计算机发展及分类
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计算机基础知识计算机的发展、类型及其应用领域简介_____________________________________________________________________ 2一、计算的发展___________________________________________________________ 2二、计算机的组成_________________________________________________________ 31.硬件系统___________________________________________________________ 3(1)电脑最主要的三块____________________________________________ 3(2)电脑的硬件__________________________________________________ 32.软件系统 ___________________________________________________________ 5(1)系统软件____________________________________________________ 5(2)应用软件____________________________________________________ 6三、计算机的类型_________________________________________________________ 71.超级计算机_________________________________________________________ 72.微型计算机_________________________________________________________ 73.嵌入式计算机_______________________________________________________ 74.网络计算机_________________________________________________________ 8(1)服务器______________________________________________________ 8(2)工作站______________________________________________________ 8(3)集线器______________________________________________________ 8(4)交换机______________________________________________________ 8(5)路由器______________________________________________________ 95.工业控制计算机_____________________________________________________ 9四、计算机的应用领域____________________________________________________ 101.科学计算(或数值计算)______________________________________________ 102.数据处理(或信息处理)______________________________________________ 103.辅助技术(或计算机辅助设计与制造)__________________________________ 10⑴计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD)________________ 10⑵计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)_________ 11⑶计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI)___________ 114.过程控制(或实时控制)______________________________________________ 115.人工智能(或智能模拟)______________________________________________ 116.网络应用__________________________________________________________ 127.多媒体技术________________________________________________________ 128.娱乐______________________________________________________________ 12简介计算机(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。
计算机的发展历史整理一.发展历史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,同时也启发了现代电子计算机的研制思想。
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(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。
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管,主存储器采用汞延迟线、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。
缺点是体积大、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)软件方面的操作系统、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。
计算机的发展、类型及其应用领域计算机是人类社会中不可或缺的一部分,它的发展经历了多个阶段,并且在各个领域都有广泛的应用。
本文将探讨计算机的发展历程、不同类型以及它们在各个应用领域的重要性。
一、计算机的发展历程计算机的起源可追溯到几千年前的古代,当时的人们使用简单的计算工具如石块、算盘和木板等来进行计算。
然而,现代计算机的发展则始于20世纪40年代,在这个时期,第一台电子计算机诞生了。
随着科技的进步,计算机得到了长足发展,并成为了我们现代生活中不可或缺的工具。
二、计算机的类型根据计算机的用途和规模,可以将计算机分为超级计算机、主机计算机、服务器、个人电脑和嵌入式系统等不同类型。
1. 超级计算机超级计算机是目前计算能力最强大的计算机类型之一,通常用于处理大规模科学计算、天气预测、气候模拟等需要高性能计算能力的领域。
2. 主机计算机主机计算机是用于企业和组织内部的计算和数据处理,它们能够同时支持多个用户进行操作,并提供各种功能如数据存储、网络管理等。
3. 服务器服务器是专门为网络和互联网提供服务的计算机,它们可以存储、处理和传输大量的数据,并提供各种网络服务如网站托管、电子邮件和数据库管理等。
4. 个人电脑个人电脑是我们日常生活中最常见的计算机类型,它们适用于个人使用,可以进行各种任务如上网、办公、娱乐和游戏等。
5. 嵌入式系统嵌入式系统是嵌入到其他设备中的小型计算机,例如智能手机、汽车控制系统、家电和医疗设备等。
它们具有高度集成和低功耗的特点。
三、计算机在各个应用领域的重要性计算机在各个行业和领域都发挥着重要的作用,并且不断创造新的机会和解决方案。
1. 教育与研究计算机技术为教育和研究提供了巨大的便利,教育机构可以利用计算机来辅助教学、提供在线课程和学习资源,以及进行科学研究和数据分析等。
2. 商业与金融商业和金融领域需要大量的数据处理和管理,计算机可以帮助企业进行财务管理、智能营销、股票交易分析和风险管理等。
计算机的发展历史引言概述:计算机的发展历史是人类科技进步的一个重要组成部分。
从最早的机械计算工具到现代高速计算机,计算机的发展经历了多个阶段和重大突破。
本文将从五个大点阐述计算机的发展历史,包括机械计算工具、电子计算机、集成电路、个人计算机和云计算。
正文内容:1. 机械计算工具1.1 简易计算工具:早期的计算工具如算盘和计算尺等,用于执行基本的数学运算。
1.2 齿轮计算机:随着工业革命的到来,齿轮计算机被发明出来,能够执行更复杂的计算任务。
2. 电子计算机2.1 电子管计算机:20世纪40年代,第一台电子管计算机诞生,使用电子管代替了机械装置,实现了更高效的计算。
2.2 晶体管计算机:20世纪50年代,晶体管的发明使得计算机更小、更可靠、更快速,为计算机的发展打下了基础。
3. 集成电路3.1 集成电路的出现:20世纪60年代,集成电路的发明使得计算机的规模进一步缩小,功耗降低,性能提升。
3.2 微处理器的诞生:20世纪70年代,微处理器的出现使得计算机能够在单个芯片上集成更多的功能,推动了个人计算机的发展。
4. 个人计算机4.1 IBM PC的推出:20世纪80年代,IBM推出了第一台个人计算机,标志着个人计算机的普及和商业化。
4.2 操作系统的发展:随着个人计算机的普及,各种操作系统如Windows和Mac OS等相继问世,提供了更友好的用户界面和更丰富的功能。
5. 云计算5.1 云计算的定义:云计算是指通过互联网提供各种计算服务,包括存储、计算、网络等。
5.2 云计算的优势:云计算提供了高度可扩展的计算资源,使得用户能够根据需求灵活使用,降低了成本和维护负担。
5.3 云计算的应用:云计算在各个领域得到广泛应用,如大数据分析、人工智能等。
总结:计算机的发展历史经历了机械计算工具、电子计算机、集成电路、个人计算机和云计算等多个阶段。
从简易计算工具到现代云计算,计算机的规模不断缩小、性能不断提升,为人类社会带来了巨大的变革和进步。
计算机的特点、分类及发展趋势计算机的特点:运算速度快由于计算机采⽤了⾼速的电⼦器件和线路并利⽤先进的计算技术使得计算机可以有很⾼的运算速度,运算速度是指计算机每秒能执⾏多少条基本指令,常⽤单位是MIPS ,即每秒执⾏百万条指令。
运算精度⾼由于计算机内部采⽤浮点数表⽰⽅法,⽽且计算机的字长从8位、16位增加到32位甚⾄更长,从⽽使处理的结果具有很⾼的精度。
具有记忆能⼒计算机内部的存储器具有记忆特性,存储器能够存储⼤量的信息。
具有逻辑判断能⼒由于采⽤了⼆进制计算机能够进⾏各种基本的逻辑判断并且根据判断的结果⾃动决定下⼀步该做什么有了这种能⼒计算机才能求解各种复杂的计算任务进⾏各种过程控制和完成各类数据处理任务。
存储程序由于计算机可以存储程序,从⽽使得计算机可以在程序的控制下⾃动地完成各种操作,⽽⽆须⼈⼯⼲预。
计算机的分类:1:按处理对象分类按照计算机处理的对象及其数据的表⽰形式可分为数字计算机、模拟计算机、数字模拟混合计算机。
(1):数字计算机:该类计算机输⼊、处理、输出和存储的数据都是数字量,这些数据在时间上是离散的;(2):模拟计算机:该类计算机输⼊、处理、输出和存储的数据是模拟量(如电压、电流等),这些数据在时间上是连续的;(3):数字模拟混合计算机:该类计算机将数字技术和模拟技术相结合,兼有数字计算机和模拟计算机的功能。
2:按⽤途分类按照计算机的⽤途及其使⽤的范围可分为通⽤计算机和专⽤计算机。
(1):通⽤计算机该类计算机具有⼴泛的⽤途和使⽤范围,可⽤于科学计算、数据处理、过程控制等。
(2):专⽤计算机该类计算机适⽤于某⼀特殊的应⽤领域(如智能仪表,军事装备的⾃动控制等)。
3:按规模分类按照计算机的规模可分为巨型计算机、⼤/中型计算机、⼩型计算机、微型计算机、⼯作站、服务器、以及⼿持式移动终端、智能⼿机、⽹络计算机等类型。
(1)巨型计算机该类计算机主要应⽤于复杂的科学计算及军事等专门领域。
(2)⼤/中型计算机该类计算机也具有较⾼的运算速度,有较⼤的存储容量及较好的通⽤性,但价格较贵,通常被⽤来作为银⾏,铁路等⼤型应⽤系统中的计算机⽹络的主机来使⽤(3)⼩型计算机该类计算机的运算速度和存储容量略低于⼤/中型计算机,与终端和各种外部设备连接⽐较容易,适合于作为联机系统的主机,或者⼯业⽣产过程的⾃动控制。
计算机的发展历史及趋势计算机是人类历史上最为重要的发明之一,其发展历程经历了数百年的演化和数十年的飞速发展。
从原始的计算装置,到现代的超级计算机和人工智能系统,计算机的发展历程展现出了人类智慧不断追求科技进步的历史过程。
本文将从计算机的发展历史、计算机技术的分类、计算机应用的领域以及未来的发展趋势等几个方面对计算机的发展历程进行全面地探究和介绍。
一、计算机发展历史计算机可以被追溯到几百年前,其历史可以分为四个时期:力学计算机时代、电子管计算机时代、晶体管计算机时代和集成电路计算机时代。
1.力学计算机时代早在古代,人们就已经使用石骨牌、珠算、算盘等简单的计算工具进行计算。
但第一台“计算机”可以追溯到17世纪的莱布尼兹发明的莱布尼兹轮,它可以用来进行乘法和除法,这是一种纯机械计算器。
此后,Babbage(巴贝奇)发明了差分机和解析机,并提出了“编制程序”的概念,是计算机史上第一次提出这样的思想,成为计算机技术发展的一个重要里程碑。
但由于当时机械水平和工艺技术的限制,这些巨型机器都没有被完全制造出来。
2.电子管计算机时代在20世纪40年代,美国的艾克特和莫奈利发明了第一台可以工作的电子管计算机ENIAC,作为人类历史上第一台电子计算机,它的体积巨大、功耗高、运算速度慢只能执行简单的运算,但开创了数学、物理、经济管理、自然科学等领域进行高效计算的新局面,人们的计算方式开始从力学计算转向电子计算。
3.晶体管计算机时代1950年代中期,晶体管被用于计算机设计中,它取代了电子管,处理速度、准确度和可靠性得到了极大的提高,计算机的大小和功耗也大大减小,这时传统的二进制逻辑设计和冯诺依曼结构成为了计算机的标准配置,并应用到高性能计算机、特种计算机等各种不同方向的计算设备中。
4.集成电路计算机时代在集成电路技术的推动下,1960年代开始研制出集成电路计算机,成为现代计算机发展的基础,最初的集成电路微处理器是由英特尔公司制造,其可以用于计算、控制和存储计算机程序,此后,计算机出现了各种新的设备和软件,如计算机网络、分布式计算、微型计算机等等。
1、计算机的发展1946年2月,美国宾夕法尼亚大学莫尔学院的莫克利(John W. Mauch l y)和埃克特(J. Presp e r Ecker t ),研制成功了世界上第一台大型通用数字电子计算机ENI A C(爱尼亚克),这台计算机最初专门用于火炮弹道计算,后经多次改进后,成为了能进行各种科学计算的通用计算机。
ENIAC 不是一台机器,而是一屋子机器(如图1-4),它大约使用了18000个电子管,1500个继电器,重30t ,占地面积约170m2,总耗资达48.6万美元。
1955年10月2日,ENIAC 正式退休,实际运行了80223小时。
但是,这台计算机仍然采用外加式程序,尚未完全具备现代计算机的主要特征。
新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼(John Von Neuma n n)领导的设计小组完成的。
1945年他们发表了一个全新的“存储程序式通用电子计算机”设计方案,1946年6月,冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。
1949年,英国剑桥大学数学实验室率先研制成功EDS A C (电子离散时序自动计算机)。
至此,电子计算机发展的萌芽时期遂告结束,开始了现代计算机的发展时期。
2、现代计算机的发展 在现代计算机诞生后的60年中,计算机所采用的基本电子元器件已经经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路4个发展阶段(见表1-1)。
第一代计算机采用电子管作为基本电子元件。
当时,主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型。
由于电子管体积大、耗电多,这一代计算机运算速度低,存储容量小,可靠性差及造价昂贵。
在计算机中,几乎没有什么软件配置,编制程序用机器语言或汇编语言。
计算机的发展阶段引言计算机是二十世纪最重要的发明之一,它的发展经历了数十年的演进。
本文将介绍计算机的发展阶段,并探讨每个阶段的重要里程碑和技术突破。
第一阶段:电子管时代计算机的起源可以追溯到二十世纪四十年代末,当时计算机使用的是电子管作为基本元件。
这个时期的计算机体积庞大、价格昂贵,并且非常不可靠。
第一台电子管计算机是美国宾夕法尼亚大学的ENIAC,它于1946年投入使用。
ENIAC使用了大约18000个电子管,每秒能够进行累加运算5000次。
尽管电子管计算机存在很多局限,但它们奠定了计算机的基础,并且迈出了第一步。
在这个阶段,计算机的应用主要集中在科学研究和军事领域。
第二阶段:晶体管时代上世纪五十年代,由于电子管计算机存在诸多问题,人们开始寻求新的解决方案。
晶体管被发现,并且很快就被应用于计算机。
晶体管比电子管更小巧、更可靠,而且能够进行更高的频率运算。
1951年,英国的曼彻斯特大学开发出了世界上第一台使用晶体管的计算机——Mark 1。
Mark 1计算机性能相对较弱,但标志着晶体管计算机时代的开始。
晶体管的引入让计算机变得更加小型化和可靠,同时降低了成本。
这也为计算机的普及打下了基础。
计算机逐渐进入商业领域,被广泛应用于数据处理、银行业务和科学计算等领域。
第三阶段:集成电路时代上世纪六十年代,集成电路的发明推动了计算机的发展进程。
集成电路将数千个晶体管集成在一个芯片上,大大提高了计算机的可靠性和性能。
1964年,美国的IBM公司发布了一台基于集成电路的计算机——System/360。
这台计算机具备了前所未有的处理能力,被广泛用于科学、商业和政府等领域。
集成电路的使用加速了计算机的普及,也降低了计算机的价格。
计算机开始进入家庭和学校,成为人们日常生活和学习的重要工具。
第四阶段:个人计算机时代上世纪七十年代末,个人计算机的时代开始了。
在这个时期,个人计算机的价格进一步下降,性能有了显著提升。
同时,图形界面的出现使得计算机更加易于使用。
现代计算机各个阶段区分一、计算机发展的起源与初期阶段在计算机发展的起源与初期阶段,人类对于计算的需求与思考促进了计算机的诞生。
人们开始致力于制造能够自动执行计算任务的机器,以提高计算的准确性和效率。
二、计算机硬件的发展与进步随着科学技术的不断发展,计算机硬件也在不断改进与进步。
从最初的大型机到个人电脑,再到如今的智能手机和可穿戴设备,计算机硬件的体积不断缩小,性能不断提升,使得计算能力得以更加迅速和高效地实现。
三、计算机软件的演进与变革计算机软件的演进与变革推动了计算机的广泛应用与普及。
从最初的机器语言到高级编程语言的出现,软件的开发与应用变得更加便捷和灵活。
各种软件应用的涌现,使得计算机在不同领域的应用得以实现,极大地改变了人们的生活方式和工作方式。
四、计算机网络的兴起与发展计算机网络的兴起与发展使得人们可以实现远程通信与信息交流。
从最初的局域网到如今的互联网,计算机网络的规模和覆盖范围不断扩大,连接了世界各地的计算机。
这使得人们可以方便地获取各种信息资源,进行在线学习、社交、购物等活动。
五、人工智能与计算机的融合人工智能的发展与计算机的融合推动了计算机技术的进一步革新。
通过机器学习、深度学习等技术的应用,计算机能够模拟人类的思维和智能,实现更加智能化的应用。
人工智能的广泛应用,使得计算机在医疗、交通、金融等领域发挥出更大的作用,为人类生活带来了巨大的便利和改变。
六、计算机安全与隐私保护随着计算机技术的不断发展,计算机安全与隐私保护问题也越来越重要。
各种网络攻击、病毒、木马等安全威胁不断涌现,给人们的信息安全带来了巨大风险。
为了保护个人隐私和信息安全,人们需要加强对计算机安全的重视,采取相应的安全措施和防护手段。
七、计算机伦理与社会责任计算机的发展与应用给人类社会带来了巨大的变革和便利,但同时也带来了一系列的伦理与社会责任问题。
人们需要思考和解决计算机伦理问题,如隐私保护、算法偏见、人工智能的道德问题等。
1、计算机的发展
1946年2月,美国宾夕法尼亚大学莫尔学院的莫克利(John W. Mauchly)和埃克特(J. Presper Eckert),研制成功了世界上第一台大型通用数字电子计算机ENIAC(爱尼亚克),这台计算机最初专门用于火炮弹道计算,后经多次改进后,成为了能进行各种科学计算的通用计算机。
ENIAC不是一台机器,而是一屋子机器(如图1-4),它大约使用了18000个电子管,1500个继电器,重30t,占地面积约170m2,总耗资达48.6万美元。
1955年10月2日,ENIAC 正式退休,实际运行了80223小时。
但是,这台计算机仍然采用外加式程序,尚未完全具备现代计算机的主要特征。
新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼(John V on Neumann)领导的设计小组完成的。
1945年他们发表了一个全新的“存储程序式通用电子计算机”设计方案,1946年6月,冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。
1949年,英国剑桥大学数学实验室率先研制成功EDSAC (电子离散时序自动计算机)。
至此,电子计算机发展的萌芽时期遂告结束,开始了现代计算机的发展时期。
2、现代计算机的发展
在现代计算机诞生后的60年中,计算机所采用的基本电子元器件已经经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路4个发展阶段(见表1-1)。
第一代计算机采用电子管作为基本电子元件。
当时,主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型。
由于电子管体积大、耗电多,这一代计算机运算速度低,存储容量小,可靠性差及造价昂贵。
在计算机中,几乎没有什么软件配置,编制程序用机器语言或汇编语言。
计算机主要用于科学计算和军事应用方面。
代表机型为1952年由冯·诺依曼设计的EDV AC计算机,这台计算机共采用2300个电子管,运算速度比ENIAC提高了10倍,冯·诺依曼“程序存储”的设想首次在这台计算机上得到了体现。
2.2. 第二代(1954年—1963年)
第二代计算机采用晶体管作为基本电子原件。
第二代计算机另一个很重要的特点是存储器的革命,1951年,当时尚在美国哈佛大学计算机实验室的华人留学生王安发明了磁芯存
储器,这项技术彻底改变了继电器存储器的工作方式和与处理器的连接方法,也大大缩小了存储器的体积,为第二代计算机的发展奠定了基础。
这个时代计算机软件配置开始出现,一些高级程序设计语言相继问世。
如科学计算用的FORTRAN,商业事务处理的COBOL,符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。
操作系统也初步成型,使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。
2.3. 第三代(1964年—1970年)
第三代计算机采用中小规模集成电路作为基本电子元件。
计算机的体积和耗电量有了显著减小,计算速度也显著提高,存储容量大幅度增加。
半导体存储器逐步取代了磁芯存储器的主存储器地位,磁盘成了不可缺少的辅助存储器,并且开始普遍采用虚拟存储技术。
同时,计算机的软件技术也有了较大的发展,出现了操作系统和编译系统,出现了更多的高级程序设计语言。
计算机的应用开始进入到许多领域。
2.4. 第四代(1971年至今)
第四代计算机采用大规模和超大规模集成电路作为主要功能部件。
主存储器使用了集成度更高的半导体存储器,计算机运算速度高达每秒几亿次至数百万亿次。
在这个时期,计算机体系结构有了较大发展,并行处理、多机系统、计算机网络等都已进入实用阶段。
软件方面更加丰富,出现了网络操作系统和分布式操作系统以及各种实用软件。
这一时期,超级计算机的运算速度是通过联合使用大量集成电路芯片制造的,有些超级计算机干脆就是由一大批微机组成的计算机群。
超级计算机的典型机器是美国IBM公司制造的Blue Gene /L超级计算机(蓝色基因),它内部处理器的数量已经达到了13.1076 万颗,并且这一增长势头仍在继续。
Blue Gene /L超级计算机达到了每秒280.6万亿次基准计算,每秒136.8万亿次浮点运算的记录,成为2005年全球最强大的超级计算机.
3、计算机分类。