一、计算机基础之计算机的诞生

学习当然还是b站。

标题起的不错，就它了。学完也可以说是科班出身了。

第一点内容不多，而且大多知识点达到了解程度即可。计算机的诞生是人类计算工具不断迭代发展的产物。当人类不满足于手指、石头、结绳、算盘（一千多年前由中国人发明并在日本、韩国等周边国家应用）的计算速度和计算量时，中世纪的欧洲发明了加法计算器（1642年一个法国数学家发明,发条驱动）、分析机（十九世纪三十年代英国数学家巴贝尔发明）等，到今天的电子计算机。这一部分发展史其实就是人类计算工具的发展历史。

第一台真正意义上的计算机是在1946年2月诞生于美国宾夕法尼亚大学，全称是“电子数字积分计算机”，简称“ENIAC”。“ENIAC”采用穿孔卡片记录数据。内部安装了很多电子管、二极管、电阻器、电容器、继电器等。很大、大到170平的大平层都装不下，很重、3～5个别克君威那么重。很耗电，据说电子管每7分钟就烧坏一个，需要不停的换。但是运算速度已经可以达到每秒5000次加法。可以在20秒内计算一条炮弹的轨迹，比当时的炮弹飞行速度还要快。"ENIAC"的出现标志着人类计算进入了电子计算机的时代。

1946年6月，美籍匈牙利数学家冯*诺伊曼设计出了第一台存储程序的离散变量自动电子计算机，简称“EDVAC”。现代计算机大多都是基于“EDVAC"结构的。冯*诺伊曼又被称为现代计算机之父。

计算机的发展：

    第一代：电子管计算机。1946年～20世纪五十年代。    

                --主要采用电子管作为计算机的逻辑元件。

                --主存储器采用磁鼓、磁芯。

                --外存储器采用卡片、纸带、磁带等，存储容量只有几千字节。

                --运算速度每秒几千次

                --主要使用机器语言编写程序

                --第一代计算机体积大、价格高、不易维护。使用也不方便。   

                -- 主要在军事领域和科学研究领域应用。用于进行科学计算。

    第二代：晶体管计算机。20世纪五十年代～20世界60年代。

                --主要采用晶体管作为计算机的逻辑元件。

                --主存储器使用磁芯

                --外存储器使用磁带、磁盘。

                --在软件方面开始使用一些高级程序设计语言（区别于机器语言）

                --这一代的计算机不仅应用于科学计算，还应用于数据、事务处理和工业控制

                --相比于第一代计算机，运行速度更快、体积更小、功能更强。

    第三代：集成电路计算机。20世纪六十年代～20世纪70年代

                --采用中、小规模的集成电路作为计算机的逻辑元件。

                --主存储器开始逐渐使用半导体元件

                --外存储器采用磁盘，存储容量可达几M

                --运算速度可达每秒几十万次到几百万次

                --体积更小、性能更强、成本更低

                --软件开始使用操作系统    

                --从此计算机开始普及并应用于各个领域

    第四代：大规模集成电路计算机。20世纪70年代至今。

                --采用大规模集成电路（简称LSI）和超大规模集成电路（简称VLSI）作为计算机的逻辑元件。

                --主存储器采用LSI和VLSI、半导体、芯片

                --外存储器采用磁盘、光盘

                --存储容量更大、运行速度更快

随着LSI和VLSI的出现，计算机的体积越来越小，运行速度越来越快。开始出现微处理器和微型计算机。

1971年，英特尔公司推出了第一个微处理器芯片：

                --Intel4004

                --将中央处理器（简称CPU）集成在一块芯片上。

                --以Intel4004为核心的电子计算机被称为微型计算机，简称微机

1981年，IBM公司推出了第一台个人电子计算机IBM 5150，简称PC机（person cumputer）

            --CPU采用Intel8088，工作频率为4.77MHZ（简单说是CPU运算时的工作的频率(1秒内发生的同步脉冲数)的简称。单位是Hz。它决定计算机的运行速度）

            --内存16M

            --160kb的软盘驱动器

            --11.5英寸的单色显示器

            --没有硬盘

            --操作系统采用微软公司的DOS1.0

80年代我国研制出了兼容微型计算机长城号，不过应用不广、不声不响。

在20世纪70年代，人们发现能耗会导致计算机中的芯片发热，极大的影响了芯片的集成度。

Inter公司创始人摩尔在65年总结芯片的增长规律时指出：微芯片上集成的晶体管数目没18个月翻一倍。当时虽然没认证，不过后来集成电路的发展验证了这一点。所以又被称为摩尔定律。

由于摩尔定律和芯片发热，芯片的集成度最终会接近极限。所以科学家们还要继续研究新型的计算机来解决该问题。

未来（在研究）的几种计算机：

        --量子计算机

                （基本解决计算机能耗问题，问题是目前对微观量子态操作困难，受环境影响大，编码效率不高）

        --光子计算机

                （光导，能耗低，但是要求光强高，精度高）

        --生物计算机

                （一些蛋白质分子又开关功能。体积小、有自我修复能力。但是受环境影响大，蛋白质分子容易分解、丢失，不容易操作）