计算机的发展史和基本结构

好久不见，粉粉们，我是#Y清墨。今天来分享一下最近学习做的笔记。

计算机发展史和四代计算机概述

阶段	年代	电子元件	运算速度（每秒/次）
第一代	1946-1958	真空电子管	数千至数万
第二代	1958-1964	晶体管	几十万至百万
第三代	1964-1970	中、小规模集成电路	百万至几百万
第四代	1970-至今	大、超大规模集成电路（微型机）	几百万至千亿

第一台计算机

1946年2月14日，世界上第一台计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。ENIAC体积庞大，长达30.48米，宽6米，高2.4米，重达30英吨，而且运行速度相对较慢，每秒只能进行五千次加法或四百次乘法。

约翰·冯·诺依曼

随后，数学家冯·诺依曼提出的计算机制造的三个基本原则，即采用二进制逻辑、程序存储执行以及计算机由五个部分组成（运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备），这套理论被称为冯·诺依曼体系结构。

约翰·冯·诺依曼（1903年12月28日-1957年2月8日），二十世纪著名美籍匈牙利数学家、计算机科学家、物理学家。早期以算子理论、共振论、量子理论、集合论等方面的研究闻名，开创了冯诺依曼代数。

曾参与曼哈顿计划， 第一颗原子弹的研制作出了贡献。被称为现代计算机之父、博弈论之父。

艾伦·麦席森·图灵

艾伦·麦席森·图灵（1912年6月23日-1954年6月7日），英国数学家、逻辑学家。被称为计算机科学之父、人工智能之父。提出了一种用于判定机器是否具有人类智能的试验方法，即图灵试验。此外，图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。为了纪念他对计算机科学的巨大贡献，由美国计算机协会（AGM）于1966年设立一年一度的图灵奖，以表彰在计算机科学领域做出突出贡献的科学家，图灵奖被誉为“计算机界的诺贝尔奖”。

阿达·洛芙莱斯

第一个给计算机写程序的人：阿达·洛芙莱斯（1815年12月10日-1852年11月27日），著名英国诗人拜伦之女。为了纪念阿达，Ada 也是一种程序设计语言。

计算机的基本特征：运算速度快 计算精度高 存储能力超强 逻辑运算能力强 自动控制能力强

计算机的应用：数值计算 数据和信息处理 过程控制  计算机辅助系统 人工智能（AI）。

计算机的基本结构

CPU

中央处理器 CPU（Center Process Unit）作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。包含控制单元、算术逻辑单元、存储单元三部分。

随着计算机的发展，CPU的字长从4位到8位、16位、32位处理器，发展到现在主流的64位处理器。这里的位（bit）（比特）指一个二进制位（一个0或一个1），通常我们描述一个文件的大小用的单位是字节（Byte），1 Byte =8 bit。例如字长为64位的 CPU一次可以处理8个字节。

存储容量单位及其换算

1B=1b

1KB=1024 B(K是千的意思)

1MB=1024*1024 B(M是百万的意思)

1GB=1024*1024*1024 B(G是十亿的意思)

1TB=1024*1024*1024*1024 B(T是兆的意思)

1PB=1024*1024*1024*1024*1024 B(P是千兆的意思)

存储设备的分类与特点

存储设备分为内存、外存和缓存三类，主要用于存储程序和数据。 内存分为RAM和ROM，RAM可随机访问，ROM只能读出数据。外存包括移动硬盘、U盘等储存介质，容量大但访问速度较慢。 缓存位于CPU和内存之间，容量小但访问速度快，可提高系统整体性能。

输入输出设备及其功能

输入设备用于向计算机输入数据和信息：键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏、麦克风和摄像头。

输出设备将从计算机中输出的数据和信息以数字、字符、图像、声音等形式展现给用户：显示器、打印机、音响。