电脑简史、计算机结构、操作系统、
Computer
了解电脑简史
我们都知道电脑的学名叫计算机,从名字我们可以看出,最初电脑是用来做计算的。那么我们可以推测,电脑的始祖是用来做计算的。
在远古,人们最早使用的计算工具可能是手指,英文单词“digit”既有“数字”的意思,又有“手指“的意思。古人用石头打猎,所以还有可能是石头来辅助计算。
但是手指和石头太低效了,后来就出现了”结绳“记事——结绳慢,绳子还有长度限制。后来又不知过了多久,许多国家的人开始使用”筹码“来计数,最有名的就要数咱们中国商周时期出现的算筹了。古代的算筹实际上是一根根同样长短和粗细的小棍子,大约二百七十几枚为一束; 多用竹子制成,也有用木头、兽骨、象牙、金属等材料制成的。数学家祖冲之计算圆周率时使用的工具就是算筹。
在长期使用算筹进行计算的过程中,算筹的缺点显露了出来,使用算筹计算太麻烦了,很不方便——计算时需要慢慢摆放。
于是,这个时候人们发明了更好的计算工具——算盘,
算盘最早可能在汉代萌芽,在南北朝时期定型,利用进位制计数。使用时需要配合一套口诀——好比计算机的软件。算盘本身还可以存储数字,使用时很方便。至今,算盘还在被使用。
直到18世纪末,发明蒸汽机的瓦特成功制作了第一把计算尺,在尺座上增加了一个滑标,用来“存储”计算的中间结果,这种滑标很长时间一直被后人所沿用。
1850年以后,计算尺迅速发展,成为工程师随身携带的”计算器“,一直到20世纪五六时年代,计算尺仍然是工科大学生的一种身份标志。
第一台计算机诞生 :
1642年 帕斯卡(19岁)发明了人类有史以来第一台机械计算机——帕斯卡加法器
帕斯卡加法器:它是一种系列齿轮组成的装置,外形像一个长方盒子,用儿童玩具那种钥匙旋紧发条后才能转动,只能够做加法和减法。然而,即使只做加法,也有个“逢十进一”的进位问题。聪明的帕斯卡采用了一种小爪子式的棘轮装置。当定位齿轮朝9转动时,棘爪便逐渐升高;一旦齿轮转到0,棘爪就“咔嚓”一声跌落下来,推动十位数的齿轮前进一档。
1662年帕斯卡去世,在德国的大数学家莱布尼茨,他聘请了一些著名的机械专家和能工巧匠,1674年制造出了一台更完美的机械计算机。
传说大约在1700年左右的某天,莱布尼茨的朋友送给他一副中国的”易图“,其实就是八卦图,在看八卦图的时候,发现八卦的每一种卦象都有阴阳两种符号组成,这不就是有规律的二进制数字么,于是他就由此,率先系统提出了二进制的运算法则,直到今天,我们用到的计算机还是使用的二进制。
1805年,法国机械师杰卡德,完成自动提花编织机“的制作。杰卡德为他的提花机增加了一种装置,能够同时操纵 1200 个编织针,控制图案的穿孔纸带后来换成了穿孔卡片。(穿孔纸带)
巴贝奇:(差分机)
所谓“差分”的含义,是把函数表的复杂算式转化为差分运算,用简单的加法代替平方运算
巴贝奇耗费了整整十年光阴,于1822年完成了第一台差分机,成功后,要求政府资助他建造第二台运算精度为20位的大型差分机,由于当时技术以及工艺都超越当时的领域,第二台差分机,约25000个零件,主要零件的误差不能超过千分之一,现在的加工设备和技术,造出高精度设备,绝非易事。(最终巴贝奇以失败告终)
1896年霍列瑞斯博士创办了IBM公司的前身
1906年,美国的德福雷斯特发明了电子管,为计算机的发展奠定了基础。
1907年,德福雷斯特向美国专利局申报了真空三极管(电子管)的发明专利。真空三极管可分别处于“饱和”与“截止”状态。“饱和”即从阴极到屏极的电流完全导通,相当于开关开启;“截止”即从阴极到屏极没有电流流过,相当于开关关闭。其控制速度要比艾肯的继电器快成千上万倍。
1924年,IBM一个有划时代意义的公司成立了。
1944年2月,马克1号计算机在哈佛大学正式运行。从外表看,它的外壳用钢和玻璃制成,长约15米,高约2.4米,自重达到31.5吨,他可以每分钟进行200次以上的运算。可以作23位数加23位数的加法,一次仅需要0.3秒;而进行同样位数的乘法,则需要6秒多的时间。
马克1号被称为最后一台“史前”计算机——机械/电动方式。
1946年2月14日,世界上第二台电子计算机,世界上第一台通用计算机 (多个行业都可以使用)埃历阿克”(ENIAC,译成中文是“电子数字积分和计算机”)诞生于美国宾夕法尼亚大学。
发展阶段
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逻辑元件
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主存储器
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运算速度(每秒)
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软件
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应用
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第一代(1946-1958)
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电子管
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电子射线管
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几千次到几万次
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机器语言、汇编语言
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军事研究、科学计算
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第二代(1958-1964)
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晶体管
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磁芯
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几十万次
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监控程序、高级语言
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数据处理、事务处理
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第三代(1964-1971)
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中小规模集成电路
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半导体
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几十万次到几百万次
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操作系统、编辑系统、应用程序
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有较大发展开始广泛应用
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第四代(1971-至今)
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大规模超大规模集成电路
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集成度更高的半导体
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上千万次到上亿次
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操作系统完善、数据库系统、
高级语言发展、应用程序发展
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渗入社会各级领域
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计算机结构
电脑结构和CPU、内存、硬盘三者之间的关系
电脑之父——冯·诺伊曼提出了计算机的五大部件:输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。
CPU:中央处理单元(Cntral Pocessing Uit)的缩写,也叫处理器,是计算机的运算核心和控制核心。
人靠大脑思考,电脑靠CPU来运算、控制。
让电脑的各个部件顺利工作,起到协调和控制作用。
硬盘:存储资料和软件等数据的设备,有容量大,断电数据不丢失的特点。也被人们称之为“数据仓库”。
内存:
- 负责硬盘等硬件上的数据与CPU之间数据交换处理;
- 缓存系统中的临时数据。
- 断电后数据丢失
显卡性能好,电脑的图形处理能力就高,尤其在玩游戏时更能发现这个(所以很多游戏会要求显卡性能)。
对玩家而言,最好选择独立显卡。
电源:将电压220伏的市电转换为低等电压,然后送到主板及各个硬件!
供电!电脑运行需要电力,而电源就是为此供电的,也可以说它在为电脑提供一切动力。
电源决定了电脑的稳定性。
它和人体心脏功能类似,都是提供动力的核心。
操作系统历史:
<a> https://blog.csdn.net/weixin_43336281/article/details/97615817?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522161690553216780357231010%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fblog.%2522%257D&request_id=161690553216780357231010&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~first_rank_v2~rank_v29-1-97615817.nonecase&utm_term=%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E5%8E%86%E5%8F%B2&spm=1018.2226.3001.4450<a/>
苹果与微软
1973年施乐公司开发除了Alto——真正意义上的个人PC,有键盘、显示器、图形界面、以太网等。 但是并没有重视。
1979年,乔布斯听说了Alto,决定去看看,看到以后震惊了,回去就让技术人员去实现图形界面,为此还从施乐挖了好多技术人员,开发Lisa项目;然后最后失败了。
但是为后来的Macintosh,积攒了好多经验。
1980年微软和IBM合作PC系统,微软以捆绑的方式在IBM-PC上预装DOS,廉价销售(5$)许可证。
1981年,乔布斯邀请盖茨看Macintosh样机,想让微软帮助Macintosh开发应用软件,盖茨看到Macintosh的图形后,也震惊了,心想,这东西要是上市,我的DOS立马完蛋,未来的天下是图形的。
不过乔布斯看出了盖茨的信息,就要求微软在给苹果开发软件过程中学到的东西用于任何非苹果的设备上。
但是乔布斯忽略了,不让为微软编写类似Macintosh的系统。
盖茨了解到Macintosh效法于施乐,于是也从施乐挖人,开发自己的图形系统——windows。
微软把win的研发放在第一位,耽误了Macintosh的发布。
1984年Macintosh 发布,风靡世界。
1985年 windows1.0发布,乔布斯发现win很想Macintosh,就说盖茨偷了苹果的东西。