计算机的发展阶段,特点,分类,应用及发展趋势

计算机的发展阶段,特点,分类,应用及发展趋势
计算机的发展阶段,特点,分类,应用及发展趋势

计算机的发展阶段,特点,分类,应用及发展趋势
电脑的学名为电子计算机,是由早期的电动计算器发展而来的.
通常说到“世界公认的第一台电子数字计算机”大多数人都认为是1946年面世的“ENIAC”,它主要是用于计算弹道.是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造的,但它的体积庞大,占地面积170多平方米,重量约30吨,消耗近140千瓦的电力.显然,这样的计算机成本很高,使用不便.这个说法被计算机基础教科书上普遍采用,事实上在1973年根据美国最高法院的裁定,最早的电子数字计算机,应该是美国爱何华大学的物理系副教授约翰·阿坦那索夫和其研究生助手克利夫·贝瑞Clifford E. Berry ,1818-1963）于1939年10月制造的"ABC"(Atanasoff- Berry-Computer）.之所以会有这样的误会,是因为“ENIAC”的研究小组中的一个叫莫克利的人于1941年剽窃了约翰·阿坦那索夫的研究成果,并在1946年时,申请了专利.由于种种原因直到1973年这个错误才被扭转过来.（具体情况参阅百度百科----“约翰·阿坦那索夫”词条,希望大家记住ABC和约翰·阿坦那索夫,希望以后的教科书能够修改这个错误）.后来为了表彰和纪念约翰·阿坦那索夫在计算机领域内作出的伟大贡献,1990年美国前总统布什授予约翰·阿坦那索夫全美最高科技奖项----“国家科技奖”.
1956年,晶体管电子计算机诞生了,这是第二代电子计算机.只要几个大一点的柜子就可将它容下,运算速度也大大地提高了.1959年出现的是第三代集成电路计算机.
最初的计算机由约翰·冯·诺依曼发明(那时电脑的计算能力相当于现在的计算器),有三间库房那么大,后逐步发展而成.
从20世纪70年代开始,这是电脑发展的最新阶段.到1976年,由大规模集成电路和超大规模集成电路制成的“克雷一号”,使电脑进入了第四代.超大规模集成电路的发明,使电子计算机不断向着 小型化、微型化、低功耗、智能化、系统化的方向更新换代.
20世纪90年代,电脑向“智能”方向发展,制造出与人脑相似的电脑,可以进行思维、学习、记忆、网络通信等工作.
进入21世纪,电脑更是笔记本化、微型化和专业化,每秒运算速度超过100万次,不但操作简易、价格便宜,而且可以代替人们的部分脑力劳动,甚至在某些方面扩展了人的智能.于是,今天的微型电子计算机就被形象地称做电脑了.
世界上第一台个人电脑由IBM于1980年推出.IBM推出以英特尔的x86的硬体架构及微软公司的MS-DOS操作系统的个人电脑,并制定以PC/AT为PC的规格.之后由英特尔所推出的微处理器以及微软所推出的操作系统发展几乎等同于个人电脑的发展历史.Wintel架构全面取代了IBM在个人电脑主导的地位.
从计算机的类型、运行方式、构成器件、操作原理、应用状况等划分,计算机有多种分类.
从数据表示来说,计算机可分为数字计算机、模拟计算机以及混合计算机三类；
数字计算机按构成的器件划分,曾有机械计算机和机电计算机,现用的电子计算机,正在研究的光计算机、量子计算机、生物计算机、神经计算机等等.
电子计算机就其规模或系统功能而言,可分为巨型、大型、中型、小型、微型计算机和单片机.
综合起来说,计算机的分类是这样的：
(1)按照性能指标分类
① 巨型机： 高速度、大容量
② 大型机： 速度快、应用于军事技术科研领域
③ 小型机： 结构简单、造价低、性能价格比突出
④ 微型机： 体积小、重量轻、价格低
(2)按照用途分类
① 专用机： 针对性强、特定服务、专门设计
② 通用机： 科学计算、数据处理、过程控制解决各类问题
(3)按照原理分类
① 数字机： 速度快、精度高、自动化、通用性强
② 模拟机： 用模拟量作为运算量,速度快、精度差
③ 混合机： 集中前两者优点、避免其缺点,处于发展阶段
不论何种计算机,它们都是由硬件和软件所组成,两者是不可分割的.人们把没有安装任何软件的计算机称为裸机.
硬件
计算机系统中所使用的电子线路和物理设备,是看得见、摸得着的实体,如中央处理器（ CPU ）、存储器、外部设备（输入输出设备、I／O设备）及总线等.
①存储器.主要功能是存放程序和数据,程序是计算机操作的依据,数据是计算机操作的对象.存储器是由存储体、地址译码器 、读写控制电路、地址总线和数据总线组成.能由中央处理器直接随机存取指令和数据的存储器称为主存储器,磁盘、磁带、光盘等大容量存储器称为外存储器（或辅助存储器） .由主存储器、外部存储器和相应的软件,组成计算机的存储系统.
②中央处理器的主要功能是根据存储器内的程序 ,逐条地执行程序所指定的操作.中央处理器的主要组成部分是：数据寄存器、指令寄存器、指令译码器、算术逻辑部件、操作控制器、程序计数器（指令地址计数器 )、地址寄存器等.
③外部设备是用户与机器之间的桥梁.输入设备的任务是把用户要求计算机处理的数据、字符、文字、图形和程序等各种形式的信息转换为计算机所能接受的编码形式存入到计算机内.输出设备的任务是把计算机的处理结果以用户需要的形式(如屏幕显示、文字打印、图形图表、语言音响等）输出.输入输出接口是外部设备与中央处理器之间的缓冲装置,负责电气性能的匹配和信息格式的转换.
软件
对能使计算机硬件系统顺利和有效工作的程序集合的总称.程序总是要通过某种物理介质来存储和表示的 ,它们是磁盘、磁带、程序纸、穿孔卡等,但软件并不是指这些物理介质,而是指那些看不见、摸不着的程序本身.可靠的计算机硬件如同一个人的强壮体魄,有效的软件如同一个人的聪颖思维.
计算机的软件系统可分为系统软件和应用软件两部分.系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调度、监视和服务.应用软件是指各个不同领域的用户为各自的需要而开发的各种应用程序.计算机软件系统包括：
①操作系统 :系统软件的核心,它负责对计算机系统内各种软、硬资源的管理、控制和监视.
②数据库管理系统:负责对计算机系统内全部文件、资料和数据的管理和共享.
③编译系统:负责把用户用高级语言所编写的源程序编译成机器所能理解和执行的机器语言.
④网络系统:负责对计算机系统的网络资源进行组织和管理,使得在多台独立的计算机间能进行相互的资源共享和通信.
⑤标准程序库:按标准格式所编写的一些程序的集合,这些标准程序包括求解初等函数、线性方程组、常微分方程、数值积分等计算程序.
⑥服务性程序:也称实用程序.为增强计算机系统的服务功能而提供的各种程序 ,包括对用户程序的装置、连接、编辑、查错、纠错、诊断等功能.为了使计算机能算得快和准、记得多和牢,数十年来,对提高单机中的中央处理器的处理速度