计算机简介 2011-04-24
它的名片
计算机（Computer）是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装备。由硬件和软件所组成，两者是不可分割的。人们把没有安装任何软件的计算机称为裸机。伴着科技的发展，现在新出现一些新型计算机有：生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
计算机（全称： 电子计算机） 别称：电脑； 中文：计算机。汉语拼音：jì suàn jī 英文：computer、calculation machine、PC（个人计算机）、laptop(笔记本电脑）、Workstation(工作站)、Server（服务器）、Mainframe(大型机)、Supercomputer（超级计算机） 法文：Ordinateur PC机早期称作微机，初期在香港商人之间被称为电脑，后引入国内，成为大众最认识的名字。 电脑的学名为电子计算机，是由早期的电动计算器发展而来的。1946年，世界上出现了第一台电子数字计算机“ENIAC”，用于计算弹道。是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造的，但它的体积庞大，占地面积170多平方米，重量约30吨，消耗近100千瓦的电力。显然，这样的计算机成本很高，运用不便。1956年，晶体管电子计算机诞生了，这是第二代电子计算机。只要几个大一点的柜子就可将它容下，运算速度也大大地提高了。1959年出现的是第三代集成电路计算机。最初的计算机由约翰·冯·诺依曼发明(那时电脑的计算能力相当于现在的计算器)，有三间库房那么大，后逐步发展。 从20世纪70年代开始，这是电脑发展的最新阶段。到1970年，由大规模集成电路和超大规模集成电路制成的“克雷一号”，使电脑进入了第四代。超大规模集成电路的发明，使电子计算机不断向着 小型化、微型化、低功耗、智能化、系统化的方向更新换代。20世纪90年代，电脑向“智能”方向发展，制造出与人脑相似的电脑，可以进行思维、学习、记忆、网络通信等工作。 进入21世纪，电脑更是笔记本化、微型化和专业化，每秒运算速度超过100万次，不但操作简易、价格便宜，而且可以代替人们的部分脑力劳动，以至在某些方面扩展了人的智能。于是，今天的微型电子计算机就被形象地称做电脑了。世界上第一台个人电脑由IBM于1981年推出。IBM推出以英特尔的x86为硬体架构，以微软公司的MS-DOS为操作系统的个人电脑，并制定以PC/AT为PC的规格。之后，由英特尔推出的微处理器以及微软推出的操作系统的发展几乎等同于个人电脑的发展历史。Wintel架构全面取代了IBM在个人电脑世界的主导地位。 通常说到“世界公认的第一台电子数字计算机”大多数人都认为是1946年面世的“ENIAC”，它主如果用于计算弹道。是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院制造的，它的体积庞大，占地面积170多平方米，重量约30吨，消耗近150千瓦的电力。显然，这样的计算机成本很高，运用不便。这个说法被计算机基础教科书上普遍采用,现实上在1973年根据美国最高法院的裁定,最早的电子数字计算机,应当是美国爱荷华州立大学的物理系副教授约翰·阿坦那索夫和其研究生助手克利夫·贝瑞(Clifford E. Berry ，1918-1963）于1939年10月制造的"ABC"(Atanasoff- Berry-Computer）。之所以会有这样的误会，是因为“ENIAC”的研究小组中的一个叫莫克利的人于1941年剽窃了约翰·阿坦那索夫的研究成果，并在1946年时，请求了专利。由于种种原因直到1973年这个错误才被扭转过来。（详细情况参阅百度百科----“约翰·阿坦那索夫”词条，希望大家记住ABC和约翰·阿坦那索夫，希望以后的教科书能够修改这个错误）。后来为了表彰和纪念约翰·阿坦那索夫在计算机领域内作出的伟大贡献，1990年美国前总统布什授予约翰·阿坦那索夫全美最高科技奖项----“国家科技奖”。
从计算机的类型、工作方式、构成器件、操作原理、应用环境等划分，计算机有多种分类。 从数据表示来说，计算机可分为数字计算机、模拟计算机以及混合计算机三类； 数字计算机按构成的器件划分，曾有机械计算机和机电计算机，现用的电子计算机，正在研究的光计算机、量子计算机、生物计算机、神经计算机等等。 各种计算机(5张) 电子计算机就其规模或系统功能而言，可分为巨型、大型、中型、小型、微型计算机和单片机。 综合起来说，计算机的分类是这样的： (1)按照性能指标分类 ① 巨型机： 高速度、大容量 ② 大型机： 速度快、应用于军事技术科研领域 ③ 小型机： 结构简朴、造价低、性能价格比突出
④ 微型机： 体积小、重量轻、价格低 (2)按照用途分类 ① 专用机： 针对性强、特定服务、专门想象， ② 通用机： 科学计算、数据处理、过程控制解决各类问题 (3)按照原理分类 ① 数字机： 速度快、精度高、自动化、通用性强 ② 模拟机： 用模拟量作为运算量，速度快、精度差 ③ 混合机： 集中前两者长处、避免其缺点，处于发展阶段
硬件
计算机系统中所运用的电子线路和物理装备，是看得见、摸得着的实体，如中心处理器（CPU）、存储器、外部装备（输入输出装备、I／O装备）及总线等。
①中心处理器
主要功能是根据存储器内的程序 ， 中心处理器
逐条地执行程序所指定的操作。中心处理器的主要组成部分 是：数据寄存器、指令寄存器、指令译码器、算术逻辑部件、操作控制器、程序计数器（指令地址计数器）、地址寄存器等。
②存储器
主要功能是存放程序和数据，程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象。存储器是由存储体、地址译码器 、读写控制电路、地址总线和数据总线组成。能由中心处理器直接随机存取指令和数据的存储装备称为主存储器 内存储器
，磁盘、磁带、光盘等不能直接被中心处理器读的存储装备取称为外存储器（或辅助存储器）。主存储器、外部存储器和相应的软件，组成计算机的存储系统。
③外部装备
主要功能是用户与机器之间的桥梁。输入装备的任务是把用户要求计算机处理的数据、字符、文字、图形和程序等各种形式的信息转换为计算机所能接受的编码形式存入到计算机内。输出装备的任务是把计算机的处理结果以用户需要的形式（如屏幕显示、文字打印、图形图表、语言音响等）输出。输入输出接口是外部装备与中心处理器之间的缓冲装置，负责电气性能的匹配和信息格式的转换。 外部装备
软件
对能使计算机硬件系统顺利和有效工作的程序集合的总称。程序总是要通过某种物理介质来存储和表示的 ，它们是磁盘、磁带、程序纸、穿孔卡等，但软件并不是指这些物理介质，而是指那些看不见、摸不着的程序本身。可靠的计算机硬件如同一个人的强壮体魄，有效的软件如同一个人的聪颖思维。 计算机的软件系统可分为系统软件和应用软件两部分。系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调度、监视和服务。应用软件是指各个不同领域的用户为各自的需要而开发的各种应用程序。计算机软件系统包括：
①操作系统
系统软件的核心，它负责对计算机系统内各种软、硬资源的管理、控制和监视。
②数据库管理系统
负责对计算机系统内全部文件、资料和数据的管理和共享。
③编译系统
负责把用户用高级语言所编写的源程序编译成机器所能理解和执行的机器语言。
④网络系统
负责对计算机系统的网络资源进行组织和管理，使得在多台独立的计算机间能进行相互的资源共享和通信。
⑤标准程序库
按标准格式所编写的一些程序的集合，这些标准程序包括求解初等函数、线性方程组、常微分方程、数值积分等计算程序。
⑥服务性程序
量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。
编
新型计算机
1、仿生的生物计算机 生物计算机的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片，利用有机化合物存储数据。在这种芯片中，信息以波的形式传播，当波顺着蛋白质分子链传播时，会引起蛋白质分子链中单键、双键结构顺序的变化，例如一列波传播到分子链的某一部位，它们就像硅芯片集成电路中的载流子那样传递信息。运算速度要比当今最新一代计算机快10万倍，它具有很强的抗电磁干扰能力，并能彻底消退电路间的干扰。能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一，且具有巨大的存储能力。由于蛋白质分子能够自我搭配，再生新的微型电路，使得生物计算机具有生物体的一些特点，如能发挥生物本身的调节机能，自动修复芯片上发生的故障，还能模拟人脑的机制等。 生物电路
生物计算机的优越性是特别诱人的，现在世界上很多科学家在研制它，不少科学家认为，50年前的真空电子管，有谁会想到今天的电子计算机能风靡全球；当前的生物计算机正在静悄悄地研制着，有朝一日出现在科技舞台上，就有可能彻底完成现有计算机无法完成的人类右脑的模糊处理功能和整个大脑的神经网络处理功能。 2、二进制的非线性量子计算机 据美国IBM公司科学家伊萨克、张介绍，量子计算机是利用原子所具有的量子特性进行信息处理的一种全新概念的计算机。量子理论认为，非相互作用下，原子在任一时辰都处于两种状态，称之为量子超态。原子会旋转，即同时沿上、下两个方向自旋，这正好与电子计算机0与1完全吻合。如果把一群原子聚在一起，它们不会像电子计算机那样进行的线性运算，而是同时进行所有可能的运算，例如量子计算机处理数据时不是分步进行而是同时完成。只要40个原子一起计算，就相当于今天一台超级计算机的性能。量子计算机以处于量子状态的原子作为中心处理器和内存，其运算速度可能比目前的奔腾4芯片快10亿倍，就像一枚信息火箭，在一瞬间搜寻整个互联网，可以轻易破解任何安全密码，黑客任务轻而易举，难怪美国中心情报局对它特别感爱好。 3、光子计算机 1990年初，美国贝尔实验室制成世界上第一台光子计算机。 光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。光子计算机的基本组成部件是集成光路，要有激光器、透镜和核镜。 光子计算机
由于光子比电子速度快，光子计算机的运行速度可高达一万亿次。它的存贮量是现代计算机的几万倍，还可以对语言、图形和手势进行辨认与合成。 目前，很多国家都投入巨资进行光子计算机的研究。伴着现代光学与计算机技术、微电子技术相结合，在不久的将来，光子计算机将成为人类普遍的工具。 光子计算机与电子计算机相比，主要具有以下长处： (1)超高速的运算速度。光子计算机并行处理能力强，因而具有更高的运算速度。电子的传播速度是593km/s，而光子的传播速度却达3×10^5km/s，对于电子计算机来说，电子是信息的载体，它只能通过一些相互绝缘的导线来传导，即使在最佳的情况下，电子在固体中的运行速度也远远不如光速，尽管目前的电子计算机运算速度不断提高，但它的能力极限还是有限的；此外，伴着装配密度的不断提高，会使导体之间的电磁作用不断增强，散发的热量也在逐渐增加，从而制约了电子计算机的运行速度；而光子计算机的运行速度要比电子计算机快得多，对运用环境条件的要求也比电子计算机低得多。 (2)超大规模的信息存储容量。与电子计算机相比，光子计算机具有超大规模的信息存储容 量。光子计算机具有极为理想的光辐射源——激光器，光子的传导是可以不需要导线的，而且即使在相交的情况下，它们之间也不会产生丝毫的相互影响。光子计算机无导线传递信息 的平行通道，其密度实际上是无限的，一枚五分硬币大小的枚镜，它的信息通过能力竟是全世界现有电话电缆通道的很多倍。 (3)能量消耗小，散发热量低，是一种节能型产品。光子计算机的驱动，只需要同类规格的电子计算机驱动能量的一小部分，这不仅降低了电能消耗，大大减少了机器散发的热量，而且为光子计算机的微型化和便携化研制，提供了便利的条件。科学家们正实验将传统的电子转换器和光子结合起来，制造一种“杂交”的计算机，这种计算机既能更快地处理信息，又能克服巨型电子计算机运行时内部过热的难题。 目前，光子计算机的很多关键技术，如光存储技术、光互连技术、光电子集成电路等都已经获得突破，最大幅度地提高光子计算机的运算能力是当前科研工作面临的攻关课题。光子计算机的问世和进一步研制、完善，将为人类跨向更加幸福的明天，提供无穷的力量。
混合型计算机
混合计算机 （hybrid computer）可以进行数字信息和模拟物理量处理的计算机系统。混合计算机通过数模转换器和模数转换器将数字计算机和模拟计算机联结在一起，构成完整的混合计算机系统。混合计算机一般由数字计算机、模拟计算机和混合接口三部分组成，其中模拟计算机部分承担快速计算的工作，而数字计算机部分则承担高精度运算和数据处理。混合计算机同时具有数字计算机和模拟计算机的特点：运算速度快、计算精度高、逻辑和存储能力强、存储容量大和仿真能力强。伴着电子技术的不断发展，混合计算机主要应用于航空航天、导弹系统等实时性的复杂大系统中。 在混合计算机上操作时，来自模拟计算机的模拟变量通过模数转换器转换为数字变量，传送至数字计算机。同时，来自数字计算机的数字变量通过数模转换器转换为模拟信号，传送至模拟计算机。除了计算变量的转换和传送外，还有逻辑信号和控制信号的传送。用以完成并行运算的模拟计算机和串行运算的数字计算机在工夫上同步。数字计算机每完成一帧运算，就与模拟计算机交换一次信息，修正一次数据，而在两次信息交换的工夫间隔(帧)内，两种计算机都以前一帧的计算结果作为初值进行运算。这个工夫间隔称为帧同步工夫。对混合程序的想象，要求用户考虑模型在不同计算机上的分配、对帧同步工夫的选择以及对联结系统硬件特性的了解等。 现代混合计算机已发展成为一种具有自动编排模拟程序能力的混合多处理机系统。它包括一台超小型计算机、一两台外围阵列处理机、几台具有自动编程能力的模拟处理机；在各类处理机之间，通过一个混合智能接口完成数据和控制信号的转换与传送。这种系统具有很强的实时仿真能力，但价格昂贵。
智能型计算机
智能计算机（intelligent computers）迄今未有公认的定义 智能型计算机
。计算理论的奠基人之一 A. 图灵定义计算机为处理离散量信息的数字计算机。而对数字计算机能不能模拟人的智能这一原则问题，存在截然对立的看法。1937年A.丘奇和图灵分别独立地提出关于人的思维能力与递归函数的能力等价的假说。这一未被证明的假说后来被一些人工智能学者表述为：如果一个可以提交给图灵机的问题不能被图灵机解决，则这个问题用人类的思维也不能解决。这一学派连续了以逻辑思维为主的唯理论与还原论的哲学传统，强调数字计算机模拟人类思维的巨大潜力。另一些学者，如H.德雷福斯等哲学家肯定地认为以图灵机为基础的数字计算机不能模拟人的智能。他们认为数字计算机只能做形式化的信息处理，而人的智能活动不肯定能形式化，也不肯定是信息处理，不能把人类理智看成是由离散、确定的与环境局势无关的规则支配的运算。这一学派原则上不否认用接近于人脑的材料构成智能机的可能性，但这种广义的智能机不同于数字计算机。还有些学者认为不管什么机器都不可能模拟人的智能，但更多的学者相信大脑中大部分活动能用符号和计算来分析。必须指出，人们对于计算的理解在不断加深与拓宽。有些学者把可以完成的物理过程都看成计算过程。基因也可以看成开关，一个细胞的操作也能用计算加以解释，即所谓分子计算。从这种意义讲，广义的智能计算机与智能机器或智能机范畴几乎一样。
单片型计算机
单片计算机 （single-chip computer） 单片机是指将计算机的主要部件制作在一个集成芯片上的微型计算机。单片计算机又称为单片机或微控制器，从20世纪70年代开始，出现了4位单片计算机和8位单片计算机，20世纪80年代出现16位单片机，性能得到很大的提升，20世纪90年代又出现了32位单片机和运用FLASH存储的微控制器。由于单片机的集成度高，所以单片计算机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和运用方便等长处，被广泛应用于智能仪器仪表的制造、通过构造应用系统应用于工业控制、家用智能电器的制造、网络通讯装备的运用和医疗卫生行业。
计算机装备运用安全须知
(一). 计算机装备不宜放在灰尘较多的地方(比如靠近路边的窗口等),真实没有条件换地方的,应当能用防尘罩等在不运用的时分盖好;不宜放在较潮湿的地方(比如说水瓶集中处,饮水机等的旁边,人倒水轻易将水溅到装备上),还有就是注意主机箱的散热,避免阳光直接照射到计算机上; (二). 计算机专用电源插座上应严禁再运用其他电器,暖手炉等个人电器装备,下班时应当检查电脑装备是否全部关闭后再离开; (三). 不能在计算机工作的时分搬动计算机;因为计算机的硬盘构造是特别精细，因此要尽量避免硬盘的震惊。 (四). 切勿在计算机工作的时分插拔装备,频繁地开关机器,带电插拨各接口(除USB接口),轻易烧毁接口卡或造成集成块的损坏; (五). 防静电,防灰尘,不能让键盘,鼠标等装备进水; (六). 定期对数据进行备份并整理磁盘.由于硬盘的频繁运用,病毒,误操作等,有些数据很轻易丢失.所以要经常对一些重要的数据进行备份,以防止几个月完成的工作因备份不及时而全部丢失.经常整理磁盘,及时清理垃圾文件,以免垃圾文件占用过多的磁盘空间,还给正常文件的查找和管理带来不便,不仅轻易将重要文件删除,还会在急用时找不到需要的文件等等问题; (七). 发现问题要及时报修,使机器一直工作于较好状态.包括:装备是否有异常问题 各个接线是否松动等; (八). 预防计算机病毒,装杀毒软件,定期晋级并且查杀病毒
计算机运用上注意的几点
1, 自动链接到一些陌生的网站. 上网时要注意,不懂的东西不要乱点,尤其是一些色情类的图片,广告漂浮在浏览器页面当中的,不要点击它;如果它影响你浏览网页,就上下拖动滑动条,直到最佳视角为止. 另外,一些上网插件尽量不要装.还有不要安装上网助手及其工具栏,这类软件有时会影响浏览器的正常运用. 2, 不要随便下载和安装互联网上的一些小的软件或者程序. 3, 陌生人发来的电子函件. 收到陌生人发来的电子函件,尤其是那些标题很具诱惑力,比如一则笑话,或者一封情书等,又带有附件的电子函件. 4, 运用优盘前先进行查杀病毒操作,定期用防病毒软件检测系统有没有病毒. 5.装机肯定要安装功能较好的是杀毒软件. 计算机病毒发作经常见的几点表现: 1, 运行速度明显变慢; 2, 以前能正常运行的软件经常发生内存不足的错误; 3, 提示一些不相干的话. 4, 产生特定的图象. 5, 未做什么操作,硬盘灯不断闪耀. 6, Windows桌面图标发生变化. 7, 计算机突然死机或重启. 8, 自动发送电子函件. 9, 鼠标自动处于繁忙状态. 10，某些正常文件突然不见了，其实是被病毒强行隐藏。 11，在地址栏里不让搜索带有“杀毒”字样的文字，一旦出现网页自动强行关闭。 计算机遭遇病毒可能产生的不良后果: 1, 硬盘无法启动,数据丢失 2, 系统文件丢失或被破坏 3, 文件目录发生混乱 4, 部分文档丢失或被破坏 5, 部分文档自动加密码 6, 网络瘫痪,无法提供正常的服务.
计算机的基本组成及发展情况,对系统主要部件的了解 对系统外设及常用硬件的认识及性能参数辨认 动手组装计算机及系统软件的安装 系统驱动及常用软件的安装以及基本驱动备份 文件及系统的备份,ghost的运用 文件及系统的备份应在决定ghost恢复之前， 1. 先决定恢复那个盘（例如C盘）； 2. 再整理C盘，把一些安错位置的软件移除C盘，不要移除依赖C盘的软件（拼音输入法，迅雷，office的软件，wps等）防止每次还原后，还要再装； 3. 然后用杀毒软件对C盘彻底杀毒，接下来利用优化软件（超级兔子、优化大师等）清理注册表，清除无用的信息 4. 利用ghost 备份C盘（把备份的文件不要装进备份的盘）； 5. 备份完毕，恢复C盘 6. 重新启动 ，一直Enter Bios的基本的设置和维护 对系统的基本测试及系统优化,系统安全的检测 基本的故障排除及维护 计算机信息安全基础知识 鉴于计算机病毒传播危害性大，计算机系统一旦感染上病毒，可能会使计算机系统瘫痪，从而可能造成灾害性的后果。所以，各国一直对计算机病毒的防犯给予高度重视，并且逐步采取了一系列科学管理方法和预防措施。通常采用如下安全管理方法和对策。 １、对工作人员应当加强关于计算机病毒及其危害的教育使有关人员认识到，程序和数据的破坏或系统瘫痪，不仅给公司或厂方造成巨大的经济损失，而且还会严重地损害公司和厂方的社会形象和信誉。 ２、为了防犯病毒的入侵，对于系统软件应予以写保护。注意对需要的可执行程序和数据文件进行写保护。 ３、对于予以保护的文件，为了防止文件的任何可能的修改，只答应运用读操作，而且要经常检查这些文件是否被修改了。 ４、对于计算机系统中的程序，要定期进行比较测试和检查，以检测是否有病毒侵入。 ５、要谨慎运用公共软件，防止计算机病毒的传播和扩散。 ６、在运用口令(Password)时，要尽可能选择随机字符作为口令，让口令本身无意义，不要用名字华诞等作为口令，以增加破译口令难度。 ７、加强运用软盘的管理，尽量不用软盘引导。因为用软盘引导造成病毒感染的机会要多一些，而用硬盘引导，则较安全。 ８、要严禁将其它部门的程序带入本系统。 外来程序如确需要运用，必须经管理人员授权，并要经过严格检查和测试，在确信无病毒感染时，才答应在本系统中运行。 ９、不答应随便将本系统与外界系统接通，以防止外界系统的病毒乘机侵入。 １０、不答应将各种游戏软件装入计算机系统，因为游戏软件被病毒侵入的机会很多，带病毒可能性大，以防止计算机病毒乘机侵入。 １１、运用杀毒软件，病毒本质上是一种程序，故可以通过软件的方法来预防或清除病毒程序，这就是杀毒软件。现今市面上风行的国际，国内的杀病毒软件的很丰富。如：Scan、Clean、kill系列、KV200、KV300，等等不一而足。这些杀毒软件各有特点，运用较多的是kill系列和kv系列，这两个系列都可以通过菜单界面方便的进行操作。 现代计算机的价格：如果是家庭用户，基本价格：2500多元
[1]“天河一号”由国防科技大学于2009年10月研制推出， 天河一号
目前“天河一号”小系统已在国家级超级计算天津中心投入运营，为天津市乃至环渤海地区的生物制药、新能源新材料、航空航天装备研制等新兴产业服务。待今年年底“天河一号”全面部署完毕后，天津将成为我国首个具有千万亿次计算能力的区域，形成年产值100亿元以上的信息产业集群。
在当今世界，几乎所有专业都与计算机休戚相关。但是，只有某些特定职业和学科才会深化研究计算机本身的制造、编程和运用技术。用来诠释计算机学科内不同研究领域的各个学术名词的涵义不断发生变化，同时新学科也层出不穷。
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