Computer Basic Knowledge_ (1) Development of Computer

1. The four stages of computer development

1.第一阶段:1946年~1957年   (电子管计算机)

        电子管计算机产生的背景:

            *    第二次世界大战是催化剂,英国为了破解德国海军的密文。

            *    英国设计了全世界第一个电子管计算机。

            *    美国在战争中使用了非常多的飞机和火箭等,需要准确的计算设计参数,在没有计算机前都是人工在计算,不仅慢还容易出错。

                  所以就发明了“埃尼阿克(ENAIC)”电子管计算机。

            *    埃尼阿克(ENAIC)

                    - 1800多个电子管

                    - 运行功耗150千瓦

                    - 重达30吨,占地1500平方英尺

                    - 造价达到4500万美元

                    - 大致是手工计算的20万倍

        电子管计算机特点:

            *    集成度小,空间占用大。

            *    功耗高,运行速度慢(针对于现代的计算机)。

            *    操作复杂,更换程序需要重新接线。

2.第二阶段:1957年~1964年   (晶体管计算机)

        晶体管计算机产生的背景:

            *    1948年贝尔实验室三个科学家发明了晶体管

            *    比起电子管它据有更高的效率、更低的能耗、

            *    基于晶体管的著名计算机

                    -    TX-0:世界第一台晶体管计算机

                                     诞生于麻省理工(MIT)的林肯实验室

                    -    PDP-1:但是最快的晶体管计算机

                                      4K内存,每秒200000指令

                                      配备了 512X512的显示器

        晶体管计算机的特点:

            *    集成度相对较高,占用空间相对较小。

            *    功耗相对较低,运行速度较快。

            *    交互更加方便,操作更加简单。

3.第三阶段:1964年~1980年      (集成电路计算机)

        集成电路计算机产生的背景:

            *    德州仪器的工程师发明了集成电路(IC),工程师们把三个电子元器件集成到一个小小的硅片上,从此开始了集成电路。

            *    硅片上可以集成更多的电子元件。

        集成电路计算机的特点:

            *    计算机变得更小。

            *    功耗变得更低。

            *    计算速度变得更快。

            *    计算机就具备了进入千家万户的条件。

            *     操作系统的诞生

                        -    当时IBM买的最好的两种计算机:7094、1401,因为主打功能不同,相互程序无法兼容,购买的企业   不愿投入两拨人力资源去操作这些计算机,所以IBM就开发了名为:System 360的兼容产品,这个 System 360就是操作系统的雏形,使得软件可以在不同的计算机不同的硬件上操作。

4.第四阶段:1980年~今        (超大规模集成电路计算机)

        超大规模集成电路计算机产生背景:

            *    技术的进步可以使一个芯片可以集成成千上万的晶体管。

        超大规模集成电路计算机的特点:

            *    速度更快、体积更小、价格更低、更能被大众接受。

            *    用途丰富:文本处理、表格处理、高交互的游戏与应用。

            *    乔布斯这时候发明了Apple和Aple二代,家庭和学校都非常受欢迎。

5.拓展:

        未来的计算机:

            *    生物计算机(生物领域):以蛋白质分子作为基础材料,可以和人体结合起来进行一定的运算。

                -    体积小效率高

                -    不易损坏 具有生物级的修复功能

                -    不受信号干扰,没有热损耗

            *    量子计算机(物理领域):遵循量子力学的物理计算机

                -    2013年5月,谷歌和NASA发布D-Wave Two

                -    2017年5月,中国科学院宣布发明光量子计算机

                -    2019年1月,IBM展示了首款商业化量子计算机

                -    腾讯2017年就组建了量子计算机的研究实验室

                -    2017年阿里巴巴达摩院也成立的相应的实验室

2. History of Microcomputer Development

1.时间:

        1964年~今

2.受限于性能

        单核CPU

            *    (1971年~1973年)500KHz的微型计算机 (字长8位)

            *    (1973年~1978年)高于1MHz的微型计算机 (字长8位)

            *    (1978年~1985年)500MHz的微型计算机 (字长16位)

            *    (1985年~2000年)高于1GHz的微型计算机 (字长32位)

            *    (2000年~现在)高于2GHz的微型计算机 (字长64位) 

            *      摩尔定律: Intel提出,在价格不变的情况下,集成电路的性能,每18到24个月就提升一倍。21世纪就慢慢                           失效了。

        双核CPU

            *    单核CPU达不到要求了

            *    2005年,Intel 奔腾系列双核CPU ,AMD 速龙系列。

            *    2006年,Intel 酷睿四核CPU。

            *    Intel  酷睿系列16核CPU。

            *    Intel  至强系列56核CPU。

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