计算机复习

计算机发展历程。

编辑锁定 2023年2月14日，在美国宾夕法尼亚大学，世界上第一台电子数字计算机eniac。

计算机发展历程第一台。

第一台计算机是美**方定制，专门为了计算弹道和射击特性表面而研制的，承担开发任务的“莫尔小组”由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成。2023年这台计算机主要元器件采用的是电子管。该机使用了1500

eniac

个继电器，18800个电子管，占地170m2，重量重达30多吨，耗电150kw，造价48万美元。开机时让周围居民暂时停电。这台计算机每秒能完成5000次加法运算，400次乘法运算，比当时最快的计算工具快300倍，是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。

用今天的标准看，它是那样的“笨拙”和“低级”，其功能远不如一只掌上可编程计算器，但它使科学家们从复杂的计算中解脱出来，它的诞生标志着人类进入了一个崭新的信息革命时代。

计算机发展历程第一代。

电子管计算机（1946-1957）这一阶段计算机的主要特征是采用电子管元件作基本器件，用光屏管或汞延时。

电子管计算机

电路作存储器，输入与输出主要采用穿孔卡片或纸带，体积大、耗电量大、速度慢、存储容量小、可靠性差、维护困难且**昂贵。在软件上，通常使用机器语言或者汇编语言；来编写应用程序，因此这一时代的计算机主要用于科学计算。[1]

这时的计算机的基本线路是采用电子管结构，程序从人工手编的机器指令程序，过渡到符号语言，第一代电子计算机是计算工具革命性发展的开始，它所采用的二进位制与程序存贮等基本技术思想，奠定了现代电子计算机技术基础。以冯诺依曼为代表。

计算机发展历程第二代。

晶体管计算机（1958-1964）20世纪50年代中期，晶体管的出现使计算机生产技术得到了根本性的发展，由。

晶体管计算机

晶体管代替电子管作为计算机的基础器件，用磁芯或磁鼓作存储器，在整体性能上，比第一代计算机有了很大的提高。同时程序语言也相应的出现了，如fortran，cobol，algo160等计算机高级语言。晶体管计算机被用于科学计算的同时，也开始在数据处理、过程控制方面得到应用。

[2]在20世纪50年代之前第一代，计算机都采用电子管作元件。电子管元件在运行时产生的热量太多，可靠性较差，运算速度不快，**昂贵，体积庞大，这些都使计算机发展受到限制。于是，晶体管开始被用来作计算机的元件。

晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用晶体管后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机就更容易实现了。

计算机发展历程第三代。

中小规模集成电路计算机（1965-1971）20世纪60年代中期，中小规模集成电路计算机 (2张)

随着半导体工艺的发展，成功制造了集成电路。中小规模集成电路成为计算机的主要部件，主存储器也渐渐过渡到半导体存储器，使计算机的体积更小，大大降低了计算机计算时的功耗，由于减少了焊点和接插件，进一步提高了计算机的可靠性。在软件方面，有了标准化的程序设计语言和人机会话式的basic语言，其应用领域也进一步扩大。

[3]计算机发展历程***。

大规模和超大规模集成电路计算机（1971-2015）随着大规模集成电路的成功制作并用于计算机硬件生产过程，计算机的体积进一步缩小，性能进一步提高。集成更高的大容量半导体存储器作为内存储器，发展了并行技术和多机系统，出现了精简指令集计算机（risc），软件系统工程化、理论化，程序设计自动化。微型计算机在社会上的应用范围进一步扩大，几乎所有领域都能看到计算机的“身影”。

[4]计算机发展历程第五代。

第五代计算机指具有人工智能的新一代计算机，它具有推理、联想、判断、决策、学习等功能。计算机的发展将在什么时候进入第五代？什么是第五代计算机？

对于这样的问题，已经有一个明确统一的说法了。

ibm发表声明称，该公司已经研制出一款能够模拟人脑神经元、突触功能以及其他脑功能的微芯片，从而完成计算功能，这是模拟人脑芯片领域所取得的又一大进展。ibm表示，这款微芯片擅长完成模式识别和物体分类等繁琐任务，而且功耗还远低于传统硬件。

值得注意的是，它并非想要用新的芯片取代原有的计算机芯片。ibm在其**上介绍，传统的计算机关注语言和分析思考，而神经突触核心能够解决感知和形状识别的问题，它们分别像人类的左脑和右脑一样；而ibm接下来想要做的，就是让“左脑”和“右脑”连接起来合作，形成一种新的“整体计算智能”。从这个说法上来看，传统的芯片擅长大量的符号运算和数字处理，而神经突触核心的优势在于多感官和实时传感器数据处理。

比如，modha曾经表示，团队正在开发一种头戴设备，能够帮助盲人感知外部环境；而这一次ibm称，经过实验测试，这种芯片可以在录像片段中检测人、汽车、卡车和公共汽车，并识别出了它们。这其实就是依靠神经突触核心来完成的。

但有一点可以肯定，在现在的智能社会中，计算机、网络、通信技术会三位一体化。新世纪的计算机将把人从重复、枯燥的信息处理中解脱出来，从而改变我们的工作、生活和学习方式，给人类和社会拓展了更大的生存和发展空间。当历史的车轮驶入二十一世纪时，我们会面对各种各样的未来计算机。

计算机的硬件组成。

计算机的硬件组成：**处理机。

计算机的硬件组成：存储器。

计算机的硬件组成：输入设备。

计算机的硬件组成：输出设备。

计算机的硬件组成：总线。

计算机的硬件组成：主板。

**处理机（central processing unit，cpu），由运算器和控制器组成，是任何计算机系统中必备的核心部件。cpu由运算器和控制器组成，分别由运算电路和控制电路实现。

运算器是对数据进行加工处理的部件，它在控制器的作用下与内存交换数据，负责进行各类基本的算术运算、逻辑运算和其他操作。

控制器是整个计算机系统的指挥中心，负责对指令进行分析，并根据指令的要求，有序地、有目的地向各个部件发出控制信号，使计算机的各部件协调一致地工作。

寄存器也是cpu的一个重要组成部分，是cpu内部的临时存储单元。寄存器既可以存放数据和地址，又可以存放控制信息或cpu工作的状态信息。

通常把具有多个cpu同时去执行程序的计算机系统称为多处理机系统。依靠多个cpu同时并行地运行程序是实现超高速计算的一个重要方向，称为并行处理。

cpu品质的高低，直接决定了一个计算机系统的档次。反映cpu品质的最重要指标是主频和数据传送的位数。主频说明了cpu的工作速度，主频越高，cpu的运算速度越快。

cpu字长是指计算机在同一时间能同时并行传送的二进制信息位数。人们常说的16位机、32位机和64位机，是指该计算机中的cpu可以同时处理16位、32位和64位的二进制数据。

计算机系统的一个重要特征是具有极强的“记忆”能力，能够把大量计算机程序和数据存储起来。存储器是计算机系统内最主要的记忆装置，既能接收计算机内的信息（数据和程序），又能保存信息，还可以根据命令读取已保存的信息。

存储器按功能可分为主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存储器。

主存储器，也称为内存储器（简称内存），内存直接与cpu相连接，是计算机中主要的工作存储器，当前运行的程序与数据存放在内存中。

辅助存储器也称为外存储器（简称外存），计算机执行程序和加工处理数据时，外存中的信息按信息块或信息组先送入内存后才能使用，即计算机通过外存与内存不断交换数据的方式使用外存中的信息。

一个存储器中所包含的字节数称为该存储器的容量，简称存储容量。存储容量通常用kb、mb或gb表示，其中b是字节（byte），并且1kb=1024b，1mb=1024kb，1gb=1024mb。例如，640kb就表示640×1024=655360个字节。

现在的内存储器多半是半导体存储器，采用大规模集成电路或超大规模集成电路器件。内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称随机存储器或ram）和只读存储器（简称rom）。

pc常用的外存是软磁盘（简称软盘）和硬磁盘（简称硬盘），目前，光盘的使用也越来越普及。下面介绍常用的三种外存。

1、键盘。键盘通过一根五芯电缆连接到主机的键盘插座内，其内部有专门的微处理器和控制电路，当操作者按下任一键时，键盘内部的控制电路产生一个代表这个键的二进制**，然后将此**送入主机内部，操作系统就知道用户按下了哪个键。现在的键盘通常有101键键盘和104键键盘两种，目前较常用的是104键键盘。

2、鼠标。鼠标器是图形界面操作系统中常用的一种输入设备，鼠标可以方便准确地移动光标进行定位，因其外形酷似老鼠而得名。

1、显示器。

显示器是计算机系统最常用的输出设备，它的类型很多，根据显像管的不同可分为三种类型：阴极射线管（crt）、发光二极管（led）和液晶（lcd）显示器；其中阴极射线管显示器常用于台式机；发光二极管显示器常用于单板机；液晶显示器以前常用于笔记本电脑，目前许多台式机也配用液晶显示器。衡量显示器好坏主要有两个重要指标：

一个是分辨率；另一个是像素点距，在以前，还有一个重要指标是显示器的颜色数。

2、打印机。

打印机也是计算机系统中常用的输出设备。目前我们常用的打印机有点阵式打印机、喷墨打印机和激光打印机三种。

总线是连接计算机中各个部件的一组物理信号线。总线在计算机的组成与发展过程中起着关键性的作用，因为总线不仅涉及各个部件之间的接口与信号交换规则，还涉及计算机扩展部件和增加各类设备时的基本约定。

总线通常可分为“内部总线”和“系统总线”。内部总线通常是指在cpu内部或cpu与存储器之间交换信息用的总线；系统总线是cpu、存储器与各类i/o设备之间互相连接交换信息的总线。

在计算机系统中，总线使各个部件协调地执行cpu发出的指令。cpu相当于总指挥部，各类存储器提供具体的机内信息（程序与数据），i/o设备担任着计算机的“对外联络任务”（输入与输出信息），而由总线去沟通所有部件之间的信息流。pc机的总线结构有isa、eisa、vesa、pci等几种，目前以pci总线为主流。

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