怎样才能归类
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2022-05-29
计算机的发展
一、第一台计算机
1)计算机系统
2)第一台计算机
3)计算机识别二进制数据的原理
二、硬件的发展
第一代:电子管时代
第二代:晶体管时代
第三代:中小规模集成电路时代
第四代:大规模、超大规模集成电路时代
三、发展趋势
一、第一台计算机
首先问大家一个问题:我们常用的MySQL,是系统软件还是应用软件?
注意啊,我说的MySQL不是Navicat或者SQLyon这种图形化界面,而是在cmd命令行里写命令的的那个MySQL数据库系统。大部分同学第一反应肯定是应用软件,但实际上,像MySQL这样的数据库系统,应该属于系统软件。
1)计算机系统
「计算机系统」
=
「硬件」
+
「软件」
「硬件」
:计算机的实体,比如主机、鼠标、键盘等
「软件」
:功能程序,分为系统软件和应用软件
-
「系统软件」
:管理计算机系统,如操作系统
-
「应用软件」
:按照任务需求编制成的各种程序,如酷狗,爱奇艺
硬件就不做解释了,看得见摸得着的实体都是硬件,重点在于软件,身边的很多同事都认为,
「系统软件」
就只包括Windows,Linux这种操作系统一类的重量级软件。但实际上,除了操作系统以外,系统还包括很多,比如数据库管理系统、标准程序库、网络软件、语言处理程序、服务程序
操作系统:最典型的系统软件
数据库管理系统:学习数据库的时候,用到的数据库系统
标准程序库:编程的时候使用的库函数
网络软件:实现TCP/IP协议的那些软件模块
语言处理程序:编译程序、汇编程序,将编程语言转译成编译语言,比如将Java代码转译成0101二进制
服务程序:比如调试代码用的调试程序
2)第一台计算机
1946年2月14日,第一台电子数字积分计算机:
ENIAC
(中文名:埃尼阿克),在美国宾夕法尼亚大学诞生,发明人是美国人莫克利和艾克特
有资料称
ABC
(中文名:阿塔纳索夫·贝瑞计算机)与1943年测试成功,但再1960年才被认可。1973年,美国联邦地方法院撤销了ENIAC的专利,因此ABC被认定为世界上第一台计算机,但大多数情况下还是认定ENIAC是第一台计算机
3)计算机识别二进制数据的原理
众所周知,计算机通过二进制数据(0101)的不同组合来决定执行的操作,那计算机是怎么识别这些二进制数据的呢?答案是:
「电信号」
电信号可以理解为电流,强度比较低的电流称为
「低电平」
,可以理解为打火机的电子打火的器的那种小型电压;而强度较高的电流称为
「高电平」
,可以想象成高压电线的那种电压,当然,这里只是为了方便大家理解,实际上高电压并没有这么大。
二进制数据只有两种:
0
和
1
,低电平对应
0
,高电平对应
1
,通过改变电流的大小来传递不同的信息,负责接收这种电流的容器,我们暂时称之为
「逻辑元件」
,随着时代的发展,逻辑元件的性能越来越高,叫法也在不断的发生着改变。
二、硬件的发展
计算机的发展史重点在于
「硬件」
的发展,而
「逻辑元件」
的变化对计算机的性能有着跨时代的提升,因此,计算机的发展历程可以按照逻辑元件的变化划分为四个时代
第一代:电子管时代
1946-1957年,随着世界上第一台计算机的诞生,进入了计算机的时代。这个时代的计算机逻辑元件是
「电子管」
,因此也被称为电子管时代。
电子管是最早起的电信号放大器。被封闭在玻璃容器(一般为玻璃管)中的阴极电子发射部分、控制栅极、加速栅极、阳极(屏极)引线被焊在管基上。利用电场对真空中的控制栅极注入电子调制信号,并在阳极获得对信号放大或反馈振荡后的不同参数信号数据。早期应用于电视机、收音机扩音机等电子产品中,近年来逐渐被半导体材料制作的放大器和集成电路取代。
第二代:晶体管时代
1958-1964年,这个时代的逻辑元件是
「晶体管」
,这个由贝尔实验室发明的半导体器件凭借着体积小的优势,逐渐替代了原有的电子管,使计算机进入了晶体管的时代。
晶体管(transistor)是一种固体半导体器件(包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管等,有时特指双极型器件),具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关,能够基于输入电压控制输出电流。
第三代:中小规模集成电路时代
1964-1971年,这个时代的逻辑元件是
「中小规模集成电路」
,传统的晶体管需要手工一根一根的焊接在电路板上,一个计算机需要几万到几十万个晶体管,每个晶体管需要多个焊接点,只要其中有一个焊接点出现问题,整个计算机将无法工作,这种繁琐的工艺使得计算机变得十分不可靠,于是有人发明了
「集成电路」
。
集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构
第四代:大规模、超大规模集成电路时代
1972-现在,这个时代的逻辑元件是
「大规模、超大规模集成电路」
,随着集成电路技术的不断发展,性能不断的提升,体积不断减小,开始出现了微处理器和微型计算机,一个指甲盖大小的集成电路(CPU),可以拥有几十亿个晶体管。
微处理器逐渐走入千家万户,成为了我们所熟悉的个人计算机(PC)
摩尔定律
说道集成电路技术,不得不提一嘴
「摩尔定律」
,摩尔定律是英特尔创始人之一戈登·摩尔的经验之谈,其核心内容为:集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月便会增加一倍。换言之,处理器的性能每隔两年翻一倍
三、发展趋势
目前的发展呈
「两极分化」
的趋势
一方面是
「微型计算机」
,往更微型化、高性能、多用途的方向发展,比如电子手表、智能手机等
另一方面是
「巨型机」
,往更巨型化、超高速、智能化防线发展,如天河一号等超级计算机。
数据库 硬件开发
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