),如要求輸入資訊。
(5)檔案管理:主要負責檔案的存盤、檢索、共享和保護,為用戶提供檔案操作的方便。
作業系統的種類繁多,依其功能和特性分為分批處理作業系統、分時作業系統和實時作業系統等;依同時管理用戶數的多少分為單用戶作業系統和多用戶作業系統;適合管理計算機網路環境的網路作業系統。
微機作業系統隨著微機硬體技術的發展而發展,從簡單到復雜。Microsoft公司開發的DOS是一單用戶單任務系統,而Windows作業系統則是一多戶多任務系統,經過十幾年的發展,已從Windows 3.1發展Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows vista、Windows 7和Windows 8等等。它是當前微機中廣泛使用的作業系統之一。Linux是一個原始碼公開的作業系統,程式員可以根據自己的興趣和靈感對其進行改變,這讓Linux吸收了無數程式員的精華,不斷壯大,已被越來越多的用戶所采用,是Windows作業系統強有力的競爭對手。
2)語言處理系統(翻譯程式)
人和計算機交流資訊使用的語言稱為計算機語言或稱程式設計語言。計算機語言通常分為機器語言、匯編語言和高級語言三類。如果要在計算機上運行高級語言程式就必須配備程式語言翻譯程式(下簡稱翻譯程式)。翻譯程式本身是一組程式,不同的高級語言都有相應的翻譯程式。翻譯的方法有兩種:
一種稱為“解釋”。早期的BASIC源程式的執行都采用這種方式。它呼叫機器配備的BASIC“解釋程式”,在運行BASIC源程式時,逐條把BASIC的源程式陳述句進行解釋和執行,它不保留目標程式代碼,即不產生可執行檔案。這種方式速度較慢,每次運行都要經過“解釋”,邊解釋邊執行。
另一種稱為“編譯”,它呼叫相應語言的編譯程式,把源程式變成目標程式(以.OBJ為擴展名),然后再用連接程式,把目標程式與庫檔案相連接形成可執行檔案。盡管編譯的程序復雜一些,但它形成的可執行檔案(以.exe為擴展名)可以反復執行,速度較快。運行程式時只要鍵入可執行程式的檔案名,再按Enter鍵即可。
對源程式進行解釋和編譯任務的程式,分別叫作編譯程式和解釋程式。如FORTRAN、COBOL、PASCAL和C等高級語言,使用時需有相應的編譯程式;BASIC、LISP等高級語言,使用時需用相應的解釋程式。
3)服務程式
服務程式能夠提供一些常用的服務性功能,它們為用戶開發程式和使用計算機提供了方便,像微機上經常使用的診斷程式、除錯程式、編輯程式均屬此類。
4)資料庫管理系統
資料庫是指按照一定聯系存盤的資料集合,可為多種應用共享。資料庫管理系統(Data Base Management System,DBMS)則是能夠對資料庫進行加工、管理的系統軟體。其主要功能是建立、消除、維護資料庫及對庫中資料進行各種操作。資料庫系統主要由資料庫(DB)、資料庫管理系統(DBMS)以及相應的應用程式組成。資料庫系統不但能夠存放大量的資料,更重要的是能迅速、自動地對資料進行檢索、修改、統計、排序、合并等操作,以得到所需的資訊。這一點是傳統的檔案柜無法作到的。
資料庫技術是計算機技術中發展最快、應用最廣的一個分支。可以說,在今后的計算機應用開發中大都離不開資料庫。因此,了解資料庫技術猶其是微機環境下的資料庫應用是非常必要的。
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挺好的知識普及非要加廣告在里面,加的一點水平也沒有!
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對計算機的發展史屌興趣沒有,我關注的是蓋茨和喬布斯等人是如何靠這玩意走上世界巔峰的。uj5u.com熱心網友回復:
天賦+機遇+技術+不斷地自我學習+身份背景
不是什麼人都可以隨隨便便成功的
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