1.1.1Computer:原指专门负责计算的人,后来演变成特指计算设备,译为“计算机”。世界上公认的第一个计算设备是中国的“算盘”。
1.1.2理解“计算机”:计算机是能够根据一组指令操作数据的机器。它有两个必要元素:
1、功能性:可以进行数据计算。
2、可编程性:根据一系列指令来执行。
具备计算机功能性和可编程性的设备才是“计算机”。
1.1.3电子计算机是当代计算机的主要形式,此外还存在其他类型的计算机,如光计算机、量子计算机、超导计算机、生物计算机等等
世界上第一台计算机“ENIAC”
1、诞生于1946年;2、采用十进制运算;3、通过开关手动编程;4、重30吨,占地170平方米;5、5000次/秒加法运算
天河二号
2015年,我国自主设计研发的天河2号计算机,以5.49亿亿次每秒的计算性能,成为世界最快的计算机,它包含312万个核心处理器。
1.1.4计算机的组成:存储程序概念(美国匈牙利数学家冯·诺依曼等在1946年6月提出,存储程序结构也叫冯·诺依曼结构)
存储结构的基本含义:
1、计算机(指硬件)由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。
2、计算机内部采用二进制来表示指令和数据。
3、将编好的程序和原始数据事先存入存储器中,然后在启动计算机工作
五大部件对应硬件:
1、外部设备(输入输出设备,指计算机从外界获得信息或将结果返回的装置)
2、中央处理器CPU(控制器与运算器的集成)
3、存储器(以内存或硬盘的方式体现)
1.1.5
1.1.6微型计算机
1、个人计算机(PC)也叫微型计算机
2、微型计算机指在价格、尺寸、功能、操作方面,适合个人直接使用的计算机。
3、微型计算机也叫微机。不同时代,微机的技术指标不同。
4、微机并不是一个绝对的概念。
主机的硬件系统
1、微处理器是系统的计算核心,对应控制器和运算器;
2、内存和硬盘是存储数据的地方,对应存储器;
3、各种I/O接口是计算机与外设进行信息交换的“桥梁”,对应输入输出设备;
4、以主板为载体的总线将上述部分连接起来。
1.1.7计算机分类依据
1、运算速度;2、成本;3、机器尺寸;4、复杂性;5、应用背景。
嵌入式计算机:
1、完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机;
2、运行在资源有限的计算机硬件上,一般有很小的内存,没有键盘,甚至没有屏幕;
3、包括微波炉、手机、摄像机、打印机、自动售货机、安检机等等;
4、嵌入式计算机的概念应用十分广泛,从移动设备(运动手表、MP3)到大型基础设施控制部件(核电厂);
5、嵌入式计算机属于存储程序计算机。
超级计算机
1、在计算速度或容量上领先世界的电子计算机;
2、具有鲜明的时代特点(30年代的超级计算机还不如我们现在使用的手机计算能力更强);
3、体系设计和运作机制与个人计算机有很大区别(但往往能够引领时代的发展);
4、TOP500 www.top500.org是世界超级计算机排行榜,每年两次选出世界上最快的500台计算机,是国家科技实力的重要体现。包括ENIAC,IBM System/360,克雷-2(Cray 2),NEC地球模拟器,IBM Blue Gene/L,IBM Roadrunner,天河2号。
5、超级计算机常用于需要大量运算的工作,例如天气预报、气候研究、物理模拟、挑战人类等等;
6、超级计算机由需求产生,服务于科学计算;
7、超级计算机的设计理念影响着其他类型计算机的发展。
服务器级计算机
1、一种高性能计算机,从性能上介于PC和超级计算机之间;
2、运行一类管理资源并为用户提供7*24服务的计算机软件;
3、文件服务器、数据库服务器、邮件服务器、域名服务器等一系列功能的主要计算载体。
网络专用计算机
1、指计算机网络所使用的专用计算机设备等一系列功能的主要计算载体;
2、主要包括:路由器、交换机、防火墙、网络入侵检测设备等等。
工业控制计算机
1、广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保等各个行业;
2、采用现代大规模集成电路技术,严格的生产工艺制造,内部电路采取了抗干扰技术,具有很高的可靠性。
传感器结点计算机
1、传感器结合是传感器与小型计算机的结合;
2、推动人类感知地球的技术进程(物联网)。