登陆注册
36675400000124

第124章 电子计算机

◆计算机发展概览

计算机是新技术革命的一支主力,也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。

现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息,处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、人工智能等各种问题的方法,都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则,它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。

信息处理的一般过程,是计算机使用者针对待解决的问题,事先编制程序并存入计算机内,然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作,直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式,其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法。

计算机发展到20世纪60年代至70年代时,开始出现了计算机网络。所谓计算机网络,就是将多台计算机相互连接,使它们之间能实现远程信息交换和处理,共享彼此的资源。这些资源包括系统内所有计算机的硬件、软件和数据库中的全部数据。计算机网络的建立,首先是为了使在地理上分散布置的计算机能方便快速地进行信息交换,使远距离用户能够共享网络中的硬件、程序和数据等,扩大单机的工作能力。网络建立后,可以使只拥有小型计算机的部门通过网络使用大型计算机的资源,并利用大型计算机来处理小型计算机无法完成的工作。而且,当欧美两个大陆的电脑联网后,欧洲的用户白天可以使用正处于夜间的美洲电子计算机进行工作;欧洲进入夜晚后,美洲的用户也可以启用欧洲的电子计算机进行工作。

◆机械式计算机

早在17世纪,欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年,法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置,制成了最早的十进制加法器。1678年,德国数学家莱布尼兹制成的计算机,进一步解决了十进制数的乘、除运算问题。

◆电子管计算机

电子管计算机时期(1946~1959),计算机主要用于科学计算。电子管计算机的主存储器是决定计算机技术面貌的丰要因素。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,通常按此对计算机进行分类。在电子管计算机时期,一些计算机配置了汇编语言和子程序库,科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。

◆晶体管计算机

到了晶体管计算机时期(1959~1964),主存储器均采用磁心存储器,磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展,而且中、小型计算机,特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。在晶体管计算机阶段,事务处理用的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型,使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。

集成电路计算机

1964年,在集成电路计算机发展的同时,计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心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。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展,以及微程序技术的发展和应用,计算机系统中开始出现固件子系统。进入集成电路计算机发展时期以后,在计算机中形成了相当规模的软件子系统,高级语言种类进一步增加,操作系统日趋完善,具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强,明显地改变了计算机的使用属性,使用效率显著提高。

20世纪70年代以后,计算机使用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平,微处理器和微型计算机应运而生,各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用,对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了。

◆霍夫制成第一块微处理器芯片

1971年1月,美国的霍夫制成了世界上第一块做处理器芯片4004.这项发明成了微电子领域中的最重要成就之一。霍夫因此被英国《经济学家》杂志列为“第二次世界大战以来最有影响的七位科学家之一”。

霍夫生于1937年,父亲是一位电气工程师。霍夫曾设计过小型计算器的电路,他希望把计算器的所有的逻辑电路集成到一块芯片上,并按需要灵活地为芯片编制简单通用的程序,使集成电路具有复杂的功能。

1969年8月,芯片设计专家费金提出了适用于台式计算机的微处理器的概念,提议把台式计算机中11片集成逻辑电路压缩为中央处理器、读写存储器和只读存储器3片集成电路。霍夫因此设想计算机的全部电路也可以分别做在几块通用的芯片上,例如中央处理器芯片、存储器芯片以及寄存器芯片等。于是霍夫设计出一种微处理器,它是一块半导体芯片,它可作为计算机的中央处理器。霍夫还把两块存储器芯片附在这个微处理器上,一块存储数据,另一块存储驱动中央处理器的程序。这样,霍夫就制造出了第一个真正的微处理器,取名为“4004芯片”。这种处理器一次可对4个二进制数进行运算,它的功能相当于一台“埃尼阿克”计算机,与1950年时像房子那样大的电路板功能差不多。4004芯片上集成了2250个晶体管,从而首次实现了用一块芯片承担中央处理器的功能。

英特尔公司用4004芯片与一块随机存取存储器芯片、一块只读存储器贡片和一块寄存器贡片,制成一台4位微型计算机MCS-4.这是世界上第一台微型电子计算机,它在1971年问世,从此揭开了微型计算机发展的序幕。

4004芯片的出现,标志着人类朝集成电子学新时代迈出了第一步。

◆英特尔公司

英特尔是世界上著名的电脑微处理器生产厂商,它推出了286、386、486、奔腾、高能奔腾等微处理器。世界上绝大部分微机, 使用的是英特尔的微处理器,“内置英特尔”(Intelinside)几乎成为家喻户晓的句子。实际上,英特尔公司还研制出了高速的总线——PCL总线。

许多软件,都要在它的产品上面运行,这当然要适应它的结构和标准。确实,它在这一方面,已成了微机的工业标准。AMD和CYRIX这两个公司的做处理器,是和这一架构相适应的。这样,在国际上就形成了英特尔架构。

英特尔架构,有它自己的特点,如相同的数据格式、存储管理模式和向下兼容的32位指令集、寻址能力和内存管理等。因此,在286上能运行的软件,在386、486和奔腾、高能奔腾上也照样能够运行。

◆“奔腾”芯片

1993年,美国英特尔公司推出“奔腾”(PENTIUM)芯片,这是一种速度更快的微处理器,被称为586或P5.它含有310万个晶体管,速度达60兆赫。以后,英特尔公司又陆续推出75兆赫、90兆赫、100兆赫、120兆赫及133兆赫的芯片。“奔腾”芯片广泛地运用于各种个人电脑和多媒体电脑上,使个人电脑拥有更为强大的功能,可以运行应用更广的软件。由于“奔腾”芯片的问世和价格的不断降低,装备了“奔腾”CPU的电脑已逐渐占领了个人电脑的市场,使486芯片迅速退出市场。

◆迅速发展中的个人电脑

1981年8月12日,国际商用机器公司(IBM)推出第一代个人电脑时,希望能销售25万台,但事实上它的销售达到百万台以上。个人电脑现在几乎与电力一样被人们作为基本的生活需要。自那时起,世界计算机产业获得迅猛发展。当时美国所使用的计算机只有23万台左右,到1991年,美国已拥有计算机5500万台以上,全世界则有1.1亿台以上。

计算机的性能价格比在不断提高,大约每两年提高1倍。仅仅10年的时间,个人电脑的运算速度就提高了20倍,内存储能力提高了64倍,磁盘存储能力则提高了500倍。特别是PC兼容机的出现,改变了一个时代主题。

◆多媒体电脑

在1992~1994这三年的秋季,在美国赌城拉斯维加斯大型商用计算机展览会上,一条条巨幅标语写着:“多媒体技术——下一个时代的浪潮!”今天,多媒体技术已经来到了我们的身边。当我们在电脑上看电视、看电影、听音乐、玩游戏的时候,应该知道,这一切就来自于多媒体技术。

“多媒体”究竟是什么意思呢?我们知道,信息只有通过物质载体才能存贮、传递和处理,用来贮存、传递和处理信息的物质载体也就是媒体。文字是媒体,声音是媒体,光波是媒体,图像也是媒体。多媒体不是各种各样媒体的统称,多媒体强调的是多种媒体的综合。在电脑里把多种媒体综合在一起的技术就是多媒体技术,这种带有多媒体技术的电脑通常就叫做多媒体电脑。

一台多媒体电脑除了和普通电脑一样有主机、显示器、键盘、鼠标等配置外,另外还要在主机内安装声卡、回放(图像)卡、电影卡、光盘驱动器等多媒体部件,外部则还要连上一对(装有扬声器的)音箱。

多媒体电脑的出现使电脑不再只是技术工作和文字处理工作的帮手,声情并茂的图像和乐曲改变了电脑那过分严肃的形象,电脑开始真正进入我们的生活。

◆苹果MAC电脑

苹果公司的MAC电脑,即MAC(麦金塔)电脑,与广泛流通的IBMPC系列兼容机不同,功能十分强大。目前苹果计算机公司推出了全部采用双处理器的新型台式机——PowerMacG4系列,这些台式机采用的处理器主频最低为867MHz,最高为1.25GHz,其中1.25GHz处理器是苹果公司在台式机中使用的速度最快的芯片。

更为难能可贵的是,苹果电脑一直保留着自己的特点:使用方便,用户界面为友好的图形界面,只需用鼠标轻点几下,就可以从硬盘进入各个应用软件以及自己的文件夹。将文件拖到屏幕的“垃圾桶”中,就能删除这一不必要的文件。MAC机上所有的应用软件都是类似的样子,操作者会一种就可以触类旁通地掌握另一种。它能够方便地满足各界人士进行文字处理、彩色图形设计和桌面出版的要求。美术界、广告设计和桌面出版方面,使用最多的也是MAC电脑。

◆电子计算机的结构

任何一台电子计算机基本上都是由5个部分组成:运算器、存贮器、控制器、输入装置和输出装置。一般把运算器、存贮器、控制器3个部分结合起来叫作中央处理器(CPU);把输入、输出装置结合起来叫做外部设备。上述5个部分称为计算机的“硬件”。

同类推荐
  • 野人奥秘

    野人奥秘

    当今世界科学技术日新月异,知识信息不断增长,世界交流日益扩大。在人类的科学尚不发达时,人们囿于知识的局面限制,对自身及周围的种种现象,只能靠主观的猜测与揣摩;当人类的科学知识水平获得空前大发展以后,很多过去遗留的难题,都做出了科学合理的解释,同时又发现了更多的有关这个世界目前仍无法解释的奥秘。
  • 海原大地震·1920

    海原大地震·1920

    海原大地震前,有很多前兆和异常现象。最突出的异常现象表现为:地下水波动、动物异常、地声、地光等。据民国《固原县志》记载:“又有向居平原之人,家有井绳十丈,震前忽强半而能汲水,人以为水旺,其实地震之预兆也。”“未震之先,有居山之人,有时夜半……闻沟内空响。”“震前数日,有后山之人,有时夜半看到山中闪火。”
  • 植物记ⅱ

    植物记ⅱ

    从关心人事,转到关心物事,是人生天地间的一个境界的转场。而身体力行地亲历植物,从身心开始这一转场,是“转型期”中国人把生活质量落到实处的方式之一。本书作者以科学人文随笔的形式,展现了自己从新疆到海南,对温带、寒温带和热带、亚热带植物的认知和爱……
  • 宝藏与海洋

    宝藏与海洋

    人类可以从海洋得到生存空间,以此解决由于社会生产力飞速发展,而造成陆地上的许多资源缺乏的情形。通过海洋进行交往交流,可以从海洋得到维持生命和生产的水,还有各种矿产和燃料,海洋将营养丰富的食物和高效的药物提供给人类,将来还能供给清洁的能源。总之,海洋这个聚宝盆里几乎聚集着人类生存和发展所需要的一切宝物。
  • 科学大王:小鹦鹉变魔术

    科学大王:小鹦鹉变魔术

    科学小制作、小实验对孩子来说,既能锻炼动手能力,也是一种娱乐,更能开发心智,培养探索意识。《小学生快乐学习大王美绘本·科学大王:小鹦鹉变魔术》收集的这些好玩的小制作和小实验,囊括了物理、化学、生物、数学等多个学科的知识。在动手制作和实验的过程中,孩子们的智力、心灵、性格以及勇气、信心、毅力等方面都会得到健康地发展。
热门推荐
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 我的女友有点奇怪

    我的女友有点奇怪

    一场车祸,一次自杀,让两个毫无交集的女孩灵魂互换。她带着手上的伤疤,穿着廉价的衣服,吃着油腻的路边摊,整天过着落魄的日子还觉得其爽无比,原来这就是传说中的“穷开心”!她记忆受损,住在一不小心就会迷路的豪宅中,爸妈宠爱着,十个保姆伺候着,本该衣食无忧的生活却过得战战兢兢。蓝胜:我这个妹妹车祸后变得异常乖巧,这是怎么回事?邵一鲲:女友在相拥而眠的夜晚突然把我一脚踢下床,明明主动的是她却骂我耍流氓,这是怎么回事?蓝灵汐:你到底是谁?我认识你吗?姜妍:我是你啊,你这个身体就是我,我现在就想问问你是不是我?蓝灵汐:……这到底是哪里出了错?为什么都没有一个天使或者鬼怪出来解释一下?带着自己的记忆住在别人的身体里,关键时刻总是掉链子,如果两人的灵魂能够随时互换就好了。于是,本该是富家女的落魄姐携手原是落魄姐的富家妹开始了一段寻求宇宙奥秘之外的魔幻之旅,比如:互相帮忙把喜欢的男生搞到手!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 至上主义

    至上主义

    这是关于两个人的成长史诗。辛梓蕙把岑杨当做自己一生都不敢奢望的光明,只愿意与他做最默契挚友;岑杨把辛梓蕙当做自己的寄托,自己脆弱时的依靠,她就是他的至上主义。两人的关系仿佛有一条警戒线,生怕踏过一部就会玷污这份真挚的感情。可无论谁来参与到最后都会明白,只有这二人最为般配。
  • 青春在写字间里流浪

    青春在写字间里流浪

    写字楼流行病的奥利奥诊断法,旋转职业魔方职场里的功夫熊猫换个角度看工作,幸福职场的健康“心”主张《青年心理》2009年佳作·职场卷助你提升心理能量,带你找到潜力无穷的自己。
  • 霸道深宠:傲娇助理惹帝少

    霸道深宠:傲娇助理惹帝少

    也许是我已坠入爱河,无可救药。当初你把我从低谷世界中救了出来。如今再见面,你变了。如果一切重来,你还会爱我吗?云溪是一位明星助理,协助霸道演员乔泽宇,而他是她曾深爱过的男人。时隔多年再相见云溪有一个女儿,乔泽宇有心脏病史。
  • 绝世九尾

    绝世九尾

    九尾最后一灵白九凌,于乱世隐居,只愿余生安好,有人可护绿林久伴情深,却抵不过她人青梅相度,后来穷极一生赔了所有只换得他与旁人相付。两生纠葛,一次重生。最后的最后到底是谁倾覆了韶华,斩断三千白发,只为他留守一段蒹葭!
  • 重生之废材小姐我要成仙

    重生之废材小姐我要成仙

    前世平淡无奇的我,一次意外之下,来到九州大陆,成为修真世家废材七小姐…体内住了一个高冷傲傲娇大神得到了大家都想要的,天阶兵器几个个所谓友谊深厚的小伙伴其中还有她从小的定了娃娃亲的‘未婚夫’他露出一副邪魅笑容,“怎么做完事就不想认帐啊!”凭着抱着最粗大腿,废材变天才,一路开创传奇巅峰,升级打怪创出九州大陆不不灭传说…
  • 冬泽夏离流转经年

    冬泽夏离流转经年

    那一季夏末,血色如残,痛了谁的眼,伤了谁的心。韩代离,我不过是一时兴起收养了你而已,你以为你到底算什么?秦泽夜,我把自己全部交给你,望你温柔以待。便是那样的我,给了伤我至此的权利。我爱你,低入尘埃;你伤我,肆无忌惮。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!