电脑的发展过程

1946年2月15日，世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”（ENIAC）宣告研制成功。“埃尼阿克”的成功，是计算机发展史上的一座纪念碑，是人类在发展计算技术的历程中，到达的一个新的起点。“埃尼阿克”计算机的最初设计方案，是由36岁的美国工程师莫奇利于1943年提出的，计算机的主要任务是分析炮弹轨道。美国军械部拨款支持研制工作，并建立一个专门研究小组，由莫奇利负责。总工程师由年仅24岁的埃克特担任，组员格尔斯坦是位数学家，另外还有逻辑学家勃克斯。“埃尼阿克”共使用了18000个电子管，另加1500个继电器以及其它器件，其总体积约90立方米，重达30吨，占地170平方米，需要用一间30多米长的大房间才能存放，是个地地道道的庞然大物。

这台每小时耗电量为140千瓦时的计算机，运算速度为每秒5000次加法，或者400次乘法，比机械式的继电器计算机快1000倍。当“埃尼阿克”公开展出时，一条炮弹的轨道用20秒钟就算出来，比炮弹本身的飞行速度还快。埃尼阿克的存储器是电子装置，而不是靠转动的“鼓”。它能够在一天内完成几千万次乘法，大约相当于一个人用台式计算机操作40年的工作量。它是按照十进制，而不是按照二进制来操作。但其中也用少量以二进制方式工作的电子管，因此机器在工作中不得不把十进制转换为二进制，而在数据输入、输出时再变回十进制。

“埃尼阿克”最初是为了进行弹道计算而设计的专用计算机。但后来通过改变插入控制板里接线方式来解决各种不同的问题，而成为一台通用机。它的一种改型机曾用于氢弹的研制。“埃尼阿克”程序采用外部插入式，每当进行软件中心一项新的计算时，都要重新连接线路。有时几分钟或几十分钟的计算，要花几小时或1- 2天的时间进行线路连接准备，这是一个致命的弱点。它的另一个弱点是存储量太小。

1996年2月15日，在“埃尼阿克”问世50周年之际，美国副总统戈尔在宾夕法尼亚大学举行的隆重纪念仪式上，再次按动了这台已沉睡了40年的庞大电子计算机的启动电钮。戈尔在向当年参加“埃尼阿克”的研制、如今仍健在科学家发表讲话：“我谨向当年研制这台计算机的先驱者们表示祝贺。”埃尼阿克上的两排灯以准确的节闪烁到46，标志着它于1946年问世，然后又闪烁到96，标志计算机时代开始以来的50年。

个人电脑（PC：personal computer ）的主要结构:

主机：主板、CPU（中央处理器）、主要储存器（内存）、扩充卡（显示卡 声卡 网卡等 有些主板可以整合这些）、电源供应器、光驱、次要储存器（硬盘）、软驱

外设：显示器、键盘、鼠标（音箱、摄像头，外置调制解调器MODEM 等）。

尽管计算机技术自20世纪40年代第一台电子通用计算机诞生以来有了令人目眩的飞速发展，但是今天计算机仍然基本上采用的是存储程序结构，即冯·诺伊曼结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。

存储程序结构间将一台计算机描述成四个主要部分：算术逻辑单元（ALU），控制电路，存储器，以及输入输出设备（I/O）。这些部件通过一组一组的排线连接并且由一个时钟来驱动。

概念上讲，一部计算机的存储器可以被视为一组“细胞”单元。每一个“细胞”都有一个编号，称为地址；又都可以存储一个较小的定长信息。这个信息既可以是指令，也可以是数据。原则上，每一个“细胞”都是可以存储二者之任一的。

20世纪80年代以来ALU和控制单元逐渐被整合到一块集成电路上，称作微处理器。这类计算机的工作模式十分直观：在一个时钟周期内，计算机先从存储器中获取指令和数据，然后执行指令，存储数据，再获取下一条指令。这个过程被反复执行，直至得到一个终止指令。

由控制器解释，运算器执行的指令集是一个精心定义的数目十分有限的简单指令集合。

一般可以分为四类：1）、数据移动2）、数逻运算3）、条件验证4）、指令序列改易

指令如同数据一样在计算机内部是以二进制来表示的。比如说，10110000就是一条Intel x86系列微处理器的拷贝指令代码。某一个计算机所支持的指令集就是该计算机的机器语言。因此，使用流行的机器语言将会使既成软件在一台新计算机上运行得更加容易。所以对于那些机型商业化软件开发的人来说，它们通常只会关注一种或几种不同的机器语言。

更加强大的小型计算机，大型计算机和服务器可能会与上述计算机有所不同。它们通常将任务分担给不同的CPU来执行。今天，微处理器和多核个人电脑也在朝这个方向发展。

超级计算机通常有着与基本的存储程序计算机 类的电子控制开关来实现使用2们通常有着数以千计的CPU，不过这些设计似乎只对特定任务有用。在各种计算机中，还有一些微控制器采用令程序和数据分离的哈佛架构。

【程序】

简单说，计算机程序就是计算机执行指令的一个序列。它既可以只是几条执行某个简单任务的指令，也可能要操作巨大数据量的复杂指令队列。许多计算机程序包含有百万计的指令，而其中很多指令可能被反复执行。在2005年，一台典型的个人电脑可以每秒执行大约30亿条指令。计算机通常并不会执行一些很复杂的指令来获得额外的机能，更多地它们是在按照程序员的排列来运行那些较简单但为数众多的短指令。 一般情况下，程序员们是不会直接用机器语言来为计算机写入指令的。那么做的结果只能是费时费力、效率低下而且漏洞百出。所以，程序员一般通过“高级”一些的语言来写程序，然后再由某些特别的计算机程序，如解释器或编译器将之翻译成机器语言。一些编程语言看起来很接近机器语言，如汇编程序，被认为是低级语言。而另一些语言，如即如抽象原则的Prolog，则完全无视计算机实际运行的操作细节，可谓是高级语言。对于一项特定任务，应该根据其事务特点，程序员技能，可用工具和客户需求来选择相应的语言，其中又以客户需求最为重要。

【库与操作系统】

在计算机诞生后不久，人们发现某些特定作业在许多不同的程序中都要被实施，比如说计算某些标准数学函数。出于效率考量，这些程序的标准版本就被收集到一个“库”中以供各程序调用。许多任务经常要去额外处理种类繁多的输入输出接口，这时，用于连接的库就能派上用场。

20世纪60年代，随着计算机工业化普及，计算机越来越多地被用作一个组织内不同作业的处理。很快，能够自动安排作业时续和执行的特殊软件出现了。这些既控制硬件又负责作业时序安排的软件被称为“操作系统”。一个早期操作系统的例子是IBM的OS/360。在不断地完善中，操作系统又引入了时间共享机制——并发。这使得多个不同用户可以“同时”地使用机器执行他们自己的程序，看起来就像是每个人都有一台自己的计算机。为此，操作系统需要像每个用户提供一台“虚拟机”来分离各个不同的程序。由于需要操作系统控制的设备也在不断增加，其中之一便是硬盘。因之，操作系统又引入了文件管理和目录管理（文件夹），大大简化了这类永久储存性设备的应用。此外，操作系统也负责安全控制，确保用户只能访问那些已获得允许的文件。当然，到目前为止操作系统发展历程中最后一个重要步骤就是为程序提供标准图形用户界面（GUI）。尽管没有什么技术原因表明操作系统必须得提供这些界面，但操作系统供应商们总是希望并鼓励那些运行在其系统上的软件能够在外观和行为特征上与操作系统保持一致或相似。

【电脑的应用】

起初，体积庞大而价格昂贵的数字计算机主要是用做执行科学计算，特别是军用课题。如ENIAC最早就是被用作火炮弹道计算和设计氢弹时计算断面中子密度的（如今许多超级计算机仍然在模拟核试验方面发挥着巨大作用）。澳大利亚设计的首台存储程序计算机CSIR Mk I型负责对水电工程中的集水地带的降雨情形进行评估。还有一些被用于解密，比如英国的“巨像”可编程计算机。除去这些早年的科学或军工应用，计算机在其他领域的推广亦十分迅速。从一开始，存储程序计算机就与商业问题的解决息息相关。早在IBM的第一台商用计算机诞生之前，英国J. Lyons等就设计制造了LEO以进行资产管理或迎合其他商业用途。由于持续的体积与成本控制，计算机开始向更小型的组织内普及。加之20世纪70年代微处理器的发明，廉价计算机成为了现实。

随着电脑越来越普及，电脑几乎进入了所有的行业，扮演着举足轻重的角色。它已经成为当今社会得以正常运行不可缺少的工具，电脑在现代人的生活中占据着如此重要的地位，人们对电脑的依赖性如此之高，真不敢想象，没有了电脑生活会变成什么样子。

应用范围：

１、数值计算

在科学研究和工程设计中，存在着大量繁烦、复杂的数值计算问题，解决这样的问题经常是人力所无法胜任的。而高速度，高精度地解算复杂的数学问题正是电子计算机的特长。因而，时至今日，数值计算仍然是计算机应用的一个重要领域。

２、数据处理

就是利用计算机来加工、管理和操作各种形式的数据资料。数据处理一般地总是以某种管理为目的的。例如，财务部门用计算机来进行票据处理、账目处理和结算；人事部门用计算机来建立和管理人事档案，等等。

与数值计算有所不同，数据处理着眼于对大量的数据进行综合和分析处理。一般不涉及复杂的数学问题，只是要求处理的数据量极大而且经常要求在短时间内处理完毕。

３、 实时控制

也叫做过程控制，就是用计算机对连续工作的控制对象实行自动控制。要求计算机能及时搜集检测信号，通过计算处理，发出调节信号对控制对象进行自动调节。过程控制应用中的计算机对输入信息的处理结果的输出总是实时进行的。例如，导弹的发射和制导过程中，总是不停地测试当时的飞行参数，快速地计算和处理，不断地发出控制信号控制导弹的飞行状态，直至到达即定的目标为止。实时控制在工业生产自动化、军事等方面应用十分广泛。

４、 计算机辅助设计（CAD）

就是利用计算机来进行产品的设计。这种技术已广泛地应用于机械、船舶、飞机、大规模集成电路版图等方面的设计。利用CAD技术可以提高设计质量，缩短设计周期，提高设计自动化水平。例如，计算机辅助制图系统是一个通用软件包，它提供了一些最基本的作图元素和命令，在这个基础上可以开发出各种不同部门应用的图库。这就使工程技术人员从繁重的重复性工作中解放出来。从而加速产品的研制过程，提高产品质量。

CAD技术迅速发展，其应用范围日益扩大，又派生出许多新的技术分支，如计算机辅助制造CAM，计算机辅助教学CAI等。

５、模式识别

是一种计算机在模拟人的智能方面的应用。例如，根据频谱分析的原理，利用计算机对人的声音进行分解、合成，使机器能辨识各种语音，或合成并发出类似人的声音。又如，利用计算机来识别各类图像、甚至人的指纹等等。

6、娱乐及游戏

在普通家用电脑领域，娱乐游戏几乎成为家用电脑的主要用途，影音播放、游戏是家用电脑的主要娱乐方式。电脑的性能强劲，加之可以方便的介入互联网，所以家用需TV游戏机后，成为一个重要的游戏平台。同时，家用电脑逐渐成为家庭影院方向发展，尤其是随着高清视频的逐渐普及，以家用电脑作为影音媒体中心，是效果最好，价格最实惠的方式，并逐渐衍生出HTPC这一新的家用电脑概念。

综上所述，计算机是对输入的各类信息，如数值、文字、图像、电信号等等，自动高效地进行加工处理并输出结果的电子装置。

【电脑的处理器】

处理器是解释并执行指令的功能部件。每个处理器都有一个独特的诸如ADD、STORE或LOAD这样的操作集，这个操作集就是该处理器的指令系统。计算机系统设计者习惯将计算机称为机器，所以该指令系统有时也称作机器指令系统，而书写它们的二进制语言叫做机器语言——注意：不要将处理器的指令系统与BASIC或PASCAL这样的高级程序设计语言中的指令相混淆——指令由操作码和操作数组成，操作码指明要完成的操作功能，而操作数则表示操作的对象。例如，一条指令要完成两数相加的操作，它就必须知道：1.这两个数是什么? 2.这两个数在哪儿?当这两个数存储在计算机内存中时，则应有指明其位置的地址，所以如果操作数表示的是计算机内存中的数据，则该操作数叫做地址。处理器的工作就是从存储器中找到指令和操作数，并执行每个操作，完成这些工作后就通知存储器送来下一条指令。处理器以惊人的速度一遍又一遍地重复以上这一步步的操作。一个称作时钟的计时器准确地发出定时电信号，该信号为处理器工作提供有规律的脉冲。测量计算机速度的术语引自电子工程领域，称作兆赫（MHz），兆赫意指每秒百万个周期。例如，普通时钟每秒一个滴答，而在8MHz的处理器中，计算机的时钟则滴答了8百万次。处理器由两个功能部件(控制部件和算逻部件)和一组称作寄存器的特殊工作空间组成。控制部件是负责监督整个计算机系统操作的功能部件。有些方面它类似于智能电话交换机，因为它将计算机系统的各功能部件连结起来，并根据当前执行程序的需要控制每个部件完成操作。控制部件从存储器中取出指令，并确定其类型或对之进行译码，然后将每条指令分解成一系列简单的、很小的步骤或动作。这样，就可控制整个计算机系统一步一步地操作。. 算逻部件(ALU)是为计算机提供逻辑及计算能力的功能部件。控制部件将数据送到算逻部件中，然后由算逻部件完成执行指令所需的算术或逻辑操作。算术操作包括加、减、乘、除。逻辑操作完成比较，并根据结果选择操作，例如，比较两个数是否相等，如果相等，则继续处理;如果不等，则停止处理。. 寄存器是处理器内部的存储单元。控制部件中的寄存器用来跟踪正在运行的程序的总体状态，它存储如像当前指令、下一条将执行指令的地址以及当前指令的操作数这样一些信息。在算逻部件中，寄存器存放要进行加、减、乘、除及比较的数据项，而其它寄存器则存放算术及逻辑操作的结果。影响处理器速度和性能的一个重要因素是寄存器的大小。字的大小这一术语(也称字长)描述了操作数寄存器的大小，但它也可用来不那么严格地描述出入处理器的通道的大小。现在，通用计算机的字长通常是8到64位。如果处理器的操作数寄存器是16位的，那么就称该处理器是16位处理器。2.指令码数字计算机是通用的数字系统。一台通用数字计算机可执行各种微操作，并且还可以规定它必须执行哪些特定的操作序列。该系统的用户可通过程序控制处理过程，所谓程序是指定操作、操作码及执行处理序列的指令集合。通过编写不同指令的新程序或者对相同指令输入不同数据，可以很简单地改变数据处理的任务。计算机的指令是指定计算机微操作序列的二进制代码。指令码同数据一起存储在存储器中。控制器从存储器中读出每条指令，并将其存放在控制寄存器中，然后控制器解释取出指令的二进制代码，并通过发出一系列控制操作来完成该指令。每台通用计算机都有其独有的指令系统。存储并执行指令的能力(存储程序的概念)是通用计算机最重要的特性。“工作频率”又称为“主频”，频率越高，表明指令的执行速度越快，指令的执行时间也就越短，对信息的处理能力与效率就高。这里要对初学者说的是，处理器的工作频率并不能完全决定其工作性能，设计方法、运行环境等这些都是性能好坏的重要因素。中央处理器，或简称为处理器，英文缩写为CPU，即CentralProcessingUnit，是电子计算机(港译-电子计算器)的主要设备之一，其功能主要是解译计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU为电子计算机设计提供了基本的数字计算特性。CPU、存储设备和输入/输出设备是现代微型电脑的三大核心部件。由集成电路制造的CPU通常称为微型处理器。

【计算机 - 注意事项】

一、开关机

计算机设备一定要正确关闭电源,，否则会影响其工作寿命，也是一些故障的罪魁祸首。正确的电脑开关机顺序是：开机，先接通并开启计算机的外围设备电源(如显示器，打印机等)，然后再开启计算机主机电源；关机顺序正好相反，先关主机电源，然后再断开其他外围设备的电源。

二、计算机设备使用安全须知

(一)计算机设备不宜放在灰尘较多的地方(比如靠近路边的窗口等)，实在没有条件换地方的，应该能用防尘罩等在不使用的时候盖好；不宜放在较潮湿的地方(比如说水瓶集中处，饮水机等的旁边，人倒水容易将水溅到设备上)，还有就是注意主机箱的散热，避免阳光直接照射到计算机上；

(二)计算机专用电源插座上应严禁再使用其他电器，暖手炉等个人电器设备，下班时应该检查电脑设备是否全部关闭后再离开；

(三)不能在计算机工作的时候搬动计算机；

(四)切勿在计算机工作的时候插拔设备，频繁地开关机器，带电插拨各接口(除USB接口)，容易烧毁接口卡或造成集成块的损坏；

(五)防静电，防灰尘，不能让键盘，鼠标等设备进水；

(六)定期对数据进行备份并整理磁盘。由于硬盘的频繁使用，病毒，误操作等，有些数据很容易丢失。所以要经常对一些重要的数据进行备份，以防止几个月完成的工作因备份不及时而全部丢失。经常整理磁盘，及时清理垃圾文件，以免垃圾文件占用过多的磁盘空间，还给正常文件的查找和管理带来不便，不仅容易将重要文件删除，还会在急用时找不到需要的文件等等问题；

(七)发现问题要及时报修，使机器始终工作于较好状态.包括：设备是否有异常问题各个接线是否松动等；

(八)预防计算机病毒，装杀毒软件，定期升级并且查杀病毒。

计算机使用上注意的几点：

1、自动链接到一些陌生的网站。上网时要注意，不懂的东西不要乱点，尤其是一些色情类的图片，广告漂浮在浏览器页面当中的，不要点击它；如果它影响你浏览网页，就上下拖动滑动条，直到最佳视角为止。另外，一些上网插件尽量不要装。还有不要安装上网助手及其工具栏，这类软件有时会影响浏览器的正常使用。

2、不要随便下载和安装互联网上的一些小的软件或者程序.

3、陌生人发来的电子函件。收到陌生人发来的电子函件，尤其是那些标题很具诱惑力，比如一则笑话，或者一封情书等，又带有附件的电子函件。

4、使用优盘前先进行查杀病毒操作，定期用防病毒软件检测系统有没有病毒。

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