計算機基礎

 

　　計算機是一切IT工作的基礎，沒有計算機我們就沒有了工具與目的，所以我們這篇文章就來介紹一下計算機基礎的東西

計算機就是電腦

 

 

　　定義：計算機（computer）俗稱電腦，是現代一種用於高速計算的電子計算機器，可以進行數值計算，又可以進行邏輯計算，還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行，自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。

　　通俗點就是能代替人腦24小時不斷工作的設備

計算機的發展歷史

• 第1代：電子管數字機（1946—1958年）

   

   

• 第2代：晶體管數字機（1958—1964年）

   

   

• 第3代：集成電路數字機（1964—1970年）
• 第4代：大規模集成電路計算機（1970年至今）

計算機的組成部分

　　硬件 

　　　　1.主板

 

 

　　　　　　主板是電腦中各個部件工作的一個平台，它把電腦的各個部件緊密連接在一起，各個部件通過主板進行數據傳輸。也就是說，電腦中重要的“交通樞紐”都在主板上，它工作的穩定性影響着整機工作的穩定性。

　　　　2.CPU

 

 

　　　　　　CPU即中央處理器，是一台計算機的運算核心和控制核心。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。CPU由運算器、控制器、寄存器、高速緩存及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態的總線構成。作為整個系統的核心，CPU也是整個系統最高的執行單元，因此CPU已成為決定電腦性能的核心部件，很多用戶都以它為標准來判斷電腦的檔次。

　　　　3.內存

 

 

　　　　　　內存又叫內部存儲器或者是隨機存儲器（RAM），分為DDR、SDRAM、ECC、REG，（但是SDRAM由於容量低，存儲速度慢，穩定性差，已經被DDR淘汰了）內存屬於電子式存儲設備，它由電路板和芯片組成，特點是體積小，速度快，有電可存，無電清空，即電腦在開機狀態時內存中可存儲數據，關機后將自動清空其中的所有數據。

　　　　4.硬盤

 

 

　　　　　　硬盤屬於外部存儲器，機械硬盤由金屬磁片或玻璃磁片制成，而磁片有記憶功能，所以儲到磁片上的數據，不論在開機，還是關機，都不會丟失。

　　　　5.輸入設備

　　　　　　鍵盤、鼠標、麥克風

　　　　6.輸出設備

　　　　　　屏幕、打印機，音響

　　操作系統

　　　　操作系統是管理、控制和監督計算機軟、硬件資源協調運行的程序系統，由一系列具有不同控制和管理功能的程序組成，它是直接運行在計算機硬件上的、最基本的系統軟件，是系統軟件的核心。操作系統是計算機發展中的產物，它的主要目的有兩個：一是方便用戶使用計算機，二是用戶和計算機的接口。比如用戶鍵入一條簡單的命令就能自動完成復雜的功能，這就是操作系統幫助的結果；二是統一管理計算機系統的全部資源，合理組織計算機工作流程，以便充分、合理地發揮計算機的效率。

　　　　三層架構

　　　　　　應用程序

　　　　　　操作系統

　　　　　　計算機硬件
　　"""
　　我們日常生活中所使用的 程序員所編寫的程序都必須基於操作系統之上
　　"""

　　　　PC端
　　　　　　windows 更加注重用戶體驗
　　　　　　Liunx 更加注重軟件的運行
　　　　　　macOS 兩者均可
　　　　移動端
　　　　　　安卓

　　　　　　IOS

　　　　　　鴻蒙

未來

　　分子計算機

　　　　分子計算機體積小、耗電少、運算快、存儲量大。分子計算機的運行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息，並以更有效的方式進行組織排列。分子計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。轉換開關為酶，而程序則在酶合成系統本身和蛋白質的結構中極其明顯地表示出來。生物分子組成的計算機具備能在生化環境下，甚至在生物有機體中運行，並能以其它分子形式與外部環境交換。因此它將在醫療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發揮無法替代的作用。分子芯片體積大大減小，而效率大大提高， 分子計算機完成一項運算，所需的時間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬倍。分子計算機具有驚人的存儲容量，1立方米的DNA溶液可存儲1萬億億的二進制數據。分子計算機消耗的能量非常小，只有電子計算機的十億分之一。由於分子芯片的原材料是蛋白質分子，所以分子計算機既有自我修復的功能，又可直接與分子活體相聯。

　　量子計算機

　　　　量子計算機是利用原子所具有的量子特性進行信息處理的一種全新概念的計算機。量子理論認為，非相互作用下，原子在任一時刻都處於兩種狀態，稱之為量子超態。原子會旋轉，即同時沿上、下兩個方向自旋，這正好與電子計算機0與1完全吻合。如果把一群原子聚在一起，它們不會像電子計算機那樣進行的線性運算，而是同時進行所有可能的運算，例如量子計算機處理數據時不是分步進行而是同時完成。只要40個原子一起計算，就相當於今天一台超級計算機的性能。量子計算機以處於量子狀態的原子作為中央處理器和內存，其運算速度可能比奔騰4芯片快10億倍，就像一枚信息火箭，在一瞬間搜尋整個互聯網，可以輕易破解任何安全密碼，黑客任務輕而易舉，難怪美國中央情報局對它特別感興趣。

　　光子計算機

　　　　

 

 

　　　　1990年初，美國貝爾實驗室制成世界上第一台光子計算機。

　　　　光子計算機是一種由光信號進行數字運算、邏輯操作、信息存儲和處理的新型計算機。光子計算機的基本組成部件是集成光路，要有激光器、透鏡和核鏡。由於光子比電子速度快，光子計算機的運行速度可高達一萬億次。它的存儲量是現代計算機的幾萬倍，還可以對語言、圖形和手勢進行識別與合成。

　　　　許多國家都投入巨資進行光子計算機的研究。隨着現代光學與計算機技術、微電子技術相結合，在不久的將來，光子計算機將成為人類普遍的工具

　　納米計算機

　　　　納米計算機是用納米技術研發的新型高性能計算機。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍， 質地堅固，有着極強的導電性， 能代替硅芯片制造計算機。“納米”是一個計量單位， 一個納米等於10的（-9）次方米， 大約是氫原子直徑的10倍。納米技術是從20世紀80年代初迅速發展起來的新的前沿科研領域，最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子，制造出具有特定功能的產品。納米技術正從微電子機械系統起步，把傳感器、電動機和各種處理器都放在一個硅芯片上而構成一個系統。應用納米技術研制的計算機內存芯片，其體積只有數百個原子大小，相當於人的頭發絲直徑的千分之一。納米計算機不僅幾乎不需要耗費任何能源， 而且其性能要比今天的計算機強大許多倍。

　　生物計算機

　　　　20世紀80年代以來，生物工程學家對人腦、神經元和感受器的研究傾注了很大精力，以期研制出可以模擬人腦思維、低耗、高效的第六代計算機——生物計算機。用蛋白質制造的電腦芯片，存儲量可以達到普通電腦的10億倍。生物電腦元件的密度比大腦神經元的密度高100萬倍，傳遞信息的速度也比人腦思維的速度快100萬倍。其特點是可以實現分布式聯想記憶．並能在一定程度上模擬人和動物的學習功能。它是一種有知識、會學習、能推理的計算機，具有能理解自然語言、聲音、文字和圖像的能力，並且具有說話的能力，使人機能夠用自然語言直接對話，它可以利用已有的和不斷學習到的知識，進行思維、聯想、推理，並得出結論，能解決復雜問題，具有匯集、記憶、檢索有關知識的能力。