计算机

簡介

計算機（computer）俗稱電腦，是在現代一種用於高速計算的電子計算機器，可以進行邏輯計算，又可以進行數值計算，還具有存儲和記憶的功能。它是能夠按照程序運行，自動、高速的去處理海量數據的現代化智能電子機器設備。

發展歷史

第一台計算機 電子管計算機 (1946-1957年)

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第一代计算机"ENIAC"：世界上第一台电子计算机"ENIAC"于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学诞生，是美国人莫克利（JohnW.Mauchly）和艾克特（J.PresperEckert）发明的，主要是有大量的电子管组成，主要用于科学计算。

• 它以電子管作為元器件，所以又被稱為電子管計算機。
• 它是個龐然大物，用了18000個電子管，占地150平方米，足有兩間房子大，重達30噸，耗電功率約150千瓦，每秒鐘可進行5000次運算。
• 由於它使用的電子管體積很大，耗電量大，易發熱，因而工作的時間不能太長。
• 使用機器語言，沒有系統軟件。
• 採用磁鼓、小磁芯作為儲存器，存儲空間有限。
• 輸入/輸出設備簡單，採用穿孔紙帶或卡片。
• 主要用於科學計算，當時美國國防部用它來進行彈道計算。

第二代計算機 晶體管計算機 (1958-1964年)

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第二代计算机：第二代计算机采用的主要元件是晶体管，称为晶体管计算机。计算机软件有了较大发展，程序语言也出现了Fortran，Cobol计算机高级语言，采用了监控程序，这是操作系统的雏形。

• 體積小，可靠性增強，壽命延長。
• 運算速度快。
• 提高了操縱系統適應性。
• 容量提高。
• 應用領域擴大。

第三代計算機 中小規模集成電路計算機 (1965-1969年)

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第三代计算机-IBM 360：集成电路可在几平方毫米的单晶硅片上集成十几个甚至上百个电子元件。计算机开始采用中小规模的集成电路元件，这一代比上一代更小，耗电更少，功能更强，寿命更长，领域扩大，性能比上一代有很大提高。

• 體積更小，壽命更長。
• 運行計算速度更快。
• 外圍設備考試出現多樣化。
• 有類似操作系統和應用程序，高級語言進一步發展。
• 應用範圍擴大到企業管理和輔助設計等領域。

第四代計算機 大規模集成電路計算機 (1971年至今)

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第四代计算机：这时期的计算机的体积、重量、功耗进一步减少，运算速度、存储容量、可靠性都有很大提高。

• 採用了大規模和超大規模集成電路邏輯元件，體積與第三代相比進一步縮小，可靠性更高，壽命更長。
• 運算速度加快，每秒可達集千萬次到幾十億次。
• 系統軟件和應用軟件獲得了巨大的發展，軟件配置豐富，程序設計部分自動化。
• 計算機網絡技術、多媒體技術、分布式處理技術有了很大的發展，微型計算機大量進入家庭，產品更新速度加快。
• 計算機在辦公自動化、數據庫管理、圖像處理、語言設別和專家系統等各個領域得到應用，電子商務已開始進入家庭，出現個人電腦(PC)，計算機的發展進入到了一個新的歷史時期。*

機器組成

主要分为以下五个部分

1. 控制器(Control)：是整個計算機的中樞神經，其功能是對程序規定的控制信息進行解釋，根據其要求進行控制，調度程序、數據、地址，協調計算機各部分工作及內存與外設的訪問等。
2. 運算器(Datapath)：運算器的功能是對數據進行各種算術運算和邏輯運算，即對數據進行加工處理。
3. 存儲器(Memory)：存儲器的功能是存儲程序、數據和各種信號、命令等信息，並在需要時提供這些信息。
4. 輸入(Input system)：輸入設備是計算機的重要組成部分，輸入設備與輸出設備合你為外部設備，簡稱外設，輸入設備的作用是將程序、原始數據、文字、字符、控制命令或現場採集的數據等信息輸入到計算機。常見的輸入設備有鍵盤、鼠標器、光電輸入機、磁帶機、磁盤機、光盤機等。
5. 輸出(Output system)：輸出設備與輸入設備同樣是計算機的重要組成部分，它把外算機的中間結果或最後結果、機內的各種數據符號及文字或各種控制信號等信息輸出出來。微機常用的輸出設備有顯示終端CRT、打印機、激光印字機、繪圖儀及磁帶、光盤機等。

應用領域

计算机有以下的应用领域

• 科學計算：例如氣象預報、海灣戰爭中伊拉克導彈的監測。
• 數據處理：例如高考招生中考生錄取與統計工作，鐵路、飛機客票的預定系統，銀行系統的業務管理。
• 輔助技術(或計算機輔助設計與製造)：計算機輔助技術包括CAD、CAM和CAI等。
• 過程控制(或實時控制)：例如在汽車工業方面，利用計算機控制機床、控制整個裝配流水線，不僅可以實現精度要求高、形狀複雜的零件加工自動化，而且可以使整個車間或工廠實現自動化。
• 人工智能(或智能模擬)：例如能模擬高水平醫學專家進行疾病診療的專家系統，具有一定思維能力的智能機器人等等。
• 網絡應用：計算機技術與現代通信技術的結合構成了計算機網絡。個地區、一個國家中計算機與計算機之間的通訊，各種軟、硬件資源的共享，也大大促進了國際間的文字、圖像、視頻和聲音等各類數據的傳輸與處理。*