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計算機基礎
1. 計算機
定義
一種用於高速計算的電子計算機器，可以進行數值計算/邏輯計算，還具備存儲記憶功能，是能夠按照程勳運行，自動、高速處理好靚數據的現代智能電子設備。
程序自動化：可以將預先編號的程序組納入計算機內存，在程序控制下，計算機可以連續、自動地工作，不需要人的干預
高速：當今計算機系統的運算速度已達每秒億萬次，普通電腦也可達每秒億次以上，使大量複雜的科學計算問題得以解決。
關鍵字: 數值計算 邏輯計算 存儲記憶功能
計算機發展過程
計算工具的演化經歷了由簡單到複雜、從低級到高級的不同階段，例如從“結繩記事”中的繩結到算籌、算盤計算尺、機械計算機等。它們在不同的歷史時期發揮了各自的歷史作用，同時也啓發了電子計算機的研製和設計思路。
1889年，美國科學家赫爾曼·何樂禮研製出以電力爲基礎的電動製表機，用以儲存計算資料。
1930年，美國科學家範內瓦·布什造出世界上首臺模擬電子計算機。
1946年2月14日，由美國軍方定製的世界上第一臺電子計算機“電子數字積分計算機”（ENIAC Electronic Numerical And Calculator）在美國賓夕法尼亞大學問世了。ENIAC（中文名：埃尼阿克）是美國奧伯丁武器試驗場爲了滿足計算彈道需要而研製成的，這臺計算器使用了17840支電子管，大小爲80英尺×8英尺，重達28t（噸），功耗爲170kW，其運算速度爲每秒5000次的加法運算，造價約爲487000美元。ENIAC的問世具有劃時代的意義，表明電子計算機時代的到來。在以後60多年裏，計算機技術以驚人的速度發展，沒有任何一門技術的性能價格比能在30年內增長6個數量級。
1、第一代：電子管數字機（1946—1958年）
硬件方面，邏輯元件採用的是真空電子管，主存儲器採用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯；外存儲器採用的是磁帶。軟件方面採用的是機器語言、彙編語言。應用領域以軍事和科學計算爲主。
特點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般爲每秒數千次至數萬次）、價格昂貴，但爲以後的計算機發展奠定了基礎。
2、第二代：晶體管數字機（1958—1964年）
硬件方的操作系統、高級語言及其編譯程序。應用領域以科學計算和事務處理爲主，並開始進入工業控制領域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高（一般爲每秒數10萬次，可高達300萬次）、性能比第1代計算機有很大的提高。
3、第三代：集成電路數字機（1964—1970年）
硬件方面，邏輯元件採用中、小規模集成電路（MSI、SSI），主存儲器仍採用磁芯。軟件方面出現了分時操作系統以及結構化、規模化程序設計方法。特點是速度更快（一般爲每秒數百萬次至數千萬次），而且可靠性有了顯著提高，價格進一步下降，產品走向了通用化、系列化和標準化等。應用領域開始進入文字處理和圖形圖像處理領域。
4、第四代：大規模集成電路機（1970年至今）
硬件方面，邏輯元件採用大規模和超大規模集成電路（LSI和VLSI）。軟件方面出現了數據庫管理系統、網絡管理系統和面嚮對象語言等。特點是1971年世界上第一臺微處理器在美國硅谷誕生，開創了微型計算機的新時代。應用領域從科學計算、事務管理、過程控制逐步走向家庭。
由於集成技術的發展，半導體芯片的集成度更高，每塊芯片可容納數萬乃至數百萬個晶體管，並且可以把運算器和控制器都集中在一個芯片上、從而出現了微處理器，並且可以用微處理器和大規模、超大規模集成電路組裝成微型計算機，就是我們常說的微電腦或PC機。微型計算機體積小，價格便宜，使用方便，但它的功能和運算速度已經達到甚至超過了過去的大型計算機。另一方面，利用大規模、超大規模集成電路製造的各種邏輯芯片，已經制成了體積並不很大，但運算速度可達一億甚至幾十億次的巨型計算機。我國繼1983年研製成功每秒運算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機以後，又於1993年研製成功每秒運算十億次的銀河Ⅱ型通用並行巨型計算機。這一時期還產生了新一代的程序設計語言以及數據庫管理系統和網絡軟件等。
隨着物理元、器件的變化，不僅計算機主機經歷了更新換代，它的外部設備也在不斷地變革。比如外存儲器，由最初的陰極射線顯示管發展到磁芯、磁鼓，以後又發展爲通用的磁盤，現又出現了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光盤（CD—ROM）。
計算機的構成
一臺完整的計算機由硬件系統和軟件系統兩大部分組成.
硬件系統：
運算器/控制器/存儲器/輸入設備/輸出設備
運算器：負責算術運算與邏輯運算。與控制器共同組成中央處理器CPU
控制器：負責發送和接收指令
存儲器：用來存儲正在進行的程序、將要進行的程序的數據以及剛處理完的數據
輸入設備
輸出設備