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計算機(Computer),是一種能夠按照事先存儲的程序,自動、高速地進行大量數值計算和各種信息處理的現代化智能電子設備。由硬體和軟體所組成,兩者是不可分割的。人們把沒有安裝任何軟體的計算機稱為裸機。隨著科技的發展,現在新出現一些新型計算機有:生物計算機、光子計算機、量子計算機等。1954年5月24日,晶體管電子計算機誕生。1969年10月29日,通過ARPANET,首次實現了兩台計算機的互聯。

1 計算機 -簡介

計算機(Computer),俗稱電腦,是一種能夠自行按照已設定的程序進行數據處理的電子設備。通常我們所說的計算機是指個人電腦,它由CPU、主板、內存、電源、機箱、顯卡等多個部件組成。
電腦的學名為電子計算機,是由早期的電動計算器發展而來的。1946年2月,世界上出現了第一台電子數字計算機「ENIAC」,用於計算彈道。是由美國賓夕法尼亞大學莫爾電工學院製造的,但它的體積龐大,佔地面積170多平方米,重量約30噸,消耗近100千瓦的電力。顯然,這樣的計算機成本很高,使用不便。1956年,晶體管電子計算機誕生了,這是第二代電子計算機。只要幾個大一點的柜子就可將它容下,運算速度也大大地提高了。1959年出現的是第三代集成電路計算機。最初的計算機由約翰·馮·諾依曼發明(那時電腦的計算能力相當於現在的計算器),有三間庫房那麼大,后逐步發展而成。

從20世紀70年代開始,這是電腦發展的最新階段。到1976年,由大規模集成電路和超大規模集成電路製成的「克雷一號」,使電腦進入了第四代。超大規模集成電路的發明,使電子計算機不斷向著 小型化、微型化、低功耗、智能化、系統化的方向更新換代。20世紀90年代,電腦向「智能」方向發展,製造出與人腦相似的電腦,可以進行思維、學習、記憶、網路通信等工作。

進入21世紀,電腦更是筆記本化、微型化和專業化,每秒運算速度超過100萬次,不但操作簡易、價格便宜,而且可以代替人們的部分腦力勞動,甚至在某些方面擴展了人的智能。於是,今天的微型電子計算機就被形象地稱做電腦了。世界上第一台個人電腦由IBM於1981年推出。

2 計算機 -原理構成

不論何種計算機,它們都是由硬體和軟體所組成。

硬體

計算機系統中所使用的電子線路和物理設備,是看得見、摸得著的實體,如中央處理器(CPU)、存儲器、外部設備(輸入輸出設備、I/O設備)及匯流排等。個人電腦(PC:personalcomputer)的主要結構,主機:主板、CPU(中央處理器)、主要儲存器(內存)、擴充卡(顯示卡、音效卡、網卡等有些主板可以整合這些)、電源供應器、光碟機、次要儲存器(硬碟)外設:顯示器、鍵盤、滑鼠(音箱、攝像頭,外置數據機MODEM等)。


軟體
計算機顯卡
對能使計算機硬體系統順利和有效工作的程序集合的總稱。程序總是要通過某種物理介質來存儲和表示的,它們是磁碟、磁帶、程序紙、穿孔卡等,但軟體並不是指這些物理介質,而是指那些看不見、摸不著的程序本身。可靠的計算機硬體如同一個人的強壯體魄,有效的軟體如同一個人的聰穎思維。計算機的軟體系統可分為系統軟體和應用軟體兩部分。系統軟體是負責對整個計算機系統資源的管理、調度、監視和服務。應用軟體是指各個不同領域的用戶為各自的需要而開發的各種應用程序。計算機軟體系統包括:

①操作系統:系統軟體的核心,它負責對計算機系統內各種軟、硬資源的管理、控制和監視。
②資料庫管理系統:負責對計算機系統內全部文件、資料和數據的管理和共享。
③編譯系統:負責把用戶用高級語言所編寫的源程序編譯成機器所能理解和執行的機器語言。
④網路系統:負責對計算機系統的網路資源進行組織和管理,使得在多台獨立的計算機間能進行相互的資源共享和通信。
⑤標準程序庫:按標準格式所編寫的一些程序的集合,這些標準程序包括求解初等函數、線性方程組、常微分方程、數值積分等計算程序。
⑥服務性程序:也稱實用程序。為增強計算機系統的服務功能而提供的各種程序,包括對用戶程序的裝置、連接、編輯、查錯、糾錯、診斷等功能。為了使計算機能算得快和准、記得多和牢,數十年來,對提高單機中的中央處理器的處理速度和精度,對提高存儲器的存取速度和容量作了許多改進,如:增加運算器的基本字長和提高運算器的精度;增加新的數據類型,或對數據進行自定義,使數據帶有標誌符,用以區別指令和數,及說明數據類型;在CPU內增設通用寄存器、採用變址寄存器、增加間接定址功能和增設高速緩衝存儲器和採用堆棧技術;採用存儲器交叉存取技術及虛擬存儲器技術;採用指令流水線和運算流水線;採用多個功能部件和增設協處理器等。

充分發掘了單個處理器的潛力后,人們轉向發展并行處理技術。開始時(1952年)是在運算器中設計了并行的算術運算邏輯,繼而開始採用多功能部件,即在中央處理器中設立相互獨立、而又可能同時工作的功能部件。經過30年的發展,用單處理器構成的計算機系統,性能已達到相當高的水平,向量巨型計算機就是這時期的技術的結晶。

3 計算機 -歷史發展

計算機第一代計算機
 歷史追溯:
第一台加法機,數字計算機的先驅,是1642年由法國科學家、數學家兼哲學家布萊斯•帕斯卡設計的。這個裝置使用了一系列有10個齒的輪子,每個齒代表從0到9的一個數字。輪子互相連接,從而通過按照正確的齒數向前移動輪子,就可以將數字彼此相加。在17世紀70年代,德國哲學家兼數學家戈特弗里德•威廉•萊布尼茲對這台機器進行了改良,設計了一台也能做乘法的機器。 

法國發明家約瑟夫―瑪麗•雅卡爾,在設計自動織機時,使用了穿孔的薄木板來控制複雜圖案的編織。在19世紀80年代期間,美國統計學家赫爾曼•何勒里斯,想出了使用類似雅卡爾的木板那樣的穿孔卡片來處理數據的主義。通過使用一種將穿孔卡片從電觸點上移過的系統,他得以為1890年的美國人口普查彙編統計信息。 

1、分析機
也是在19世紀,英國數學家兼發明家查爾斯•巴比奇,提出了現代數字計算機的原理。他構想出旨在處理複雜數學題的若干機器,如差分機。許多歷史學家認為巴比奇及其合伙人,數學家奧古斯塔•埃達•拜倫,是現代數字計算機的真正先驅。巴比奇的設計之一,分析機,具有現代計算機的許多特徵。它有一個以一疊穿孔卡片的形式存在的輸入流、一個儲存數據的「倉庫」、一個進行算術運算的「工廠」和一個產生永久紀錄的印表機。巴比奇未能將這個想法付諸實踐,儘管在那個時代它在技術上很可能是可行的。 

2、早期的計算機
模擬計算機是在19世紀末期開始製造的。早期型號是靠轉動的軸和齒輪來進行計算的。用任何其他方法都難以解答的方程,可以用這樣的機器來求其近似數值。開爾文勛爵製造了一台機械潮汐預報器,這實際上就是一台專用模擬計算機。第一次和第二次世界大戰期間,機械模擬計算系統以及後來的電動模擬計算系統,被用作潛艇上的魚雷航線預測器和飛機上的轟炸瞄準具的控制器。人們還設計了另一個系統,用於預測密西西比河流域春天的洪水。

第二次世界大戰期間,以倫敦北面的布萊切利公園為工作地點的一組科學家和數學家,製造了最早的全電子數字計算機
計算機計算機
之一:「巨人」。到1943年12月,這個包含了1500個真空管的「巨人」開始運轉了。它被以艾倫•圖靈為首的小組用於破譯德國用恩尼格碼加密的無線電報,他們的嘗試大部分是成功的。
 
除此而外,在美國,約翰•阿塔納索夫和克利福德•貝里早在1939年就在艾奧瓦州立學院製造了一台原型電子機。這台原型機和後來的研究工作都是悄悄完成的,而且後來因1945年電子數字積分計算機(ENIAC)的研製而顯得相形見絀。ENIAC計算機被授予了專利。但是,數十年後,在1973年,當該機被揭露吸收了在阿塔納索夫―貝里計算機中首次使用的原理后,這項專利被廢除。

4 計算機 -發展過程

1642至1643年,法國人巴斯卡(Blaise Pascal)為了幫助做收稅員的父親,
他就發明了一個用齒輪運作的加法器,叫 「Pascalene」 ,這是第一部機械加法器。
1666年,在英國Samuel Morland發明了一部可以計算加數及減數的機械計數機。
1673年, Gottfried Leibniz 製造了一部踏式(stepped)圓柱形轉輪的計數機,叫「Stepped Reckoner」,這部計算器可以把重複的數字相乘,並自動地加入加數器里。
1694年,德國數學家,Gottfried Leibniz ,把巴斯卡的Pascalene 改良,製造了一部可以計算乘數的機器,它仍然是用齒輪及刻度盤操作。
1773年, Philipp-Matthaus 製造及賣出了少量精確至12位的計算機器。
1775年,The third Earl of Stanhope 發明了一部與Leibniz相似的乘法計算器。
1786年,J.H.Mueller 設計了一部差分機,可惜沒有撥款去製造。
1801年, Joseph-Marie Jacquard 的織布機是用連接按序的打孔卡控制編織的樣式。
1847年,計算機先驅、英國數學家Charles Babbages開始設計機械式差分機。總體設計耗時盡2年,這台機器可以完成31位精度的運算並將結果列印到紙上,因此被普遍認為是世界上第一台機械式計算機。但由於設計過於複雜且改動過於頻繁,Charles Babbages直到去世也沒有把自己的設計變成現實。直到2008年3月,人們才把Charles Babbages的差分機造出來,這台機器有8000個零件,重5噸,目前放置在美國加利福尼亞州矽谷的計算機歷史博物館里供人參觀。
1854年,George Boole 出版 "An Investigation of the Laws of Thought」,是講述符號及邏輯理由,它後來成為計算機設計的基本概念。
1858年,一條電報線第一次跨越大西洋,並且提供了幾日的服務。
1861年,一條跨越大陸的電報線把大西洋和太平洋沿岸連接起來。
1876年,Alexander Graham Bell 發明了電話並取得專利權。
1876至1878年,Baron Kelvin 製造了一部泛音分析機及潮汐預測機。
1882年,William S. Burroughs 辭去在銀行文員的工作,並專註於加數器的發明。
1889年,Herman Hollerith 的電動製表機在比賽中有出色的表現,並被用於 1890 中的人口調查。Herman Hollerith 採用了Jacquard 織布機的概念用來計算,他用咭貯存資料,然後注入機器內編譯結果。這機器使本來需要十年時間才能得到的人口調查結果,在短短六星期內做到。
1893年,第一部四功能計算器被發明。
1895年,Guglielmo Marconi 傳送廣播訊號。
1896年,Hollerith 成立製表機器公司(Tabulating Machine Company)。
1901年,打孔鍵出現,之後的半個世紀只有很少的改變。
1904年,John A.Fleming 取得真空二極體的專利權,為無線電通訊建立基礎。
1906年,Lee de Foredt 加了一個第三活門在Felming 的二極體, 創製了三電極真空管。
1907年,唱片音樂在紐約組成第一間正式的電台。
1908年,英國科學家 Campbell Swinton 述了電子掃描方法及預示用陰極射線管製造電視。
1911年,Hollerith 的表機公司與其它兩間公司合併,組成 Computer Tabulating Recording Company (C-T-R),製表及錄製公司。但在1924年,改名為International Business Machine Corporation (IBM)。
1911年,荷蘭物理學家 Kamerlingh Onnes 在 Leiden Unversity 發現超導電。
1931年,Vannever Bush 發明了一部可以解決差分程序的計數機,這機器可以解決一些令數學家,科學家頭痛的複雜差分程序。
1935年,IBM (International Business Machine Corporation) 引入 "IBM 601」,它是一部有算術部件及可在1秒鐘內計算乘數的穿孔咭機器。 它對科學及商業的計算起很大的作用。總共製造了1500 部。
1937年,Alan Turing 想出了一個 "通用機器(Universal Machine)」 的概念,可以執行任何的演算法,形成了一個"可計算(computability)」的基本概念。Turing 的概念比其它同類型的發明為好,因為他用了符號處理(symbol processing) 的概念。
1939年11月,John Vincent Atannsoff 與 John Berry 製造了一部16位加數器。它是第一部用真空管計算的機器。1939年,Zuse 與 Schreyer 開鈶製造了"V2」[後來叫Z2],這機器沿用 Z1的機械貯存器,加上一個用斷電器邏輯(Relay Logic)的新算術部件。但當 Zuse完成草稿后,這計劃被中斷一年。
1939-40年,Schreyer 完成了用真空管的10位加數器,以及用氖氣燈(霓虹燈)的存貯器。
1940年1月,在 Bell Labs, Samuel Williams 及Stibitz 完成了一部可以計算複雜數字的機器, 叫「複雜數字計數機(Complex Number Calculator)」,後來改稱為「斷電器計數機型號I (Model I Relay Calculator)」 。它用電話開關部份做邏輯部件:145個斷電器,10個橫杠開關。數字用「Plus 3BCD」代表。在同年9月,電傳打字 etype 安裝在一個數學會議里,由New Hampshire 連接去紐約。
計算機CPU

1940年, Zuse 終於完成Z2,它比V2運作得更好,但不是太可靠。
1941年夏季,Atanasoff及Berry完成了一部專為解決聯立線性方程系統(system of simultaneous linear equations) 的計算器,後來叫做"ABC (Atanasoff-Berry Computer)」,它有60個50位的存貯器,以電容器(capacitories)的形式安裝在2個旋轉的鼓上,時鐘速度是60Hz。
1941年2月,Zuse 完成"V3」(後來叫Z3),是第一部操作中可編寫程序的計數機。它亦是用浮點操作,有7個位的指數,14位的尾數,以及一個正負號。存貯器可以貯存64個字,所以需要1400個斷電器。它有多於1200個的算術及控制部件,而程序編寫,輸入,輸出的與 Z1 相同。 1943年1月 Howard H. Aiken完成"ASCC Mark I」(自動按序控制計算器 Mark I ,Automatic Sequence —— Controlled Calculator Mark I),亦稱「Haward Mark I」。這部機器有51尺長,重5頓,由 750,000部份合併而成。它有72個累加器,每一個有自己的算術部件,及23位數的寄存器。
1943年12月, Tommy Flowers與他的隊伍,完成第一部「Colossus」,它有2400個真空管用作邏輯部件,5 個紙帶圈讀取器(reader),每個可以每秒工作5000字元。
1943年,由 John Brainered領導,ENIAC開始研究。而 John Mauchly 及J. Presper Eckert負責這計劃的執行。
1946年,第一台電子數字積分計算器(ENIAC)在美國建造完成。
1947年,美國計算器協會(ACM)成立。
1947年,英國完成了第一個存儲真空管O 1948貝爾電話公司研製成半導體。
1949年,英國建造完成"延遲存儲電子自動計算器"(EDSAC)
1950年,"自動化"一詞第一次用於汽車工業。
1951年,美國麻省理工學院製成磁心
1952年,第一台"儲存程序計算器"誕生。
1952年,第一台大型計算機系統IBM701宣布建造完成。
1952年,第一台符號語言翻譯機發明成功。
1954年,第一台半導體計算機由貝爾電話公司研製成功。
1954年,第一台通用數據處理機IBM650誕生。
1955年,第一台利用磁心的大型計算機IBM705建造完成。
1956年,IBM公司推出科學704計算機。
1957年,程序設計語言FORTRAN問世。

計算機科學計算器

1959年,第一台小型科學計算器IBM620研製成功。
1960年,數據處理系統IBM1401研製成功。
1961年,程序設計語言COBOL問世。
1961年,第一台分系統計算機由麻省理工學院設計完成。
1963年,BASIC語言問世。                          
1964年,第三代計算機IBM360系列製成。
1965年,美國數字設備公司推出第一台小型機PDP-8。
1969年,IBM公司研製成功90列卡片機和系統——3計算機系統。
1970年,IBM系統1370計算機系列製成。
1971年,伊利諾大學設計完成伊利阿克IV巨型計算機。
1971年,第一台微處理機4004由英特爾公司研製成功。
1972年,微處理機基片開始大量生產銷售。
1973年,第一片軟磁碟由IBM公司研製成功。
1975年,ATARI——8800微電腦問世。
1977年,柯莫道爾公司宣稱全組合微電腦PET——2001研製成功。
1977年,TRS——80微電腦誕生。
1977年,蘋果——II型微電腦誕生。
1978年,超大規模集成電路開始應用。
1978年,磁泡存儲器第二次用於商用計算機。
1979年,夏普公司宣布製成第一台手提式微電腦。
1982年,微電腦開始普及,大量進入學校和家庭。
1984年,日本計算機產業著手研製「第五代計算機」——-具有人工智慧的計算機。1984: DNS (Domain Name Server) 域名伺服器發布,互連網上有1000多台主機運行。
1984年: Hewlett-Packard發布了優異的激光印表機,HP也在噴墨印表機上保持領先技術。
1984年1月: Apple 的Macintosh發布。基於Motorola 68000微處理器。可以定址16M。
1984年8月: MS-DOS 3.0、PC-DOS 3.0、IBM AT發布,採用ISA標準,支持大硬碟和1.2M高密軟碟機。
1984年9月: Apple發布了有512Kb 內存的Macintosh,但其他方面沒有什麼提高。
1984年底: Compaq開始開發IDE介面,可以以更快的速度傳輸數據,並被許多同行採納,後來更進一步的EIDE推出,可以支持到528MB的驅動器。數據傳輸也更快。
1985年: Philips和Sony合作推出CD-ROM驅動器。
1985年: EGA標準推出。
1985年3月: MS-DOS 3.1、PC-DOS 3.1。這是第一個提供部分網路功能支持DOS版本。
1985年10月17日: 80386 DX推出。時鐘頻率到達33MHz,可定址1GB內存。比286更多的指令。每秒6百萬條指令,集成275000個晶體管。
1985年11月: Microsoft Windows發布。但在其3.0版本之全面沒有得到廣泛的應用。需要DOS的支持,類似蘋果機的操作界面,以致被蘋果控告。訴訟到1997年8月才終止。
1985年12月: MS-DOS 3.2、PC-DOS 3.2。這是第一個支持3.5英寸磁碟的系統。但也只是支持到720KB。到3.3版本時方可支持1.44兆。
1986年1月: Apple 發布較高性能的Macintosh。有四兆內存,和SCSI適配器。
1986年9月: Amstrad Announced發布便宜且功能強大的計算機Amstrad PC 1512。具有CGA圖形適配器、512KB內存、8086處理器20兆硬碟驅動器。採用了滑鼠器和圖形用戶界面,面向家庭設計。

計算機滑鼠

1987: Connection Machine超級計算機發布。採用并行處理,每秒鐘2億次運算。
1987: Microsoft Windows 2.0發布,比第一版要成功,但並沒有多大提高。.
1987: 英國數學家Michael F. Barnsley找到圖形壓縮的方法。
1987: Macintosh II發布,基於Motorola 68020處理器。時鐘16MHz,每秒260萬條指令。有一個SCSI適配器和一個彩色適配器。
1987年4月2日: IBM推出PS/2系統。最初基於8086處理器和老的XT匯流排。後來過渡到80386,開始使用3.5英寸1.44MB軟盤驅動器。引進了微通道技術,這一系列機型取得了巨大成功。出貨量達到200萬台。
1987: IBM發布VGA技術。
1987: IBM發布自己設計的微處理器8514/A。
1987年4月: MS-DOS 3.3、PC-DOS 3.3。隨IBM PS/2一起發布,支持1.44MB驅動器和硬碟分區。可為硬碟分出多個邏輯驅動器。
1987年4月: Microsoft和IBM發布S/2Warp操作系統。但並未取得多大成功。
1987年8月: AD-LIB音效卡發布。一個加拿大公司的產品。
1987年10月: Compaq DOS (CPQ-DOS) v3.31發布。支持的硬碟分區大於32Mb。
1988: 光計算機投入開發,用光子代替電子,可以提高計算機的處理速度。
1988: XMS標準建立。
1988: EISA標準建立。
1988 6月6日: 80386 SX為了迎合低價電腦的需求而發布。
1988年7月到8月: PC-DOS 4.0、MS-DOS 4.0。支持EMS內存。但因為存在BUG,後來又陸續推出4.01a。
1988年9月: IBM PS/20 286發布,基於80286處理器,沒有使用其微通道匯流排。但其他機器繼續使用這一匯流排。
1988年10月: Macintosh Iix發布。基於Motorola 68030處理器。仍使用16 MHz主頻、每秒390萬條指令,支持128M RAM。
1988年11月: MS-DOS 4.01、PC-DOS 4.01發布。
1989: Tim Berners-Lee 創立World Wide Web雛形,他工作於歐洲物理粒子研究所。通過超文本鏈接,新手也可以輕鬆上網瀏覽。這大大促進了INTERNET的發展。
1989: Phillips和Sony發布CD-I標準。
1989年1月: Macintosh SE/30 發布。基於新型68030處理器。
1989年3月: E-IDE標準確立,可以支持超過528MB的硬碟容量。可達到 33.3 MB/s 的傳輸速度。並被許多CD-ROM所採用。
1989年4月10日: 80486 DX發布,集成120萬個晶體管。 其後繼型號時鐘頻率達到100MHz。
1989年11月: Sound Blaster Card(音效卡)發布。
1990: SVGA標準確立。
1990年3月 : Macintosh Iifx發布,基於68030CPU,主頻40MHz,使用了更快的SCSI介面。
1990年5月22日: 微軟發布Windows 3.0。兼容MS-DOS模式。
1990年10月: Macintosh Classic發布,有支持到256色的顯示適配器。
1990年11月: 第一代MPC (多媒體個人電腦標準)發布。處理器至少80286/12MHz,後來增加到80386SX/16 MHz ,及一個光碟機,至少150 KB/sec的傳輸率。

計算機光碟機

1991: 發布ISA標準。
1991年5月: Sound Blaster Pro發布。
1991年6月: MS-DOS 5.0、PC-DOS 5.0。為了促進OS/2的發展,Bill Gates說:DOS5.0是DOS終結者,今後將不再花精力於此。該版本突破了640KB的基本內存限制。這個版本也標誌著微軟與IBM在DOS上的合作的終結。
1992: Windows NT發布,可定址2G RAM。
1992年4月: Windows 3.1發布。
1992年6月: Sound Blaster 16 ASP發布。
1993: INTERNET開始商業化運行。
1993: 經典遊戲Doom發布。                        
1993: Novell併購Digital Research, DR-DOS成為Novell DOS。
1993年3月22: Pentium發布。集成了300多萬個晶體管。初期工作在60-66MHz。每秒鐘執行1億條指令。
1993年5月: MPC標準2發布。CD-ROM傳輸率要求300KB/sec。在320*240的窗口中每秒播放15幀圖像。
1993年12月: MS-DOS6.0發布,包括一個硬碟壓縮程DoubleSpace,,但一家小公司聲稱,微軟剽竊了其部分技術。於是在後來的DOS6.2中,微軟將其改名為:DriveSpace。後來WIN95中的DOS成為DOS7.0,WIN95OSR2中稱為DOS7.10.
1994年3月7日: Intel 發布90-100 MHz Pentium處理器。 
1994年9月: PC-DOS 6.3發布。
1994年10月10日: Intel 發布75 MHz Pentium處理器。
1994: Doom II 發布。開闢了PC機遊戲廣闊市場。
1994: Netscape 1.0 瀏覽器發布。
1994: Comm&Conquer(命令與征服)發布。1995年3月27日: Intel發布120 Mhz的Pentium處理器。     
19956月1日: Intel發布133 Mhz的Pentium處理器。
1995年8月23日: Windows '95 發布。大大不同於其以前的版本。完全脫離MS-DOS,但照顧用戶習慣還保留了DOS形式。純32位的多任務操作系統。該版本取得了巨大的成功。
1995年11月1日: Pentium Pro發布。主頻可達200 MHz ,每秒鐘完成4.4億條指令,集成了550萬個晶體管。
1995年12月: Netscape發布其.JavaScript。
1996: Quake、Civilization 2、Command& Conquer - Red Alert等一系列的著名遊戲發布。
1996年1月: Netscape Navigator 2.0發布,第一個支持JavaScript的瀏覽器。
1996年1月4日: Intel發布150-166MHz的Pentium處理器,集成了330萬個晶體管。
1996: Windows '95 OSR2發布,修復了部分BUG,擴充了部分功能。
1997: Gr和 Theft Auto、Quake 2、Blade Runner等著名遊戲發布,3D圖形加速卡大行其道。
1997年1月8日: Intel發布Pentium MMX。對遊戲和多媒體功能進行了增強。
1997年4月: IBM的深藍(Deep Blue)計算機,戰勝人類國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫。
1997年5月7日: Intel發布Pentium II,增加了更多的指令和更多CACHE。
1997年6月2日: Intel 發布233 MHz Pentium MMX.
1997年16日: Apple遇到嚴重的財務危機,微軟伸出援助之手,注資1.5億美元。條件是Apple撤消其控訴:微軟模仿其視窗界面的起訴,並指出Apple也是模仿了XEROX的設計。
1998年2月 : Intel發布333 MHz Pentium II處理器。採用0.25微米技術,提高速度,減少發熱量。
1998年6月25日: Microsoft發布Windows '98,一些人企圖肢解微軟,微軟回擊說這會傷害美國的國家利益。
1999年1月25日: Linux Kernel 2.2.0發布。 人們對其寄予厚望。
1999年2月22日: AMD公司發布K6-III 400MHz。有測試說其性能超過Intel P-III 。集成2300萬個晶體管、socket 7結構。

計算機處理器

1999年2月26日,Intel公司推出了PentiumⅢ處理器,PentiumⅢ採用了和PentiumⅡ相同的Slot1架構,並增加了擁有70條全新指令的SSE指令集,以增強3D和多媒體的處理能力。最初時鐘頻率在450MHz 以上,匯流排速度在100MHz 以上,采 用0.25μm 工藝製造,集成有512KB或 以上的二級緩存。
1999年4月26日,台灣學生陳盈豪編寫的CIH病毒在全球範圍內爆發,近100萬台左右的計算機軟硬體遭到不同程度的破壞,直接經濟損失達數十億美元。
1999年5月10日,id Soft推出了《QuakeⅢ》的第一個測試版本,此後的時間中,《QuakeⅢ》逐漸確立了FPS遊戲競技標準,並成為了計算機硬體性能的測試標準之一。
1999年6月23日,AMD公司推出了採用全新架構,名為Athlon的處理器,並且在CPU頻率上第一次超越了Intel公司,從此拉開了精彩激烈的世紀末處理器主頻速度大戰。
1999年9月1日,Nvidia公司推出了GeForce256顯示晶元,並提出了GPU的全新概念。
1999年10月25日,代號為Coppermine(銅礦)的PentiumⅢ處理器發布。採用0.18μm工藝,內部集成了256KB 全速L2Cache ,內建2800萬個晶體管。
2000年1月1日,全世界都在等待,呵呵,千年蟲並沒有爆發。2月17日,美國微軟公司正式發布Windows2000。
2000年3月16日,AMD公司正式推出了主頻達到1GHz的「Athlon」處理器,從而掀開了GHz 處理器大戰。
2000年3月18日,Intel公司推出了自己的1GHz Pentium3處理器。同一天,資產高達50億美元的銥星公司宣告破產,公司全面終止其銥星電話服務。五角大樓最終獲得了銥星的使用權,但用途至今未知。
2000年4月27日,AMD公司發布了「毒龍」(Duron)處理器,開始在低端市場向Intel發起衝擊。
2000年9月14日,微軟正式推出了面向家庭用戶的windows千僖年版本Windows Me,同時這也是微軟最後一個基於DOS的操作系統。
2000年11月12日,微軟宣布推出薄型個人電腦Tablet PC。
2000年11月20日,Intel正式推出了Pentium4處理器。該處理器採用全新的Netburst架構,匯流排頻率達到了400MHz,並且另外增加了144條全新指令,用於提高視頻,音頻等多媒體及3D圖形處理能力。
2000年12月14日,3dfx宣布將全部資產出售給競爭對手Nvidia,從而結束了自己傳奇般的歷史。
2001年2月1日,世嘉宣布退出遊戲硬體市場。
2001年3月26日,蘋果公司發布Mac OS X操作系統,這是蘋果操作系統自1984年誕生以來首個重大的修正版本
2001年6月19日,Intel推出採用「Tualatin」(圖拉丁)內核的P3和賽揚處理器,這也是Intel首次採用0.13微米工藝。
2001年10月8日,AMD宣布推出Athlon XP 系列處理器,新處理器採用了全新的核心,專業3D Now!指令集和opga(有機管腳陣列)封裝,而且採用了「相對性能標示」(PR標稱值)的命名規範,同時該處理器極為優異的性價比使得Intel壓力倍增。
2001年10月25日,微軟推出Windows XP操作系統,比爾.蓋茨宣布:「DOS時代到此結束。」 Windows XP的發布,也推動了身處低潮的全球PC硬體市場。
2002年2月5日,Nvidia發布GeForce 4系列圖形處理晶元,該系列共分為Ti和Mx兩個系列,其中的GeForce4 Ti 4200和GeForce 4 MX 440兩款產品更是成為市場中生命力極強的典範。
2002年5月13日,沉寂多時的老牌顯示晶元製造廠商Matrox正式發布了Parhelia-512(中文名:幻日)顯示晶元,這也是世界上首款512bit GPU。
2002年7月17日,ATI發布了Radeon 9700顯卡,該顯卡採用了代號為R300的顯示核心,並第一次毫無爭議的將Nvidia趕下了3D性能霸主的寶座。
2002年11月18日,Nvidia發布了代號為NV30的GeForce FX顯卡,並在該產品上首次使用了0.13微米製造工藝,由於採用了多項超前技術,因此該顯卡也被稱為一款劃時代的產品。
2003年1月7日,Intel發布全新移動處理規範「迅馳」。        
2003年2月10日,AMD發布了Barton核心的Athlon XP處理器,雖然在推出后相當長的一段時間內得不到媒體的認可,但是憑藉超高的性價比和優異的超頻能力,最終Barton創造出了一個讓所有DIYer無限懷念的Barton時代。
2003年2月12日,futuremark正式發布3Dmark 03,但是由此卻引發了一場測試軟體的信任危機。
2004年 Intel 全面轉向 PCI-Express。
2005年 Intel 開始推廣 雙核CPU。
2006年 Intel 開始推廣 四核CPU。
2007年 Intel IDF 大會推出震驚世界的2萬億次80核CPU。

電腦發明

1945年,由美國生產了第一台全自動電子數字計算機「埃尼阿克」(英文縮寫詞是ENIAC,即Electronic Numerical Integrator and Calculator,中文意思是電子數字積分器和計算器)。它是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道需要而研製成的。主要發明人是電氣工程師普雷斯波·埃克特(J. Prespen Eckert)和物理學家約翰·莫奇勒博士(John W. Mauchly)。這台計算機1946年2月交付使用,共服役9年。它採用電子管作為計算機的基本元件,每秒可進行5000次加減運算。它使用了18000隻電子管,10000隻電容,7000隻電阻,體積3000立方英尺,佔地170平方米,重量30噸,耗電140~150千瓦,是一個名副其實的「龐然大物」。 

ENIAC機的問世具有劃時代的意義,表明計算機時代的到來,在以後的40多年裡,計算機技術發展異常迅速,在人類科技史上還沒有一種學科可以與電子計算機的發展速度相提並論。

現代計算機階段(即傳統大型機階段)

所謂現代計算機是指採用先進的電子技術來代替陳舊落後的機械或繼電器技術。現代計算機經歷了半個多世紀的發展,這一時期的傑出代表人物是英國科學家圖靈和美籍匈牙利科學家馮·諾依曼。圖靈對現代計算機的貢獻主要是:建立了圖靈機的理論模型,發展了可計算性理論;提出了定義機器智能的圖靈測試。馮·諾依曼的貢獻主要是:確立了現代計算機的基本結構,即馮·諾依曼結構。其特點可以概括為如下幾點:

(1)使用單一的處理部件來完成計算、存儲以及通信的工作;
(2)存儲單元是定長的線性組織;
(3)存儲空間的單元是直接定址的;
(4)使用機器語言,指令通過操作碼來完成簡單的操作;
(5)對計算進行集中的順序控制。 

發展階段

現代計算機的划代原則主要是依據計算機所採用的電子器件不同來劃分的,這就是人們通常所說的電子管、晶體管、集成電路、超大規模集成電路等四代。

第一代(1946~1958):電子管數字計算機
計算機的邏輯元件採用電子管,主存儲器採用汞延遲線、磁鼓、磁芯;外存儲器採用磁帶;軟主要採用機器語言、彙編語言;應用以科學計算為主。其特點是體積大、耗電大、可靠性差、價格昂貴、維修複雜,但它奠定了以後計算機技術的基礎。 

第二代(1958~1964):晶體管數字計算機

晶體管的發明推動了計算機的發展,邏輯元件採用了晶體管以後,計算機的體積大大縮小,耗電減少,可靠性提高,性能比第一代計算機有很大的提高。主存儲器採用磁芯,外存儲器已開始使用更先進的磁碟;軟體有了很大發展,出現了各種各樣的高級語言及其編譯程序,還出現了以批處理為主的操作系統,應用以科學計算和各種事務處理為主,並開始用於工業控制。 

第三代(1964~1971):集成電路數字計算機

20世紀60年代,計算機的邏輯元件採用小、中規模集成電路(SSI、MSI),計算機的體積更小型化、耗電量更少、可靠性更高,性能比第十代計算機又有了很大的提高,這時,小型機也蓬勃發展起來,應用領域日益擴大。 
主存儲器仍採用磁芯,軟體逐漸完善,分時操作系統、會話式語言等多種高級語言都有新的發展。 

四、第四代(1971年以後):大規模集成電路數字計算機

計算機的邏輯元件和主存儲器都採用了大規模集成電路(LSI)。所謂大規模集成電路是指在單片矽片上集成1000~2000個以上晶體管的集成電路,其集成度比中、小規模的集成電路提高了1~2個以上數量級。這時計算機發展到了微型化、耗電極少、可靠性很高的階段。大規模集成電路使軍事工業、空間技術、原子能技術得到發展,這些領域的蓬勃發展對計算機提出了更高的要求,有力地促進了計算機工業的空前大發展。隨著大規模集成電路技術的迅速發展,計算機除了向巨型機方向發展外,還朝著超小型機和微型機方向飛越前進。1971年末,世界上第一台微處理器和微型計算機在美國舊金山南部的矽谷應運而生,它開創了微型計算機的新時代。此後各種各樣的微處理器和微型計算機如雨後春筍般地研製出來,潮水般地湧向市場,成為當時首屈一指的暢銷品。這種勢頭直至今天仍然方興未艾。特別是IBM-PC系列機誕生以後,幾乎一統世界微型機市場,各種各樣的兼容機也相繼問世。

5 計算機 -中國發展

中國是在1956年由『夏培肅』專家主導開始研製國產計算機的。1957年和1959年中國先後自主研製成功國產小型和大型
計算機模擬計算機
電子管計算機。60年代中期,中國研製成功一批晶體管計算機,並配製了ALGOL等語言的編譯程序和其他系統軟體。60年代後期,中國開始研究集成電路計算機。70年代,中國已批量生產小型集成電路計算機。80年代以後,中國開始重點研製微型計算機系統並推廣應用;在大型計算機、特別是巨型計算機技術方面也取得了重要進展;建立了計算機服務業,逐步健全了計算機產業結構。
 
在計算機科學與技術的研究方面,中國在有限元計算方法、數學定理的機器證明、漢字信息處理、計算機系統結構和軟體等方面都有所建樹。在計算機應用方面,中國在科學計算與工程設計領域取得了顯著成就。在有關經營管理和過程式控制制等方面,計算機應用研究和實踐也日益活躍。

6 計算機 -量子計算機

量子計算機(quantum computer)是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息,運行的是量子演算法時,它就是量子計算機。量子計算機的概念源於對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。

量子計算機早先由『理查德·費曼』提出,一開始是從物理現象的模擬而來的。可發現當模擬量子現象時,因為龐大的希爾伯特空間而資料量也變得龐大。一個完好的模擬所需的運算時間則變得相當可觀,甚至是不切實際的天文數字。理查德·費曼當時就想到如果用量子系統所構成的計算機來模擬量子現象則運算時間可大幅度減少,從而量子計算機的概念誕生。 

量子計算機,或推而廣之——量子資訊科學,在1980年代多處於理論推導等等紙上談兵狀態。一直到1994年『彼得·秀爾』(Peter Shor)提出量子質因子分解演算法后,因其對於現在通行於銀行及網路等處的RSA加密演算法可以破解而構成威脅之後,量子計算機變成了熱門的話題,除了理論之外,也有不少學者著力於利用各種量子系統來實現量子計算機。

2007年初,加拿大公司D-Wave Systems今天揭開了「全球第一台商用實用型量子計算機」的神秘面紗,展示了這台新型計算機「Orion」如何運行商用程序,及其在解決特定問題上相比傳統電子計算機的巨大優勢。

演示是在美國加州山景城的計算機歷史博物館里進行的,不過量子計算機本身並不在現場,而是在D-Wave公司總部,加拿大溫哥華本那比(Burnaby)。在那裡,量子計算機被液氮冷凍在5mK(毫開)溫度下,也就是-273.145℃,只比絕對溫度-273.15℃高0.005℃,比星際空間還要冷。

量子計算機依賴的自然是量子機制來加速計算的,而這種機制決定了所有物質和能量的行為表現。人們早就知道,即使能利用量子機制的一些簡單特性,所構造的計算機就能遠遠超出任何超級電子計算機的表現,不過D-Wave表示,他們的「Orion」只是現有電子計算機的補充和增強,並非要取而代之。這也就是說,量子計算機還遠沒有成熟到可以獨立「統治世界」的地步。

為了實現量子計算機的商用,D-Wave在基礎構造和生產工藝上借鑒了現有半導體產業的成果。「Orion」基於一塊硅晶元,包含16個量子位(qubit),可以同時表示0和1兩個二元位(電子計算里不是0就是1),而每一個量子位都能模擬其他量子位的值,從而提高計算能力。D-Wave稱,這一系統可以在今後加入更多的量子位,計劃在今年底達到32個,明年底增至1024個,計算能力則會呈指數級增長。

「Orion」的拿手好戲就是需要處理海量複雜數據和變數的問題,比如生命科學、生物測定學、後勤學、變數資料庫搜索、計量金融等等科學和商業領域。

D-Wave在此之前舉了NP空間里最困難的「NP-Complete」問題的例子,這裡我們看看另一個。如果使用電子計算機處理藥物分子的「薛定諤方程」,那麼每增加一個電子,問題難度就要翻一番還多,這就是所謂的指數級爆炸式增長,導致電子計算機最多只能處理含有30個電子的系統,而一個簡單的咖啡因分子就有100多個電子,其問題難度是30個電子系統的大約10^50倍,任何超級計算機都無法勝任。量子計算機則簡單多了,因為它處理薛定諤方程時的難度增加只是線性的固定速度,因此最原始的量子計算機也要比最快的超級電子計算機(藍色基因/L)出色得多。

一如展示中的情形,D-Wave將通過一個安全的互聯網連接提供量子計算機的對外訪問和使用,最終開始銷售這種系統,不過具體時間和價格問題沒有披露。

7 計算機 -科學技術

計算機科學與技術是一門實用性很強、發展極其迅速的面向廣大社會的技術學科,它建立在數學、電子學 (特別是微電子學)、磁學、光學、精密機械等多門學科的基礎之上。但是,它並不是簡單地應用某些學科的知識,而是經過高度綜合形成一整套有關信息表示、變換、存儲、處理、控制和利用的理論、方法和技術。計算機科學是研究計算機及其周圍各種現象與規模的科學,主要包括理論計算機科學、計算機系統結構、軟體和人工智慧等。計算機技術則泛指計算機領域中所應用的技術方法和技術手段,包括計算機的系統技術、軟體技術、部件技術、器件技術和組裝技術等。計算機科學與技術包括五個分支學科,即理論計算機科學、計算機系統結構、計算機組織與實現、計算機軟體和計算機應用。

8 計算機 -計算機學

計算機計算機
是研究計算機基本理論的學科。在幾千年的數學發展中,人們研究了各式各樣的計算,創立了許多演算法。但是,以計算或演算法本身的性質為研究對象的數學理論,卻是在20世紀30年代才發展起來的。當時,由幾位數理邏輯學者建立的演算法理論,即可計算性理論或稱遞歸函數論,對20世紀40年代現代計算機設計思想的形成產生過影響。此後,關於現實計算機及其程序的數學模型性質的研究,以及計算複雜性的研究等不斷有所發展。

理論計算機科學包括自動機論、形式語言理論、程序理論、演算法分析,以及計算複雜性理論等。自動機是現實自動計算機的數學模型,或者說是現實計算機程序的模型,自動機理論的任務就在於研究這種抽象機器的模型;程序設計語言是一種形式語言,形式語言理論根據語言表達能力的強弱分為O~3型語言,與圖靈機等四類自動機逐一對應;程序理論是研究程序邏輯、程序複雜性、程序正確性證明、程序驗證、程序綜合、形式語言學,以及程序設計方法的理論基礎;演算法分析研究各種特定演算法的性質。計算複雜性理論研究演算法複雜性的一般性質。

9 計算機 -系統結構

計算機計算機
程序設計者所見的計算機屬性,著重於計算機的概念結構和功能特性,硬體、軟體和固件子系統的功能分配及其界面的確定。使用高級語言的程序設計者所見到的計算機屬性,主要是軟體子系統和固件子系統的屬性,包括程序語言以及操作系統、資料庫管理系統、網路軟體等的用戶界面。使用機器語言的程序設計者所見到的計算機屬性,則是硬體子系統的概念結構(硬體子系統結構)及其功能特性,包括指令系統(機器語言),以及寄存器定義、中斷機構、輸入輸出方式、機器工作狀態等。

硬體子系統的典型結構是馮·諾伊曼結構,它由運算器控制器、存儲器和輸入、輸出設備組成,採用「指令驅動」方式。當初,它是為解非線性、微分方程而設計的,並未預見到高級語言、操作系統等的出現,以及適應其他應用環境的特殊要求。在相當長的一段時間內,軟體子系統都是以這種馮·諾伊曼結構為基礎而發展的。但是,其間不相適應的情況逐漸暴露出來,從而推動了計算機系統結構的變革。

10 計算機 -組織現實

是研究組成計算機的功能、部件間的相互連接和相互作用,以及有關計算機實現的技術,均屬於計算機組織與實現的任務。在計算機系統結構確定分配給硬子系統的功能及其概念結構之後,計算機組織的任務就是研究各組成部分的內部構造和相互聯繫,以實現機器指令級的各種功能和特性。這種相互聯繫包括各功能部件的布置、相互連接和相互作用。隨著計算機功能的擴展和性能的提高,計算機包含的功能部件也日益增多,其間的互連結構日趨複雜。現代已有三類互連方式,分別以中央處理器、存儲器或通信子系統為中心,與其他部件互連。以通信子系統為中心的組織方式,使計算機技術與通信技術緊密結合,形成了計算機網路、分佈計算機系統等重要的計算機研究與應用領域。與計算實現有關的技術範圍相當廣泛,包括計算機的元件、器件技術,數字電路技術,組裝技術以及有關的製造技術和工藝等。

11 計算機 -產業信息

計算機產業包括兩大部門,即計算機製造業和計算機服務業。後者又稱為信息處理產業或信息服務業。計算機產業是一種省能源、省資源、附加價值高、知識和技術密集的產業,對於國民經濟的發展、國防實力和社會進步均有巨大影響。因此,不少國家採取促進計算機產業興旺發達的政策。計算機製造業包括生產各種計算機系統、外圍設備終端設備,以及有關裝置、元件、器件和材料的製造。計算機作為工業產品,要求產品有繼承性,有很高的性能-價格比和綜合性能。

計算機的繼承性特別體現在軟體兼容性方面,這能使用戶和廠家把過去研製的軟體用在新產品上,使價格很高的軟體財富繼續發揮作用,減少用戶再次研製軟體的時間和費用。提高性能-價格比是計算機產品更新的目標和動力。計算機製造業提供的計算機產品,一般僅包括硬體子系統和部分軟體子系統。通常,軟體子系統中缺少適應各種特定應用環境的應用軟體。為了使計算機在特定環境中發揮效能,還需要設計應用系統和研製應用軟體此外,計算機的運行和維護,需要有掌握專業知識的技術人員,這常常是一股用戶所作不到的。針對這些社會需要,一些計算機製造廠家十分重視向用戶提供各種技術服務和銷售服務。一些獨立於計算機製造廠家的計算機服務機構,也在50年代開始出現。到60年代末期,計算機服務業在世界範圍內已形成為獨立的行業。

12 計算機 -類型分別

計算機新型計算機
新型計算機

1、仿生的生物計算機

生物計算機的主要原材料是生物工程技術產生的蛋白質分子,並以此作為生物晶元,利用有機化合物存儲數據。在這種晶元中,信息以波的形式傳播,當波沿著蛋白質分子鏈傳播時,會引起蛋白質分子鏈中單鍵、雙鍵結構順序的變化,例如一列波傳播到分子鏈的某一部位,它們就像硅晶元集成電路中的載流子那樣傳遞信息。運算速度要比當今最新一代計算機快10萬倍,它具有很強的抗電磁干擾能力,並能徹底消除電路間的干擾。能量消耗僅相當於普通計算機的十億分之一,且具有巨大的存儲能力。由於蛋白質分子能夠自我組合,再生新的微型電路,使得生物計算機具有生物體的一些特點,如能發揮生物本身的調節機能,自動修復晶元上發生的故障,還能模仿人腦的機制等。

生物計算機的優越性是十分誘人的,現在世界上許多科學家在研製它,不少科學家認為,50年前的真空電子管,有誰會想到今天的電子計算機能風靡全球;當前的生物計算機正在靜悄悄地研製著,有朝一日出現在科技舞台上,就有可能徹底實現現有計算機無法實現的人類右腦的模糊處理功能和整個大腦的神經網路處理功能。

2、二進位的非線性量子計算機

據美國IBM公司科學家伊薩克、張介紹,量子計算機是利用原子所具有的量子特性進行信息處理的一種全新概念的計算機。量子理論認為,非相互作用下,原子在任一時刻都處於兩種狀態,稱之為量子超態。原子會旋轉,即同時沿上、下兩個方向自旋,這正好與電子計算機0與1完全吻合。如果把一群原子聚在一起,它們不會像電子計算機那樣進行的線性運算,而是同時進行所有可能的運算,例如量子計算機處理數據時不是分步進行而是同時完成。只要40個原子一起計算,就相當於今天一台超級計算機的性能。量子計算機以處於量子狀態的原子作為中央處理器和內存,其運算速度可能比目前的奔騰4晶元快10億倍,就像一枚信息火箭,在一瞬間搜尋整個互聯網,可以輕易破解任何安全密碼,黑客任務輕而易舉,難怪美國中央情報局對它特別感興趣。

3、光子計算機

1990年初,美國貝爾實驗室製成世界上第一台光子計算機。光子計算機是一種由光信號進行數字運算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機。光子計算機的基本組成部件是集成光路,要有激光器、透鏡和核鏡。由於光子比電子速度快,光子計算機的運行速度可高達一萬億次。它的存貯量是現代計算機的幾萬倍,還可以對語言、圖形和手勢進行識別與合成。目前,許多國家都投入巨資進行光子計算機的研究。隨著現代光學與計算機技術、微電子技術相結合,在不久的將來,光子計算機將成為人類普遍的工具。

混合計算機
混合計算機 (hybrid computer)可以進行數字信息和模擬物理量處理的計算機系統。混合計算機通過數模轉換器和模數轉換器將數字計算機和模擬計算機連接在一起,構成完整的混合計算機系統。混合計算機一般由數字計算機、模擬計算機和混合介面三部分組成,其中模擬計算機部分承擔快速計算的工作,而數字計算機部分則承擔高精度運算和數據處理。混合計算機同時具有數字計算機和模擬計算機的特點:運算速度快、計算精度高、邏輯和存儲能力強、存儲容量大和模擬能力強。隨著電子技術的不斷發展,混合計算機主要應用於航空航天、導彈系統等實時性的複雜大系統中。

智能計算機

計算機智能計算機

智能計算機(intelligent computers)迄今未有公認的定義。計算理論的奠基人之一 A. 圖靈定義計算機為處理離散量信息的數字計算機。而對數字計算機能不能模擬人的智能這一原則問題,存在截然對立的看法。1937年A.丘奇和圖靈分別獨立地提出關於人的思維能力與遞歸函數的能力等價的假說。這一未被證明的假說後來被一些人工智慧學者表述為:如果一個可以提交給圖靈機的問題不能被圖靈機解決,則這個問題用人類的思維也不能解決。這一學派繼承了以邏輯思維為主的唯理論與還原論的哲學傳統,強調數字計算機模擬人類思維的巨大潛力。另一些學者,如H.德雷福斯等哲學家肯定地認為以圖靈機為基礎的數字計算機不能模擬人的智能。他們認為數字計算機只能做形式化的信息處理,而人的智能活動不一定能形式化,也不一定是信息處理,不能把人類理智看成是由離散、確定的與環境局勢無關的規則支配的運算。這一學派原則上不否認用接近於人腦的材料構成智能機的可能性,但這種廣義的智能機不同於數字計算機。還有些學者認為不管什麼機器都不可能模擬人的智能,但更多的學者相信大腦中大部分活動能用符號和計算來分析。必須指出,人們對於計算的理解在不斷加深與拓寬。有些學者把可以實現的物理過程都看成計算過程。基因也可以看成開關,一個細胞的操作也能用計算加以解釋,即所謂分子計算。從這種意義講,廣義的智能計算機與智能機器或智能機範疇幾乎一樣。

計算機單片計算機

單片計算機

單片計算機 (single-chip computer)是指將計算機的主要部件製作在一個集成晶元上的微型計算機。單片計算機又稱為單片機或微控制器,從20世紀70年代開始,出現了4位單片計算機和8位單片計算機,20世紀80年代出現16位單片機,性能得到很大的提升,20世紀90年代又出現了32位單片機和使用FLASH存儲的微控制器。由於單片機的集成度高,所以單片計算機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點,被廣泛應用於智能儀器儀錶的製造、通過構造應用系統應用於工業控制、家用智能電器的製造、網路通訊設備的使用和醫療衛生行業。  

超級計算機

超級計算機通常是指由數百數千甚至更多的處理器(機)組成的、能計算普通PC機和伺服器不能完成的大型複雜課題的計算機。為了幫助大家更好的理解超級計算機的運算速度我們把普通計算機的運算速度比做成人的走路速度,那麼超級計算機就達到了火箭的速度。在這樣的運算速度前提下,人們可以通過數值模擬來預測和解釋以前無法實驗的自然現象。

13 計算機 -注意事項

計算機計算機

一、開關機
計算機設備一定要正確關閉電源,,否則會影響其工作壽命,也是一些故障的罪魁禍首。正確的電腦開關機順序是:開機,先接通並開啟計算機的外圍設備電源(如顯示器,印表機等),然後再開啟計算機主機電源;關機順序正好相反,先關主機電源,然後再斷開其他外圍設備的電源。

二、計算機設備使用安全須知
(一)計算機設備不宜放在灰塵較多的地方(比如靠近路邊的窗口等),實在沒有條件換地方的,應該能用防塵罩等在不使用的時候蓋好;不宜放在較潮濕的地方(比如說水瓶集中處,飲水機等的旁邊,人倒水容易將水濺到設備上),還有就是注意主機箱的散熱,避免陽光直接照射到計算機上;
(二)計算機專用電源插座上應嚴禁再使用其他電器,暖手爐等個人電器設備,下班時應該檢查電腦設備是否全部關閉后再離開;
(三)不能在計算機工作的時候搬動計算機;
(四)切勿在計算機工作的時候插拔設備,頻繁地開關機器,帶電插撥各介面(除USB介面),容易燒毀介面卡或造成集成塊的損壞;
(五)防靜電,防灰塵,不能讓鍵盤,滑鼠等設備進水;
(六)定期對數據進行備份並整理磁碟。由於硬碟的頻繁使用,病毒,誤操作等,有些數據很容易丟失。所以要經常對一些重要的數據進行備份,以防止幾個月完成的工作因備份不及時而全部丟失。經常整理磁碟,及時清理垃圾文件,以免垃圾文件佔用過多的磁碟空間,還給正常文件的查找和管理帶來不便,不僅容易將重要文件刪除,還會在急用時找不到需要的文件等等問題;
(七)發現問題要及時報修,使機器始終工作於較好狀態。包括:設備是否有異常問題各個接線是否鬆動等;
(八)預防計算機病毒,裝殺毒軟體,定期升級並且查殺病毒。

計算機使用上注意的幾點:
1、自動鏈接到一些陌生的網站。上網時要注意,不懂的東西不要亂點,尤其是一些色情類的圖片,廣告漂浮在瀏覽器頁面當中的,不要點擊它;如果它影響你瀏覽網頁,就上下拖動滑動條,直到最佳視角為止。另外,一些上網插件盡量不要裝。還有不要安裝上網助手及其工具欄,這類軟體有時會影響瀏覽器的正常使用。
2、不要隨便下載和安裝互聯網上的一些小的軟體或者程序.
3、陌生人發來的電子函件。收到陌生人發來的電子函件,尤其是那些標題很具誘惑力,比如一則笑話,或者一封情書等,又帶有附件的電子函件。
4、使用優盤前先進行查殺病毒操作,定期用防病毒軟體檢測系統有沒有病毒。

計算機計算機網路病毒

計算機病毒發作時常見的幾點表現:
1、運行速度明顯變慢。
2、以前能正常運行的軟體經常發生內存不足的錯誤。
3、提示一些不相干的話。
4、產生特定的圖象。
5、未做什麼操作,硬碟燈不斷閃爍。
6、Windows桌面圖標發生變化。
7、計算機突然死機或重啟。
8、自動發送電子函件。
9、滑鼠自動處於繁忙狀態。

計算機遭遇病毒可能產生的不良後果:
1、硬碟無法啟動,數據丟失。
2、系統文件丟失或被破壞。
3、文件目錄發生混亂。
4、部分文檔丟失或被破壞。
5、部分文檔自動加密碼。
6、網路癱瘓,無法提供正常的服務。

14 計算機 -組裝應用

計算機計算機

計算機的基本組成及發展情況,對系統主要部件的了解
對系統外設及常用硬體的認識及性能參數識別
動手組裝計算機及系統軟體的安裝
系統驅動及常用軟體的安裝以及基本驅動備份
文件及系統的備份,ghost的使用
文件及系統的備份應在決定ghost恢復之前,
1、先決定恢復那個盤(例如C盤);
2、再整理C盤,把一些安錯位置的軟體移除C盤,不要移除依靠C盤的軟體(拼音輸入法,迅雷,office的軟體,wps等)防止每次還原后,還要再裝;
3、然後用殺毒軟體對C盤徹底殺毒,接下來利用優化軟體(超級兔子、優化大師等)清理註冊表,清除無用的信息;
4、利用ghost備份C盤(把備份的文件不要裝進備份的盤);
5、備份完畢,恢復C盤;
6、重新啟動,一直Enter。
Bios的基本的設置和維護
對系統的基本測試及系統優化,系統安全的檢測
基本的故障排除及維護

15 計算機 -光子與光子計算機

近百年來,電子技術已成為創新和發明的主要動力。然而,人類最感興趣的將是光子卻不是電。何為光子?在《新華詞典》中,對光子是作如下解釋的:光子也叫光量子,組成光的基本粒子。具有一定的能量。光子的能量隨其波長而變化,波長越短,能量越大。在《百科知識數據辭典》中,對光子的解釋為:光子,微觀粒子的一種,是光(電磁波)能量的攜帶者。穩定,不帶電。靜止質量為零,在真空中以3乘10的8次方m/s的速度傳播。 

1960年激光器的發明則標誌著光子學革命的開始。激光是一種高單色亮度、高質量,波長一致、運動被此同步的光源。它能夠摧毀數千量之外的彈道導彈;在工廠可用激光切割金屬;在醫院可用激光修復人眼內的血管......。上面已對光子的含意作了解釋,那麽,光子有什麽優點呢?光子的傳遞速度比電子快,它是宇宙中速度最快的東西,而且光子沒有質量,與電子不同,光子不像電子那樣需要在導線中傳播,即使在光線相交時,在傳播時它們之間不會互相干擾。光子在信息技術領域中得到廣泛應用,其中最大的一項應用是用在數據存儲上,如「光碟存儲器」,它是利用激光技術存儲信息在光碟片上的計算機外部存儲器設備,簡稱「光碟」。1972年9月,荷蘭菲利浦公司研製出可長時間播放電視節目的光碟系統,標誌著光碟存儲器的誕生。進入20世紀80年代,光碟成為世界10大高科技開發項目之一。一張直徑12cm的光碟,存儲容量可達650MB,能存儲大約25萬個印刷頁的信息量。光碟一般存取時間為100-500ms。光碟已正在取代磁碟,而成為一種計算存儲的新途徑。 

以光子代替電子,光互連代替導線互連,以光硬體代替電子硬體,以光運算代替電運算,利用激光來傳送信號,並由光導纖維與各種光學元件製成的計算機,有的稱之為「光學計算機」,有的還稱之為「光子電腦」和「光腦」的。關於「光腦」,人們對它也許還很陌生,但製造「光腦」的嘗試,科學家們早在20世紀50年代就開始了,直到80年代後期可以說才有決定意義的突破,20世紀90年代中期,世界上第一台「光腦」已由歐共體的英國、法國、比利時、德國、義大利的70多名科學家研製成功,其運算速度,比電腦快1000倍。電子的傳播速度為593km/s,而光子的速度為30萬km/s,是電子速度的506倍,「光腦」的信息存儲量可達一百億億二進位信息位,比電腦高達108倍。和電腦相比,光腦的「無導線計算機」內傳遞信息的平地通道其密度實際上是無限的。 

「光腦」具有與人腦相似的容錯性,其并行處理能力強,其功能為普通電腦所望塵莫及的,因此,「光腦」是未來更加先進計算機,不少科學家預言,總有一天「光腦」將憑藉其更小體積,更快的速度,帶來一場新的技術革命。

16 計算機 -分類

1.按處理對象劃分
(1)數字計算機:計算機處理的數據對象是數字量。
(2)模擬計算機:計算機處理的數據對象是模擬量,如電壓、溫度、速度等。
(3)數字模擬混合計算機:計算機處理的數據對象既可是數字量又可是模擬量。
2按用途劃分
(1)通用機
適用解決多種一般問題,該類計算機使用領域廣泛,通用性較強,在科學計算、數據處理和過程式控制制等多種用途中都能使用。
(2)專用機
用於解決某個特定方面的問題,配有為解決某方面問題而設置的軟體和硬體,如在生產過程中自動化控制、工業智能儀錶等方面的專門應用。
3.按規模劃分
按規模劃分,計算機大體上可分為微型機、小型機、大型機和巨型機,但實際上很難去界定它們,在這裡,介紹幾種比較典型的機型。
(1)巨型計算機
也稱其為高性能計算機,應用於國防尖端技術和現代科學計算中,現代巨型機運算速度可達每秒百萬億次,而研製巨型機是衡量一個國家經濟實力和科學水平的重要標誌。
(2)微型計算機
微型計算機也稱個人計算機(Personal Computer,PC),簡稱「微型機」、「微機」,也稱「微電腦」,由微處理機(核心)、存儲器、輸入和輸出、系統匯流排等組成。它具有小巧靈活、通用性強、價格低廉等優點,是發展速度最快的一類計算機。微型計算機的核心是以VLSI為基礎的微處理器(Micro Processor Unit,MPU)。1971年,Intel公司把運算器和控制器集成在一起,推出了世界上第一片微處理器Intel 4004,由它裝配了第一台微機MCS4,從此揭開了微型計算機大發展的序幕。30多年來,微處理器的性能和集成度幾乎每18個月增加一倍,而價格卻下降一半。
(3)工作站
工作站(Workstation),是一種以個人計算機和分散式網路計算為基礎,主要面向專業應用領域,具備強大的數據運算與圖形、圖像處理能力,為滿足工程設計、動畫製作、科學研究、軟體開發、金融管理、信息服務、模擬模擬等專業領域而設計開發的高性能計算機。一般來說,工作站主要應用在以下領域:
①計算機輔助設計及製造CAD/CAM。這一領域被視為工作站的傳統領域。採用CAD/ CAM技術可大大縮短產品開發周期,同時又降低了高技術產品的開發難度,提高產品的設計質量。在CAD領域,大到一幢樓房小到一個零設備,圖形工作站都以其直觀化、高精度、高效率顯示出強有力的競爭優勢。
②動畫設計。用戶群主要是電視台、廣告公司、影視製作公司、遊戲軟體開發公司、室內裝飾公司。電視台利用圖形工作站進行各個電視欄目的片頭動畫製作;而廣告公司則用它製作廣告節目的動畫場面;影視製作公司將其用於電腦特技製作;遊戲軟體公司將其作為開發平台;室內裝飾公司不僅利用圖形工作站進行設計,而且可以讓用戶在裝修之前就能看到其裝修后的三維模擬效果圖。
③GIS地理信息系統。它所面向的客戶群主要是城市規劃單位、環保部門、地理地質勘測院、研究所等。他們通常是用圖形工作站來運行GIS軟體。它使用戶可以實時的、直觀的了解項目地點及周圍設施的詳情,如路燈柱、地下排水管線等。這些大數據量的作業也只有在具有專業圖形處理能力的工作站上才能高效率地運行。
④平面圖像處理。它是應用普及程度較高的行業。用戶通常是以圖形工作站為硬體平台,以PhotoShop、CorelDraw等軟體為操作工具,致力於圖片影像處理、廣告及宣傳彩頁設計、包裝設計、紡織品圖案設計等。
⑤模擬模擬。在軍事領域,模擬模擬技術是訓練戰鬥機駕駛員、坦克駕駛員以及模擬海上航行的有效手段;在科研開發領域,它使設計者在製作樣機之前,就可以在圖形工作站上進行模擬運行,及時發現問題,對設計進行修改。
目前,許多廠商都推出了適合不同用戶群體的工作站,比如IBM、DELL(戴爾)、HP(惠普)等。
(4)嵌入式計算機
嵌入式計算機一般指非微型計算機,有計算機功能但又不稱之為計算機的設備或器材。它是以應用為中心,軟硬體可裁減的,適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統。簡單地說,嵌入式系統集系統的應用軟體與硬體於一體,類似於PC中BIOS的工作方式,具有軟體代碼小、高度自動化、響應速度快等特點,特別適合於要求實時和多任務的體系。嵌入式系統主要由嵌入式處理器、相關支撐硬體、嵌入式操作系統及應用軟體系統等組成,它是可獨立工作的「器件」。
嵌入式系統幾乎包括了生活中的所有電器設備,如掌上PDA、移動計算設備、電視機頂盒、手機上網、數字電視、多媒體、汽車、微波爐、數字相機、家庭自動化系統、電梯、空調、安全系統、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設備、工業自動化儀錶與醫療儀器等。

計算機的語言種類也有多種。

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