计算机

计算机（computer）俗称计算机，是一种用于高速计算的现代电子计算机，可用于数值计算逻辑计算和记忆存储。能够根据程序自动运行、高速处理大量数据的现代智能电子设备。可以分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机有五种，比较高级的是生物计算机、光子计算机、量子计算机等。它由硬件系统和软件系统组成，没有安装任何软件的电脑称为裸机。

计算机发明家约翰·冯·诺依曼。计算机是20世纪最先进的科技发明之一，对人类生产和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力迅速发展。其应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会各个领域，形成了庞大的计算机产业，推动了全世界的技术进步，从而引发了深刻的社会变革，计算机遍布普通学校、企事业单位进入寻常百姓家，成为信息社会不可或缺的工具。

计算机的应用在中国变得越来越普遍改革开放后，我国计算机用户数量不断上升，应用水平不断提高，尤其是互联网、通信、多媒体等领域的应用取得了良好的效果。从1996年到2009年3356年，计算机用户从630万增加到67103356万，联网计算机从2.9万台升至5940万台。互联网用户已经达到3.16 亿，无线互联网有6.7 亿移动用户，其中移动互联网用户占15.173356亿，全球第一。

发展历史

编辑

ENIAC计算机

计算工具的发展从简单到复杂、从低到高的不同阶段，如从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘计算尺、机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用，同时也启发了现代电子计算机的发展思路。

1889年，美国科学家赫尔曼·何李乐发明了一种以电为基础的电子制表机，用来存储计算数据。

1930年，美国科学家万涅瓦·布什创造了世界第一台模拟电子计算机。

1946年2月14日，世界 美国第一台电子计算机是由美国军方定制的“电子数字集成计算机”Eniac   Electronic 3356 Digital   and   Calculators）它在宾夕法尼亚大学问世。ENIAC（中文名：埃尼阿克）它是由美国奥伯丁武器试验靶场为满足弹道计算的需要而研制的这个计算器使用了17840个电子管，尺寸为80英尺×8英尺，重量为28t（吨），功耗为170kW，运算速度为每秒5000次，成本约为487000美元。ENIAC的问世具有划时代的意义，预示着电子计算机时代的到来。在接下来的60年里，计算机技术以惊人的速度发展，任何技术的性价比都可以在30年内提高6个数量级。

 第一代：电子管数字机（1946—1958年）

电子管数字计算机

硬件方面，采用真空管作为逻辑元件，水银延迟线作为主存储器、阴极射线示波器静电存储器、磁鼓、磁芯；外部存储器是磁带。该软件使用机器语言、汇编语言。应用领域主要是军事和科学计算。

特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般每秒几千到几万次）它很贵，但它为计算机的未来发展奠定了基础。

 第二代：晶体管数字机（1958—1964年）

硬件操作系统、高级语言及其编译器的应用领域主要是科学计算和事务处理，并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高（一般是每秒10万次，最多300万次）性能比第一代计算机有很大提高。

 第三代：集成电路数字机（1964—1970年）

硬件方面，采用逻辑元件、小规模集成电路（MSI、SSI），主存还是用磁芯。软件出现分时操作系统和结构化、规模编程方法。特点是速度更快（一般每秒几百万到几千万次）而且可靠性显著提高，价格进一步降低，产品通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。

 第四代：大规模集成电路机器（1970年至今）

硬件方面，逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路（Large Scale Integrated circuit and very large scale integrated circuit）数据库管理系统出现在软件中、网络管理系统和面向对象语言等。1971年，世界 美国第一台微处理器在美国硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。应用范围从科学计算、事务管理、过程控制逐渐走向家庭。

由于集成技术的发展，半导体芯片的集成度更高，每个芯片可以容纳数万甚至数百万个晶体管，运算器和控制器可以集中在一个芯片上、于是，微处理器出现了，微处理器和大规模、超大规模集成电路被组装成微型计算机，通常被称为微型计算机或pc机。微型计算机体积小，价格便宜，使用方便，但其功能和运算速度已经达到甚至超过了过去的大型计算机。另一方面，使用大规模、VLSI制作的各种逻辑芯片被做成巨型计算机，体积不是很大，但运算速度可以达到一亿次甚至几十亿次。1983年，中国成功研制出每秒运算1亿次的银河I型超级计算机，1993年成功研制出每秒运算10亿次的银河II型通用并行超级计算机。这一时期还产生了新一代的编程语言数据库管理系统和网络软件。

随着物理元、随着设备的变化，不仅主机经历了升级，其外部设备也在不断变化。如外存储器，从阴极射线显示管发展到磁芯、后来发展成通用磁盘的磁鼓现在变小了、容量更大、更快的光盘（CD—ROM）

随着科学技术的进步，各种计算机技术、随着网络技术的飞速发展，计算机的发展进入了一个快速而崭新的时代，计算机已经从单一的功能、体积大，功能复杂、体积微小、资源网络化等。计算机的未来充满了变数，毫无疑问性能会有很大的提升，但是实现性能的飞跃有很多种方法。然而，性能的大幅提升并不是计算机发展的必由之路电脑的发展也要越来越人性化，同时要注意环保等等。

计算机从出现开始就经历了机器语言、程序语言、简单操作系统和Linux、Macos、BSD、第四代现代操作系统，如Windows，运行速度也有了很大的提高，第四代计算机的运算速度达到了每秒几十亿次。计算机也从只用于军事科研发展到人人拥有计算机强大的应用功能创造了巨大的市场需求，未来的计算机性能应该是小型化的、网络化、智能化和巨型化发展方向。

巨型化

巨型是指为了满足尖端科技的需求而高速发展、存储容量大功能强的超级计算机。与人相处人们对计算机的依赖越来越大，特别是在军事科研和教育领域，对计算机存储空间和运行速度的要求会越来越高。此外，电脑的功能更加多样化。

微型化

随着微型处理器(CPU)随着互联网的出现，微处理器被用于计算机中，这降低了计算机的尺寸和成本。另一方面，软件业的迅速发展也提高了计算机的便利性的内部操作系统，以及计算机 的外部设备也变得越来越完善。随着计算机理论和技术的不断进步，微型计算机已迅速渗透到全社会的各个行业和部门，成为人们的必需品的生活和学习。在过去的40年里，计算机的体积一直在缩小，而台式计算机、笔记本电脑、掌上电脑、平板电脑变得越来越小，为人们提供了便利的服务。因此，未来计算机将继续小型化和小型化。

网络化

互联网连接了全世界的电脑，从此进入了互联网时代。电脑联网彻底改变了人类世界，人们通过互联网进行交流、交流（OICQ、微博等），教育资源共享（文献查阅、远程教育等）信息查阅共享（百度、谷歌）等等，尤其是无线网络的出现，大大提高了人们使用网络的便利性，未来电脑会进一步向网络化发展。

人工智能化

计算机人工智能是未来发展的必然趋势。现代计算机具有强大的功能和运行速度，但与人脑相比，其智能和逻辑能力仍有待提高。人类在不断探索如何让计算机更好地反映人类的思维，让计算机具备人类逻辑思维和判断的能力它们可以通过思维与人类交流，摒弃以往依靠编码程序运行计算机的方法，直接向计算机发出指令。

多媒体化

传统计算机处理的信息主要是字符和数字。事实上，人们更习惯于图片、文字、声音、图像和其他形式的多媒体信息。多媒体技术可以整合图形、图像、音频、视频、字符的整合使信息处理的对象和内容更接近真实世界。

技术结合

电脑芯片图片

计算机微处理器（CPU）以晶体管为基本部件，随着处理器的不断改进和升级，计算机的结构和部件也会发生很大的变化。随着光电技术、量子技术和生物技术的发展极大地促进了新型计算机的发展。

自20世纪80年代以来，算术逻辑单元和控制单元（两者结合成一个中央处理器，即CPU）逐渐集成为一个集成电路，称为微处理器。这种电脑的工作模式非常直观：在一个时钟周期内，计算机首先从内存中获取指令和数据，然后执行指令，存储数据，再获取下一条指令。重复该过程，直到获得终止指令。按照控制器的解释，运算单元执行的指令集是一组精心定义的简单指令，数量非常有限。

中国现已成为电子信息产品制造大国，并逐步在全球产业分工体系中确立了重要地位中国 未来美国计算机产业将呈现六大发展趋势。

 大容量磁盘、环保显示器越来越受欢迎；

 笔记本显示器是偏光的；

 内存技术替代，软驱退出市场；

 无线应用成为主流；

 IA服务器的市场份额将进一步提高；

 服务器低端市场细分加剧。

计算机是由硬件系统组成的（Hardware   system）和软件系统（Software   system）两部分组成的。

传统计算机系统的硬件单元通常可以分为输入单元、输出单元、算术逻辑单元、其中算术逻辑单元和控制单元统称为中央处理单元（Central processing unit 3356)

 电源

电源是电脑中不可缺少的供电设备，其作用是将220V交流电转换成电脑中使用的5V、12V、3.3V DC，其性能的好坏，直接影响其他设备的稳定性，进而影响整机的稳定性。本发明在笔记本电脑装有锂电池情况下，为笔记本电脑提供了有效的电源。

 主板

主板是电脑各部分工作的平台它将电脑的各个部分紧密的连接在一起，各个部分通过主板传输数据。换句话说，电脑里最重要的东西“交通枢纽”It s都在主板上，它的稳定性影响整机的稳定性。

 CPU

CPU是中央处理器，是计算机的计算核心和控制核心。它的功能主要是解释计算机指令和处理计算机软件中的数据。CPU由运算器、控制器、寄存器、缓存和数据来实现它们之间的关系、控制和状态的总线组成。CPU作为整个系统的核心，也是整个系统的最高执行单元，所以CPU就成了决定电脑性能的核心部件，很多用户都把它作为判断电脑档次的标准。

 内存

内存也称为内存或随机存取存储器（RAM），分为DDR内存和SDRAM内存，（但是SDRAM因为容量低，存储速度慢，稳定性差，已经被DDR淘汰了）存储器是一种电子存储设备，由电路板和芯片组成它的特点是体积小速度快有电存储无电清零，即电脑开机时可以将数据存储在内存中，关机后会自动清除所有数据。内存有DDR、DDR II、DDR III三类，容量1-64GB。

 硬盘

硬盘属于外存储器，而机械硬盘是用金属磁盘做的，磁盘有记忆功能，所以无论是开机还是关机，存储在磁盘上的数据都不会丢失。硬盘容量大，达到TB级别，大小3.5、2.5、1.8、1.0英寸等，接口有IDE、SATA、SCSI等等，SATA是最常见的。移动硬盘是以硬盘为存储介质，强调便携性的存储产品。市面上绝大多数移动硬盘都是基于标准硬盘，只有少数是微硬盘（1.8英寸硬盘等）基于，但是价格因素决定了主流移动硬盘是否基于标准笔记本硬盘。由于使用硬盘作为存储介质，移动硬盘的数据读写方式与标准IDE硬盘相同。移动硬盘大多使用USB、传输速度更快的接口，如IEEE1394，可以以更高的速度与系统传输数据。一种固态电子存储芯片阵列硬盘，由控制单元和存储单元组成（FLASH芯片）组成。固态硬盘在外观和大小上与普通硬盘完全一致，但固态硬盘比机械硬盘速度更快。

 声卡

声卡是多媒体计算机不可缺少的硬件设备它的作用是将电脑中的声音数字信号转换成模拟信号，送入音箱发出声音。

 显卡

显卡配合显示器输出图形、字符是连接显示器和个人计算机主板的重要部件，其功能是转换和驱动计算机系统所需的显示信息，向显示器提供行扫描信号并控制显示器的正确显示“人机对话”的重要设备之一。

运算速度快：计算机内部电路可以高速准确地完成各种算术运算。现在计算机系统的运算速度已经达到每秒 万亿次，微型计算机每秒可以达到1亿次以上，解决了大量复杂的科学计算问题。例如：卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气需要几年甚至几十年，但在现代社会，用计算机只需几分钟就能完成。

计算精确度高：科技的发展，尤其是尖端科技的发展，要求高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确命中预定目标，离不开计算机的精确计算。一般的电脑可以有十几甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可以从千分之几到百万分之几，这是任何计算工具都达不到的。

逻辑运算能力强：计算机不仅能精确计算，还具有逻辑运算的功能，能对信息进行比较和判断。计算机可以把数据参与运算、保存程序中间结果和最终结果，并可根据判断结果自动执行下一条指令，供用户随时调用。

存储容量大：计算机的内存具有存储特性，可以存储大量的信息，不仅包括各种数据信息，还包括处理这些数据的程序。

自动化程度高：由于计算机具有记忆和逻辑判断的能力，人们可以把预先编制好的程序组放入计算机内存中，在程序的控制下，计算机可以连续、自动工作，无需人工干预。

性价比高：几乎每个家庭都会有一台电脑，它变得越来越普及、随着普及，计算机必将成为21世纪每个家庭不可缺少的电器之一。电脑发展很快，包括台式机和笔记本。

信息管理

信息管理是以数据库管理系统为基础的计算机技术，辅助管理者提高决策水平和经营策略。信息处理具体包括数据收集、存储、加工、分类、排序、检索出版等一系列工作。信息处理已经成为现代计算机的主要任务。是现代管理的基础。据统计，80%以上计算机主要用于信息管理，成为计算机应用的主导方向。信息管理已经广泛应用于办公自动化、企事业单位的计算机辅助管理与决策、情报检索、图书馆里、影视动画设计、会计电算化及其他行业。

计算机的应用已经渗透到社会的各个领域，正在日益改变着传统的工作方式、学习和生活方式促进了社会的科学计算

科学计算是计算机最早的应用领域，是指利用计算机完成科学研究和工程技术中提出的数值计算问题。在现代科学技术工作中，科学计算的任务是庞大而复杂的。计算机的运算速度很快、存储容量大，连续运算能力强，可以解决人工无法完成的各种科学计算问题。例如，工程设计、地震预测、气象预报、火箭发射等等都需要计算机进行庞大而复杂的计算。

过程控制

过程控制是通过计算机实时收集数据、分析数据，根据最优值快速调整或控制被控对象。利用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的及时性和准确性，从而改善劳动条件、提高产量和合格率。因此，计算机过程控制已在机械中得到应用、冶金、石油、化工、电力等部门广泛使用。

辅助技术

计算机辅助技术包括CAD、CAM和CAI。

1、计算机辅助设计（Computer   appearance design, referred to as computer aided design）

计算机辅助设计CAD是利用计算机系统辅助设计师进行工程或产品设计，以达到最佳设计效果的技术。CAD技术已经应用于飞机设计、船舶设计、建筑设计、机械设计、大规模集成电路设计等。利用计算机辅助设计可以缩短设计时间，提高工作效率，节省人力、物力和财力，更重要的是提高设计质量。

2、计算机辅助制造（Computer   aied   Manufacturing, CAM）

计算机辅助制造CAM是通过计算机系统控制产品的过程输入信息是零件的工艺路线和工程内容，输出信息是刀具轨迹。集成CAD和CAM技术可以实现设计产品生产的自动化，称为计算机集成制造系统。一些国家已经把计算机辅助设计和计算机辅助制造（Computer  ）计算机辅助测试（Computer   test）和计算机辅助工程（Computer engineering）形成一个完整的系统来进行设计、制造、测试和管理有机地结合在一起，形成一个高度自动化的系统，因此自动化生产线和“无人工厂”

3、计算机辅助教学（Computer   instruction, referred to as computeraided instruction）

计算机辅助教学是利用计算机系统进行课堂教学。教学课件可以用PowerPoint或Flash制作。CAI不仅可以减轻教师的负担，而且可以使教学内容生动形象、生动的图像可以动态演示实验原理或操作过程，激发学生学习兴趣学习兴趣，提高教学质量，为培养现代高素质人才提供有效方法。