计算机基础知识(软件、硬件、发展史)

该计算机是一个重30吨，用了18，800个电子管的庞然大物。它标志着人类进入 了一个崭新的信息时代。
➢ 18000个电子管 ➢ 占地167平方米 ➢ 重达30吨 ➢ 耗电140千瓦 ➢ 保存80个字节 ➢ 每秒5千次加、减法运算 ➢ 价值40万美元
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历代
逻辑元器件
起始 年份
结构
应用
第一代
电子管
1946年
以CPU为中心
使用计算机语言，速度慢，存储量小， 主要用于数值计算
第二代 第三代 第四代
晶体管
中小规模集成电路
大规模和超大规模集成 电路
1958年
以存储器为中心
使用高级语言，应用范围扩大到数据 处理和工业控制
1964年
以存储器为中心
增加了多种外部设备，软件得到了一 定的发展，文字图像处理功能加强
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计算机基础知识 Windo ws 7
Word 2010
Excel 2010
PowerPoint 计算机网络
2010
Internet技术
基础
第一章 计算机基础知识
计算机发展史；分类；特点与运用；数据处理方式；系统组成； 软件/硬件；性能指标；基本操作；使用与维护。
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世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学研制成 功，它的名称叫ENIAC （Electronic Numerical Integrator And Calculator）。
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TPU [高性能处理器]
Tensor Processing Unit，是谷歌打造的 处理器，是专为机器学习量身定做的，执行每 个操作所需的晶体管数量更少，自然效率更高。
训练AlphaGo、Alpha
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SK海力士(SK Hynix)： 2015年单条最大128GB
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也称为计算机视频卡 黄仁勋
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计算机发展史视频资料
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1.3.1 计算机的特点
➢ 高速、精确的运算能力（IBM “深蓝”计算机） ➢ 准确的逻辑判断能力（二进制） ➢ 强大的存储能力（B,KB,MB,GB,TB） ➢ 具有自动化功能和判断力（编好程序，按步进行） ➢ 网络功能（Internet）
应用更广泛，很多核心部件可集成在 1971年 核心部件集成在芯片上 一个或多个芯片上，从而出现了微型计
算机
第五代
甚大规模集成电路
1991年
计算机的主要部件集成 到一个芯片上
计算机的主要部件集成到一个芯片上， 从而出现了单片机
1-1 我国巨型计算机发展史
1983年 “银河Ⅰ”
1亿次/秒
1992年 “银河Ⅱ”
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一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部、输入设备和输出设备。
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软件分为两大类：应用软件和系统软件。 ➢应用软件
应用软件是为解决各种实际问题而专门设计的计算机程序， 一般由用户编写或外购，例如：
财务系统、图形处理软件、辅助设计软件、教学软件等。
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1.3.2计算机应用领域
➢ 数值计算：如人造卫星轨道计算、天气预报等 ➢ 信息处理：如财务管理、人事档案管理、医院看病、12306等 ➢ 过程控制：计算机控制发电（水位、温度、压力、燃料）、自动化车间等 ➢ 计算机辅助设计和辅助教学：计算机辅助设计(CAD）、计算机辅助制造
(CAM)、计算机辅助教学(CAI) ➢ 人工智能:如智能机器人(推理、学习）、神经网络计算机、生物计算机（遗
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ALW15C-R1848：
i7-7820HK 32GB DDR4 1T固态硬盘+1T机械硬盘 17寸显示屏（3840 × 2160） GTX 1080 (8GB GDDR5X)
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2．主机箱外的部件： 显示器、键盘、鼠标、光盘、磁盘驱动、优（U）盘、 音响、打印机（激光式+喷墨式）、绘图仪、扫描仪。。。
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显卡性能天梯图
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声卡：
把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声 器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发 出美妙的声音。
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硬盘：单块硬盘的最大存储容量已达到10TB。 硬盘技术还在继续向前发展，更大容量的硬 盘还将不断推出。
1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB， 1TB=1024GB，1PB=1024TB，1EB=1024PB，1ZB=1024EB，
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光驱：从1991年光驱诞生到现在，种类已 经发展到CDROM、DVDROM、CDRW、 Coombo、DVDRW、Rambo、蓝光光驱 等。
瑞士国家计算中心 美国DOE/SC/Argonne国家实验室
运算速度 200pf 93.01pf 33.86pf 17.59pf 16.32pf 14pf 13.6pf 10.5pf 9.8pf 8.6pf
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计算机发展到今天，已经琳琅满目，种类繁多。 按其本身的特性可以将计算机分为以下几种： ➢ 巨型机（国家科研、国防、国计民生） ➢ 大中型机（大银行、大公司、高校、科研院所） ➢ 小型机（企业管理、工业控制、医疗设备） ➢ 工作站（UNIX 工程技术、图像处理、电影动画、工业设计） ➢ 微型机（PC， CPU摩尔定律：每18个月性能提高一倍，价格下降一半）
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显 示 技 术
京东方、三星、LG、 飞利浦、AOC。。。
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2017年10月26号，京东方成都宣布第6 代柔性AMOLED生产线实现量产，而第 一条实现量产的生产线则来自面板大户 三星。
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未来的手机可能会像魔法卷轴一样，元件集中 在轴心，日常使用时拉出一部分屏幕，想要使用影 音功能，可以再拉出一部分屏幕变成大屏。
“暂时不用”的程序和数据。
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高速缓存（Cache） 高速缓存介于CPU的寄存器和主存储器之间，其中存放正在运
行的一小段程序和数据。Cache在CPU与主存储器之间不停地进行 程序和数据交换，把需要的内容调入，用过的内容返还。
1-7 存储器的有关术语简述如下： ①位（bit）：存放一位二进制数即0或l。 ②字节（Byte）：8个二进制位为一个字节。为了便于衡量存储器的大 小，统一以字节（Byte简写为B）为单位。容量一般用KB、MB、GB、 TB来表示，它们之间的关系是：
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名次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
名字 顶点 神威·太湖之光 天河二号 泰坦 红杉 Cori Oakforest-PACs K Computer Piz Daint Mira
2016全球十大超级计算机
国家+部署地 美国能源部（橡树岭国家实验室） 中国国家超级计算中心（无锡） 中国国家超级计算中心（广州） 美国能源部（橡树岭国家实验室） 美国能源部（劳伦斯利弗莫尔国家实验室，加州） 美国伯克利实验室（美国国家能源研究科学计算中心） 日本，先进高性能计算联合中心 日本，Riken计算科学高级研究所
可以从以下几个指标来大体评价计算机的性能。 1．字长 在其他指标相同时，字长越大计算机处理数据的速度就越快。 （8、16、32、64） 2. 主频 在很大程度上决定了微机运算速度的快慢，主频越高，微机的 运算速度就越快。（1.8GHz,4.4GHz） 3．内存容量 （2、4、6、8GB） 4．存取周期 （越短越好、速度越快） 5．外存储器的容量（500GB，1TB，120GB固态硬盘） 6. 显卡 （独显、集显，显存2G、4G、6G、8G） 7．软件配置
微型计算机的种类很多，主要分成两类：台式机（Desktop Computer）和便携机 （Portable Computer），目前非常流行的笔记本（Notebook）电脑和平板电脑属于便携机范畴。
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艾伦·麦席森·图灵Alan Mathison Turing
计英算国机之19父12，.0人6.工23智－能19之5父4.06.07
➢ 控制器 计算机的控制中心。
控制器+运算器一起组成中央处理单元，即 CPU。 (Intel,TI,ASM)
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GPU (图形处理器)
Graphics Processing Unit，又称显示核心、视觉处理器、
显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机等设备上图 像运算工作的微处理器。
GPU是显卡的核心，专为执 行复杂的数学和几何计算而设计 的，这些计算是图形渲染所必需 的。
传算法）、“贾维斯Jarvis”“Watson”“AlphaGo”等
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计算邮件、QQ、微信、微博…… 3、金融理财：余额宝、陆金所、真融宝、金蛋…… 4、购物消费：淘宝、天猫、京东、当当、…… 5、休闲娱乐：音乐、电影、DOTA、LOL、吃鸡……
应用于底层：硬件操作、高要求的程序优化场合。 软件加密、计算机病毒分析、程序调试、 对时效性要求高的程序（工业控制）
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➢ 1.主机箱内的部件： 主板（电路板）
CPU、内存条、显卡、声卡、多种接口卡、键盘、鼠标器等，都连接在主板上。
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➢ 运算器 算术逻辑单元(ALU)+累加寄存器+数据缓冲寄存器+状态条件寄存器 它是核心部件，负责数据加工处理。 它性能的高低直接影响计算机的运算速度和性能。
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➢ 系统软件 (操作系统、数据库管理系统、语言处理软件）