笔记（第二集）
第一章 《计算机系统概述》
首先我们要给计算机下定义：
计算机系统 = 硬件 + 软件
硬件就是计算机的实体部分，比如：鼠标、键盘显示器
软件就是我们看得见摸不到的部分，比如：操作系统，微信
硬件是计算机系统的物理基础，软件决定了我们可以把硬件的性能发挥到什么程度。所以当我们在评判一个计算机系统的好坏优劣时，我们除了看硬件功能如何之外，还要看软件是否优秀。这也是为什么很多人喜欢用苹果手机的原因。计算机性能的好坏取决于软、硬件功能的总和。
软件又可以进一步划分为：系统软件、应用软件
所谓系统软件，是指用来管理整个计算机系统的软件，比如：操作系统、数据库管理系统等。
我们平时接触到更多的是应用软件：微信、QQ等。
总之我们的计算机系统是由硬件和软件两部分组成，软件又可以划分系统软件和应用软件！
计组这门课重点探讨硬件部分，接下来我们看一下计算机硬件的发展历程。
在1946年，第一台电子数字计算机诞生，这台计算机叫做ENIAC。那一年刚好是第二次世界大战即将接近尾声时候，当时美国军方在开发新武器时候需要计算武器射程、弹道轨迹等，手工计算非常慢！所以军方提出制造一台可以快速进行数学运算的计算机。该项目请了一个资深顾问——冯诺依曼。
这台计算机采用电子管作为逻辑元件，何为逻辑元件：我们在上一个笔记中说过，计算机在进行数字计算的时候，本质上就是在处理一些电信号。所谓逻辑元件就是用来处理这些电信号最小的基本单元。这样的一台计算机就是要把很多逻辑元件用线路连接起来从而实现用电路来运算的功能！每一个电子管的体积都是很大的。第一台计算机一共使用了1.8w个电子管，所以如此之多电子管连接起来组装成计算机就需要很大的空间。
所以当时第一台计算机的占地面积高达170平方米，同时因为电子管的物理特性，导致耗电量高达150kw。它的运算速度不是很快，只能达到5000次加法/秒。以ENIAC为代表的这一代计算机，我们把它称为电子管时代，原因是这一代计算机使用电子管作为逻辑元件。
第一阶段，程序员都是直接使用机器语言来编程。
计算机这个机器只能识别0，1这样的二进制数，所以程序员当时编程是使用纸袋机打孔，有孔表示二进制的0，没有孔表示1。
所以在这一阶段如果你写程序的纸带上出现了一只死掉的小虫子，那么这一只小虫子死在纸带上会导致纸带机读取的二进制数出现错误，因此为什么程序的一些问题成为Bug就是这个原因。
后来贝尔实验室发明了晶体管，晶体管可以用来替代电子管。每一个晶体管的体积大小要比电子管小得多。因此计算机的体积得到大幅度降低，功耗降低，计算速度每秒计算几十万次。
第二阶段出现了高级编程语言：FORTRAN
同时为了让计算机有自我管理功能，连续完成一系列任务，这个时候开始出现操作系统！
制造一台计算机大概需要几万~几十万晶体管，需要把这些晶体管手工焊接到电路板，所以这一阶段计算机硬件还是十分不可靠！任何一个焊接点出现问题，都会导致计算机无法工作。后来，就发明了集成电路！
从此计算机进入了第三个时代：中小规模集成电路时代！
该时代会把逻辑元件集成在一个基片上，采用集成电路的制造工艺，使得计算机越来越小，同时功耗更低。这种集成电路的可靠性要比晶体管手动焊接可靠性更高。这个阶段各种高级语言迅速发展，同时有了分时操作系统。不过在这一阶段，计算机主要还是用于科学计算等专业的用途，并没有步入个人的生活。
后来随着集成电路工艺的提升，慢慢开始进入第四代：大规模、超大规模集成电路时代！
此时开始出现微处理器和微型计算机！微处理器简单理解就是CPU。例如苹果A13芯片制造工艺达到7nm，也就是说，每个逻辑元件在芯片中做到了宽度不超过7nm。所以一个指甲盖大小的CPU在里面85亿个晶体管！
总之芯片技术的进步，导致微处理器、微型计算机的诞生。之后微型计算机逐渐步入每个人的生活。这一阶段诞生了许多我们耳熟能详的操作系统：Windows、MacOS、Linux等。
谈到微处理器的发展，我们不得不提到因特尔！ 这张表关于因特尔微处理器的进化史。
最左这一列是微处理器的型号。第二列是机器字长。
机器字长就是微处理器一次整数运算所能处理的二进制的位数！
机器字长的提升会直接影响CPU的运算速度！
自从进入奔腾处理器（Pentium）之后，机器字长保持在了64位。微型计算机的发展以微处理器技术为标志。
摩尔这个人，提出了一个非常著名的理论就是：摩尔定律！
我们的半导体存储器的发展，同样符合摩尔定律！
到目前为止，我们探讨计算机硬件的发展阶段。我们把它分为四个阶段。
总之就是逻辑元件的集成度越来越高！每个逻辑元件越来越小，速度越来越快，功耗越来越低！
接下来再来聊聊软件的发展：
所有的软件都是用编程软件编出来的，所以编程语言的发展直接决定了我们的软件世界到底有多丰富！在计算机发展的初期，所有的软件都需要用机器语言（0，1） 编写。后来由于机器语言可读性太差！因此发明了汇编语言。这两种语言本质上是一样的，只不过汇编语言把机器语言转换成人类更方便记忆的一些符号。这个阶段程序员编写软件很困难！这就注定了在这阶段软件很少！
后来为了让编程更方便，慢慢出现高级语言：例如：C++、PASCAL
程序员使用高级语言编程不需要关心机器的具体特性是什么，程序员只需要专注他要解决的问题即可。因为这些高级语言基本上接近我们人类所使用的自然语言。
有了这些高级语言作为基础，我们的软件越来越丰富。随着计算机网络技术的发展，又出现了例如：Java Python之类，更适用于网络环境的编程语言。因此操作系统类的软件也跟着不断地发展！
目前计算机系统有两极分化的发展趋势：
以上就是这一集的全部内容：
