一、計算機(jī)基礎(chǔ)之計算機(jī)的誕生
學(xué)習(xí)當(dāng)然還是b站。

標(biāo)題起的不錯,就它了。學(xué)完也可以說是科班出身了。
第一點(diǎn)內(nèi)容不多,而且大多知識點(diǎn)達(dá)到了解程度即可。計算機(jī)的誕生是人類計算工具不斷迭代發(fā)展的產(chǎn)物。當(dāng)人類不滿足于手指、石頭、結(jié)繩、算盤(一千多年前由中國人發(fā)明并在日本、韓國等周邊國家應(yīng)用)的計算速度和計算量時,中世紀(jì)的歐洲發(fā)明了加法計算器(1642年一個法國數(shù)學(xué)家發(fā)明,發(fā)條驅(qū)動)、分析機(jī)(十九世紀(jì)三十年代英國數(shù)學(xué)家巴貝爾發(fā)明)等,到今天的電子計算機(jī)。這一部分發(fā)展史其實(shí)就是人類計算工具的發(fā)展歷史。
第一臺真正意義上的計算機(jī)是在1946年2月誕生于美國賓夕法尼亞大學(xué),全稱是“電子數(shù)字積分計算機(jī)”,簡稱“ENIAC”?!癊NIAC”采用穿孔卡片記錄數(shù)據(jù)。內(nèi)部安裝了很多電子管、二極管、電阻器、電容器、繼電器等。很大、大到170平的大平層都裝不下,很重、3~5個別克君威那么重。很耗電,據(jù)說電子管每7分鐘就燒壞一個,需要不停的換。但是運(yùn)算速度已經(jīng)可以達(dá)到每秒5000次加法。可以在20秒內(nèi)計算一條炮彈的軌跡,比當(dāng)時的炮彈飛行速度還要快。"ENIAC"的出現(xiàn)標(biāo)志著人類計算進(jìn)入了電子計算機(jī)的時代。
1946年6月,美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮*諾伊曼設(shè)計出了第一臺存儲程序的離散變量自動電子計算機(jī),簡稱“EDVAC”?,F(xiàn)代計算機(jī)大多都是基于“EDVAC"結(jié)構(gòu)的。馮*諾伊曼又被稱為現(xiàn)代計算機(jī)之父。
計算機(jī)的發(fā)展:
????第一代:電子管計算機(jī)。1946年~20世紀(jì)五十年代。????
????????????????--主要采用電子管作為計算機(jī)的邏輯元件。
????????????????--主存儲器采用磁鼓、磁芯。
????????????????--外存儲器采用卡片、紙帶、磁帶等,存儲容量只有幾千字節(jié)。
????????????????--運(yùn)算速度每秒幾千次
????????????????--主要使用機(jī)器語言編寫程序
????????????????--第一代計算機(jī)體積大、價格高、不易維護(hù)。使用也不方便。???
????????????????--?主要在軍事領(lǐng)域和科學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)用。用于進(jìn)行科學(xué)計算。
????第二代:晶體管計算機(jī)。20世紀(jì)五十年代~20世界60年代。
????????????????--主要采用晶體管作為計算機(jī)的邏輯元件。
????????????????--主存儲器使用磁芯
????????????????--外存儲器使用磁帶、磁盤。
????????????????--在軟件方面開始使用一些高級程序設(shè)計語言(區(qū)別于機(jī)器語言)
????????????????--這一代的計算機(jī)不僅應(yīng)用于科學(xué)計算,還應(yīng)用于數(shù)據(jù)、事務(wù)處理和工業(yè)控制
????????????????--相比于第一代計算機(jī),運(yùn)行速度更快、體積更小、功能更強(qiáng)。
????第三代:集成電路計算機(jī)。20世紀(jì)六十年代~20世紀(jì)70年代
????????????????--采用中、小規(guī)模的集成電路作為計算機(jī)的邏輯元件。
????????????????--主存儲器開始逐漸使用半導(dǎo)體元件
????????????????--外存儲器采用磁盤,存儲容量可達(dá)幾M
????????????????--運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾十萬次到幾百萬次
????????????????--體積更小、性能更強(qiáng)、成本更低
????????????????--軟件開始使用操作系統(tǒng)????
????????????????--從此計算機(jī)開始普及并應(yīng)用于各個領(lǐng)域
????第四代:大規(guī)模集成電路計算機(jī)。20世紀(jì)70年代至今。
????????????????--采用大規(guī)模集成電路(簡稱LSI)和超大規(guī)模集成電路(簡稱VLSI)作為計算機(jī)的邏輯元件。
????????????????--主存儲器采用LSI和VLSI、半導(dǎo)體、芯片
????????????????--外存儲器采用磁盤、光盤
????????????????--存儲容量更大、運(yùn)行速度更快
隨著LSI和VLSI的出現(xiàn),計算機(jī)的體積越來越小,運(yùn)行速度越來越快。開始出現(xiàn)微處理器和微型計算機(jī)。
1971年,英特爾公司推出了第一個微處理器芯片:
????????????????--Intel4004
????????????????--將中央處理器(簡稱CPU)集成在一塊芯片上。
????????????????--以Intel4004為核心的電子計算機(jī)被稱為微型計算機(jī),簡稱微機(jī)
1981年,IBM公司推出了第一臺個人電子計算機(jī)IBM 5150,簡稱PC機(jī)(person cumputer)
????????????--CPU采用Intel8088,工作頻率為4.77MHZ(簡單說是CPU運(yùn)算時的工作的頻率(1秒內(nèi)發(fā)生的同步脈沖數(shù))的簡稱。單位是Hz。它決定計算機(jī)的運(yùn)行速度)
????????????--內(nèi)存16M
????????????--160kb的軟盤驅(qū)動器
????????????--11.5英寸的單色顯示器
????????????--沒有硬盤
????????????--操作系統(tǒng)采用微軟公司的DOS1.0
80年代我國研制出了兼容微型計算機(jī)長城號,不過應(yīng)用不廣、不聲不響。
在20世紀(jì)70年代,人們發(fā)現(xiàn)能耗會導(dǎo)致計算機(jī)中的芯片發(fā)熱,極大的影響了芯片的集成度。
Inter公司創(chuàng)始人摩爾在65年總結(jié)芯片的增長規(guī)律時指出:微芯片上集成的晶體管數(shù)目沒18個月翻一倍。當(dāng)時雖然沒認(rèn)證,不過后來集成電路的發(fā)展驗(yàn)證了這一點(diǎn)。所以又被稱為摩爾定律。
由于摩爾定律和芯片發(fā)熱,芯片的集成度最終會接近極限。所以科學(xué)家們還要繼續(xù)研究新型的計算機(jī)來解決該問題。
未來(在研究)的幾種計算機(jī):
????????--量子計算機(jī)
????????????????(基本解決計算機(jī)能耗問題,問題是目前對微觀量子態(tài)操作困難,受環(huán)境影響大,編碼效率不高)
????????--光子計算機(jī)
????????????????(光導(dǎo),能耗低,但是要求光強(qiáng)高,精度高)
????????--生物計算機(jī)
????????????????(一些蛋白質(zhì)分子又開關(guān)功能。體積小、有自我修復(fù)能力。但是受環(huán)境影響大,蛋白質(zhì)分子容易分解、丟失,不容易操作)
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