01-01 从计算机到程序设计语言

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从计算机到程序设计语言

一、计算机概念

Computer：原指专门计算的人，后来演变成特指计算设备，译为“计算机”。

其实国际的公认的第一个计算工具就是我们国内的算盘，当然还有计算尺、乘除器等

理解“计算机”：计算机是能够根据一组指令操作数据的机器

两个必要元素：

• 功能性：可以进行数据运算

• 可编程性：根据一系列指令来执行

二、计算机的发展介绍

第一代电子管计算机——ENIAC(The Electronic Numerical Integrator And Computer)，

• 诞生于1946年
• 采用十进制运算
• 通过开关手动编程
• 重30吨，占地170平方米
• 5000次/秒加法运算

​ 它通过不同部分之间的重新接线编程，还拥有并行计算能力，但功能受限制，速度也慢。ENIAC的问世标志现代计算机的诞生，是计算机发展史上的里程碑。

​ 从1946年至今计算机经过了70年的发展。2013，我国国防科学技术大学自主研制的超级计算机系统——天河二号，它以5.49亿亿次每秒的计算性能，成为世界上最快的计算机，它包含312万个核心处理器

三、计算机的组成

存储程序的基本含义

• 计算机的五大组成部分
  • 运算器：实现算数运算和逻辑运算的部件
  • 存储器：计算机用于存放所有数据和程序的记忆部件。内存/硬盘
  • 控制器：计算机的指挥系统
  • 输入设备：向计算机中输入信息（程序、数据、声音、文字、图形、图像等）设备
  • 输出设备：主要有显示器、音响、打印机、绘图仪等

​ 其中运算器和控制器就组成了我们口中常说的CPU，它在计算机之中的地位就相当于人类身体器官中的大脑，是负责计算机的控制和运算的。

• 计算机内部采用二进制来表示指令和数据
• 将编写好的程序和数据事先存入存储器，任何再启动计算机工作

四、微型计算机

• 个人计算机（PC）也叫微型计算机。
• 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
• 微型计算机也叫微机。不同的时代，微机的技术指标不同
• 微机并不是一个绝对的概念

微型计算机主板

微型计算机主板cpu

微型计算机内存

主机的硬件系统

• 微处理器是系统的计算核心，对应控制器和运算器
• 内存和硬盘是存储数据的地方，对应存储器
• 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
• 以主板为载体的总线将上述部分连接起来

五、计算机分类依据

• 运算速度
• 成本
• 机器尺寸
• 复杂性
• 应用背景

六、计算机分类

主要分类有：

• 超级计算机

  • 常用于需要大量运算的工作
  • 对重大科学的计算有不可替代的作用，像：天气预报、气候研究、运算化学，分子模型，物理模拟，甚至挑战人类等。
  • 由需求产生，服务于科学计算
  • 它的设计理念影响着其他类型计算机的发展

• 嵌入式计算机

  • 完全嵌入收控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机。
  • 运行在资源有限的计算机硬件上，一般有很小的内寸，没有键盘。甚至没有屏幕

我们常见的嵌入式计算机有以下几种：

- 嵌入式计算机的概念应用十分广泛，从移动设备到大型基础设施控制部件
- 嵌入式计算机属于存储程序计算机

• 服务器级计算机

  • 一种高性能计算机，从性能上介于PC和超级计算机之间
  • 运行一类管理资源并为用户提供7*24小时服务的计算机软件
  • 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

• 网络计算机

  • 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。
  • 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

• 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

• 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。

• 传感器计算机

  • 传感器结点是传感器与小型计算机的结合。
  • 推动人类感知地球的技术进程（物联网）

七、总结

​ 无论是何种类型的计算机，程序设计都是展示计算机强大能力的一种方式。因此像要利用计算机，就一定要学习程序设计语言