计算机

计算机(computer)俗称电脑,是一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
计算机发明者约翰·冯·诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一,对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响,并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域,已形成了规模巨大的计算机产业,带动了全球范围的技术进步,由此引发了深刻的社会变革,计算机已遍及一般学校、企事业单位,进入寻常百姓家,成为信息社会中必不可少的工具。
计算机的应用在中国越来越普遍,改革开放以后,中国计算机用户的数量不断攀升,应用水平不断提高,特别是互联网、通信、多媒体等领域的应用取得了不错的成绩。1996年至2009 年,计算机用户数量从原来的630万增长至6710 万台,联网计算机台数由原来的2.9万台上升至5940万台。互联网用户已经达到3.16 亿,无线互联网有6.7 亿移动用户,其中手机上网用户达1.17 亿,为全球第一位。
发展编辑计算工具的演化经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段,例
ENIAC计算机[1]
如从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘计算尺、机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用,同时也启发了电子计算机的研制和设计思路。
1889年,美国科学家赫尔曼·何乐礼研制出以电力为基础的电动制表机,用以储存计算资料。
1930年,美国科学家范内瓦·布什造出世界上首台模拟电子计算机。
1946年2月14日,由美国军方定制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”(ENIAC Electronic Numerical And Calculator)在美国宾夕法尼亚大学问世了。ENIAC[2](中文名:埃尼阿克)是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的,这台计算器使用了17840支电子管,大小为80英尺×8英尺,重达28t(吨),功耗为170kW,其运算速度为每秒5000次的加法运算,造价约为487000美元。ENIAC的问世具有划时代的意义,表明电子计算机时代的到来。在以后60多年里,计算机技术以惊人的速度发展,没有任何一门技术的性能价格比能在30年内增长6个数量级。[3]第1代:电子管数字机(1946—1958年)
硬件方面,逻辑元件采用的是真空电子俄罗斯变速器
管,主存储器采用汞延迟线
电子管数字计算机
、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯;外存储器采用的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。
特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般为每秒数千次至数万次)、价格昂贵,但为以后的计算机发展奠定了基础。
第2代:晶体管数字机(1958—1964年)
硬件方的操作系统、高级语言及其编译程序。应用领域以科学计算和事务处理为主,并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高(一般为每秒数10万次,可高达300万次)、性能比第1代计算机有很大的提高。
第3代:集成电路数字机(1964—1970年)
硬件方面,逻辑元件采用中、小规模集成电路(MSI、SSI),主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。特点是速度更快(一般为每秒数百万次至数千万次)
,而且可靠性有了显著提高,价格进一步下降,产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。
第4代:大规模集成电路机(1970年至今)
硬件方面,逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI)。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。
anchorfree由于集成技术的发展,半导体芯片的集成度更高,每块芯片可容纳数万乃至数百万个晶体管,并且可以把运算器和控制器都集中在一个芯片上、从而出现了微处理器,并且可以用微处理器和大规模、超大规模集成电路组装成微型计算机,就是我们常说的微电脑或PC机。微型计算机体积小,价格便宜,使用方便,但它的功能和运算速度已经达到甚至超过了过去的大型计算机。另一方面,利用大规模、超大规模集成电路制造的各种逻辑芯片,已经制成了体积并不很大,但运算速度可达一亿甚至几十亿次的巨型计算机。我国继1983年研制成功每秒运算一亿次的银河Ⅰ这型巨型机以后,又于1993年研制成功每秒运算十亿次的银河Ⅱ型通用并行巨型计算机。这一时期还产生了新一代的程序设计语言以及数据库管理系统和网络软件等。
随着物理元、器件的变化,不仅计算机主机经历了更新换代,它的外部设备也在不断地变革。比如外
存储器,由最初的阴极射线显示管发展到磁芯、磁鼓,以后又发展为通用的磁盘,现又出现了体积更小、容量更大、速度更快的只读光
盘(CD—ROM)。
时代
时期 时间 典型计算机 描述
第一代计算机
(电子管) 1946年
2月16日 ENIAC 美国宾夕法尼亚大学研制的人类历史上真正意义的第一台电子计算机,占地170平方米,耗电150千瓦,造价48万美元,每秒可执行5000次加法或400次乘法运算。共使用了18000个电子管。
1950年 EDVAC 第一台并行计算机,实现了计算机之父“冯.诺伊曼”的两个设想:采用二进制和存储程序。
第二代计算机
(晶体管) 1954年 TRADIC IBM公司制造的第一台使用晶体管的计算机,增加了浮点运算,使计算能力有了很大提高
1958年 IBM 1401 这是第二代计算机中的代表,用户当时可以租用。 www.ddd13
时期 时间 典型计算机 描述
第四代计算机(大规模和超大规模集成电路) 1970年 IBM S/370 这是IBM的更新换代的重要产品,采用了大规模集成电路代替磁芯存储,小规模集成电路作为逻辑元件,并使用虚拟存储器技术,将硬件和软件分离开来,从而明确了软件的价值。
1975年4月 Altair 8800 MITS制造的,带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。
1977年4月 Apple II NMOS6500 1MHz CPU,4KB RAM 16KB ROM,这是计算机史上第一个带有彩图形的个人计算机
1981年8月12日 IBM PC 采用了主频为4.77MHz的Intel 8088CPU,内存64KB,160KB软驱,操作系统是Microsoft提供的MS-DOS
1983年1月19日 APPLE LISA 第一台使用了鼠标的电脑,第一台使用图形用户界面的电脑。
债券融资1983年3月8日 IBM PC/XT 采用INTEL8088 4.77MHz的CPU,256K RAM和40K ROM,10MB的硬盘,两部360KB软驱。
1984年8月 IBM PC/AT 采用Intel 80286 6MHzCPU, 512KB内存,20MB硬盘和1.2M软驱。
1986年9月 Compaq Desktop PC 采用了Intel 80386 16MHz CPU,640KB内存,20MB硬盘,1.2M软驱,是计算机史上第一台386计算机。
1989年4月 DELL 80486 采用Intel 80486DX CPU 640KB内存, 20MB硬盘,1.2M软驱。
1996年
基本配置是奔腾或者奔腾MMX 的CPU,32M EDO或者SDRAM内存,2.1G硬盘,14寸球面显示器为标准配置。
cdd1997年
基本配置开始向赛扬处理器过渡,部分高档的机器开始使用PentiumII CPU,同时内存也由早期的EDO过渡到SDRAM,4.3G左右的硬盘开始成为标准配置。
1998年
带有128K二级高速缓存的赛扬处理器成为广大装机者的最爱,同时64M内存和15寸显示器开始成为标准配置。
1999年
部分品牌厂商开始将PentiumIII CPU作为电脑的一个卖点,64M内存和6.4G硬盘开始成为电脑的标准配置。
2000年
66M和100M外频的赛扬处理器占领了大部分品牌或兼容机的市场,128M内存,10G以上的硬盘开始成为标准配置,17寸显示器慢慢进入家庭。
2001年至今
Pentium 4 CPU和Pentium 4赛扬CPU开始成为电脑的标准配置,内存由SDRAM实现了向DDR的过渡,同
时17寸CRT显示器或者15寸液晶显示器开始成为用户的首选,硬盘逐渐向40G以上的容量发展。
苹果 iMac G5(M9248CH/A) 处理器类型PowerPC G5配置,主频1600MHz以上,内存容量256MB,硬盘容量80GB,显示器类型17”液晶。这是苹果电脑的创新,将主机的部件全部集成到显示器内部。显示器就是一台电脑。[4]
2组成编辑计算机是由硬件系统(hardware system)和软件系统(software system)两部分组成的。
传统电脑系统的硬体单元一般可分为输入单元、输出单元、算术逻辑单元、控制单元及记忆单元,其中算术逻辑单元和控制单元合称中央处理单元(Center Processing Unit,CPU)。
硬件系统
电源
电源是电脑中不可缺少的供电设备,它的作用是将220V交流电转换为电脑中使用的5V、12V、3.3V直流电,其性能的好坏,直接影响到其他设备工作的稳定性,进而会影响整机的稳定性。手提电脑在自带锂电池情况下,为手提电脑提供有效电源。
主板
主板是电脑中各个部件工作的一个平台,它把电脑的各个部件紧密连接在一起,各个部件通过主板进
行数据传输。也就是说,电脑中重要的“交通枢纽”都在主板上,它工作的稳定性影响着整机工作的稳定性。
CPU
CPU即中央处理器,是一台计算机的运算核心和控制核心。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU由运算器、控制器、寄存器、高速缓存及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。作为整个系统的核心,CPU也是整个系统最高的执行单元,因此CPU已成为决定电脑性能的核心部件,很多用户都以它为标准来判断电脑的档次。
内存
内存又叫内部存储器或者是随机存储器(RAM),分为DDR内存和SDRAM内存,(但是SDRAM由于容量低,存储速度慢,稳定性差,已经被DDR淘汰了)内存属于电子式存储设备,它由电路板和芯片组成,特点是体积小,速度快,有电可存,无电清空,即电脑在开机状态时内存中可存储数据,关机后将自动清空其中的所有数据。 内存有DDR、DDR II、DDR III三大类,容量1-64GB。
硬盘
硬盘属于外部存储器,机械硬盘由金属磁片制成,而磁片有记忆功能,所以储到磁片上的数据,不论
在开机,还是关机,都不会丢失。硬盘容量很大,已达TB级,尺寸有3.5、2.5、1.8、1.0英寸等,接口有IDE、SATA、SCSI等,SATA最普遍。移动硬盘是以硬盘为存储介质,强调便携性的存储产品。市场上绝大多数的移动硬盘都是以标准硬盘为基础的,而只有很少部分的是以微型硬盘(1.8英寸硬盘等)为基础,但价格因素决定着主流移动硬盘还是以标准笔记本硬盘为基础。因为采用硬盘为存储介质,因此移动硬
盘在数据的读写模式与标准IDE硬盘是相同的。移动硬盘多采用USB、IEEE1394等传输速度较快的接口,可以较高的速度与系统进行数据传输。固态硬盘用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成。固态硬盘在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致但是固态硬盘比机械硬盘速度更快。
声卡
声卡是组成多媒体电脑必不可少的一个硬件设备,其作用是当发出播放命令后,声卡将电脑中的声音数字信号转换成模拟信号送到音箱上发出声音。
显卡
显卡在工作时与显示器配合输出图形、文字,作用是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动,
并向显示器提供行扫描信号,控制显示器的正确显示,是连接显示器和个人电脑主板的重要元件,是“人机对话”的重要设备之一。
网卡
网卡是工作在数据链路层的网路组件,是局域网中连接计算机和传输介质的接口,不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配,还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。网卡的作用是充当电脑与网线之间的桥梁,它是用来建立局域网并连接到Internet的重要设备之一。
在整合型主板中常把声卡、显卡、网卡部分或全部集成在主板上。
调制解调器
英文名为“Modem”,俗称“猫”,即调制解调器,类型
调制解调器
有内置式和外置式,有线式和无线式。调制解调器是通过电话线上网时必不可少的设备之一。它的作用是将电脑上处理的数字信号转换成电话线传输的模拟信号。随着ADSL宽带网的普及,内置式调制解调器逐渐退出了市场。
光驱
托咪
英文名为“Optical Disk driver”,电脑用来读写光碟内容的机器,也是在台式机和笔记本便携式电脑里比较常见的一个部件。
光驱
随着多媒体的应用越来越广泛,使得光驱在计算机诸多配件中已经成为标准配置。光驱可分为CD-ROM驱动器、DVD光驱(DVD-ROM)、康宝(COMBO)和DVD刻录机(DVD-RAM)等。读写的能力和速度也日益提升,4× 16× 32× 40× 48×。
显示器
英文名为“monitor”,显示器有大有小,有薄有厚,品种多样,其作用是把电脑处理完的结果显示出来。它是一个输出设备,是电脑必不可缺少的部件之一。分为CRT、LCD、LED三大类,接口有VGA、DVI两类。
常见计算机键盘
12、键盘
英文名为“Keyboard”,分为有线和无线,键盘是主要的人工学输入设备,通常为104或105键,用于把文字、数字等输到电脑上,以及电脑操控。
13、鼠标
英文名为“Mouse”,当人们移动鼠标时,电脑屏幕上就会有一个箭头指针跟着移动,并可以很
准确指到想指的位置,快速地在屏幕上定位,它是人们使用电脑不可缺少的部件之一。 键盘鼠标接口有PS/2和USB两种。硬件的鼠标分为光电和机械两种(机械已被光电淘汰)。
音响
音箱
英文名为“Loud speaker”,通过音频线连接到功率放大器,再通过晶体管把声音放大,输出到喇叭上,从而使喇叭发出电脑的声音。一般的电脑音箱可分为2、2.1 、3 .1、4、4.1、5.1、7.1这几种,音质也各有差异。
打印机
英文名为“Printer”,通过它可以把电脑中的文件打印到纸上,它是重要的输出设备之一。在打印机领域形成了针式打印机、喷墨打印机、激光打
打印机
印机三足鼎立的主流产品,各自发挥其优点,满足各界用户不同的需求。
视频设备
如摄像头、扫描仪、数码相机、数码摄像机、电视卡等设备,用于处理视频信号。
闪存盘
英文名为“Flash disk”,闪存盘通常也被称作优盘,U盘,闪盘,是一个通用串行总线USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品,它采用的存储介质为闪存存储介质(Flash Memory)。闪存盘一般包括闪存(Flash Memory)、控制芯片和外壳。闪存盘具有可多次擦写、速度快而且防磁、防震、防潮的优点。闪盘采用流行的USB接口,体积只有大拇指大小,重量约20克,不用驱动器,无需外接电源,即插即用,不同电脑之间进行文件交流,存储容量从1~128GB不等,满足不同的需求。
移动存储卡及读卡器
存储卡是利用闪存(Flash Memory)技术达到存储电子信息的存储器,一般应用在数码相机、掌上电脑、MP3、MP4等小型数码产品中作为存储介质,所以样子小巧,犹如一张卡片,所以称之为闪存卡。根据不同的生产厂商和不同的应用,闪存卡有Smart Media(SM卡)、Compact Flash(CF卡),Multi Media Card(MMC卡),Secure Digital(SD卡)、Memory Stick(记忆棒),TF卡等多种类型,这些闪存卡虽然外观、规格不同,但是技术原理都是相同的。由于闪存卡本身并不能直接被电脑辨认,读卡器就是一个两者的沟通桥梁。读卡器Card Reader)可使用很多种存储卡,如Compact Flash or Smart Media or Microdrive存储卡等,作为存储卡的信息存取装置。读卡器使用USB1.1/USB2.0的传输介面,支持热拔插。与普通USB设备一样,只需插入电脑的USB端口,然后插用存储卡就可以使用了。 按照速度来划分有USB1.1、USB2.0以及USB3.0,按用途来划分,有单一读卡器和多合一读卡器。
软件系统
所谓软件是指为方便使用计算机和提高使用效率而组织的程序以及用于开发、使用和维护的有关文档。软件系统可分为系统软件和应用软件两大类。
1、系统软件
系统软件System software,由一组控

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