1.1 夏驰和徐策带你了解计算机的发展方向
1. 電子計算機的分類
電子計算機從總體上來說分為模擬計算機和數字計算機兩大類。
電子模擬計算機 “模擬”就是相似的意思。模擬計算機的特點是數值由連續量來表示，運算過程也是連續的。 （這句話什么意思？）
百度解析：
我的理解：
其實這就是通過電子元件對目標運算的性質進行模擬運算，由于一般情況下只能針對一種運算所以靈活性較差
電子數字計算機 它是在算盤的基礎上發展起來的，是用數目字來表示數量的大小。數字計算機的主要特點是按位運算，并且不連續地跳動計算。
百度解釋：
2. 根據用途對計算機的分類
數字計算機根據計算機的效率、速度、價格、運行的經濟性和適應性來劃分，可以劃分為兩類：
專用計算機：專用機是最有效、最經濟和最快速的計算機，但是它的適應性很差。
通用計算機：通用計算機適應性很大，但是犧牲了效率、速度和經濟性。
3. 通用計算機的分類
通用計算機根據體積、簡易性、功率損耗、性能指標、數據存儲容量、指令系統規模和機器價格等可以分為5類：
巨型機（超級計算機）
大型機
服務器
微型機（pc機）
嵌入式計算機
2023/6/8 計算機的分類具體信息：
1.計算機分類
當談到計算機分類時，我們可以基于不同的標準將其分為幾個主要類別。以下是一些常見的計算機分類：
1. 超級計算機（Supercomputers）：超級計算機是性能最強大的計算機系統，主要用于處理大規模的科學計算和復雜的數值模擬。它們通常由大量的處理器、大容量的內存和高速互聯網絡組成，可以同時執行大量的并行計算任務。
2. 主機計算機（Mainframe Computers）：主機計算機是大型的高性能計算機系統，廣泛應用于企業、政府和科研機構等組織。它們具有強大的處理能力和存儲容量，能夠同時處理多個用戶和任務。主機計算機通常運行著重要的核心業務應用，并提供高度可靠性和可擴展性。
3. 服務器（Servers）：服務器是為滿足網絡服務需求而設計的計算機系統。它們提供各種服務，如網頁托管、數據庫管理、文件存儲和電子郵件等。服務器通常具有高性能的處理器、大容量的存儲設備和快速的網絡連接，以支持大量的客戶端請求和并發訪問。
4. 工作站（Workstations）：工作站是面向專業用戶的高性能計算機，用于進行復雜的科學、工程或圖形處理任務。它們通常配備強大的處理器、高分辨率顯示器和專業級圖形處理單元（GPU），以提供較高的計算和圖形性能。
5. 個人計算機（Personal Computers）：個人計算機是針對個人使用的計算機系統，包括臺式機和筆記本電腦。它們具有適中的計算和存儲能力，廣泛應用于個人辦公、娛樂和通信等領域。個人計算機通常由一臺或多臺中央處理器（CPU）、內存、硬盤驅動器和顯示器等組成。
這些是一些常見的計算機分類，每種分類都有其特定的特征和應用領域。當然，隨著技術的不斷進步，計算機的分類也在不斷演變和擴展。
2.為什么要對計算機進行分類？
對計算機進行分類有以下幾個重要的原因：
了解不同類型的計算機：計算機領域涵蓋了各種不同類型和規模的計算設備，從個人電腦到超級計算機。通過分類，我們可以了解不同類型計算機的特點、性能和適用領域，以便根據實際需求做出選擇。
適應特定的需求：不同的應用領域有不同的計算需求。通過分類，我們可以了解哪種類型的計算機更適合處理特定類型的任務。例如，超級計算機適用于科學計算，而工作站則適用于圖形處理等專業應用。
研究和開發方向：計算機分類也有助于確定和研究不同類型計算機的發展方向。通過對各類計算機的研究和比較，我們可以發現不同體系結構和技術對性能和能效的影響，從而推動計算機科學的進步。
總而言之，計算機分類是為了更好地了解和組織計算機系統，并為選擇合適的計算機和推動技術發展提供指導
4.計算機的發展方向：
巨型化: 速度快、容量大、功能強的巨型計算機
微型化： 體積越來越小，重量越來越輕，平板電腦，移動終端，納米計算機
網絡化： 點－線－面 萬物互連，所有的結點都有網絡通信模塊
智能化： 利用計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為，如自然語言理解、模式識別、機器人、專家系統和人工智能等。
1.計算機的產生和發展
1946年2月，世界上第一臺電子數字計算機ENIAC在美國賓夕法尼亞大學誕生。
在研制ENIAC的同時，以美籍匈牙利數學家馮·諾依曼為首的研制小組提出了“存儲程序、程序控制”的計算機設計思想，體現該設計思想的計算機EDVAC在1951年問世。
第一代：1946年～1957年 電子管計算機
主要特點：計算機所使用的邏輯元件為電子管，存儲器采用延遲線或磁鼓。軟件主要使用機器語言，后期使用匯編語言。應用領域：科學計算。
第二代：1958年～1964年 晶體管計算機
主要特點：邏輯元件為晶體管，采用磁芯作主存儲器，采用磁帶或磁盤作為輔助存儲器，出現Fortran, Cobol等高級語言，并出現了機器內部的管理程序。
應用領域：科學計算、數據處理。
第三代：1965年～1974年 中小規模集成電路計算機
主要特點：硬件上，采用中、小規模集成電路取代晶體管，用半導體存儲器淘汰了磁芯存儲器。軟件上，把管理程序發展成為現在的操作系統，采用微程序控制技術，高級語言更加流行，如Basic, Pascal，C等。
應用領域：科學計算、數據處理、實時控制。
第四代：1975年～1986年 LSI、VLSI計算機 大規模集成電路計算機
主要特點：大規模集成電路及超大規模集成電路（LSI, VLSI）取代了中小規模集成電路。操作系統更加完善，在語音、圖像處理、多媒體技術、網絡及人工智能等方面取得了很大發展。
應用領域：各個方面。 隨著LSI, VLSI的發展，1976年，21歲的喬布斯在硅谷制造出了著名的Apple機，微型計算機（微機）誕生了。21世紀80年代微機興起，1981年IBM公司選擇了Intel公司的微處理器和Microsoft公司的軟件，推出了第一臺個人計算機（PC機），揭開了微機蓬勃發展的序幕。
第五代：1986年~現在 巨大規模集成電路計算機
運算速度提高到每秒10億次。單片機開始出現。
從1946年計算機誕生以來，大約每五年運算速度提高10倍，可靠性提高10倍，成本降低10倍，體積縮小10倍。“摩爾定律”
70年來計算機的發展過程，是在馮·諾依曼型計算機結構的基礎上，緊緊圍繞如何提高速度、擴大存儲容量、降低成本、提高系統可靠性和使用的方便性為目的、不斷采用新器件和研制新軟件的過程。
比較有代表性的就是半導體存儲器技術的發展和微處理器的發展。
1.1.2 計算機產生與發展
1.計算機的產生和發展
1946年2月，世界上第一臺電子數字計算機ENIAC在美國賓夕法尼亞大學誕生。
在研制ENIAC的同時，以美籍匈牙利數學家馮·諾依曼為首的研制小組提出了“存儲程序、程序控制”的計算機設計思想，體現該設計思想的計算機EDVAC在1951年問世。
第一代：1946年～1957年 電子管計算機
主要特點：計算機所使用的邏輯元件為電子管，存儲器采用延遲線或磁鼓。軟件主要使用機器語言，后期使用匯編語言。應用領域：科學計算。
第二代：1958年～1964年 晶體管計算機
主要特點：邏輯元件為晶體管，采用磁芯作主存儲器，采用磁帶或磁盤作為輔助存儲器，出現Fortran, Cobol等高級語言，并出現了機器內部的管理程序。
應用領域：科學計算、數據處理。
第三代：1965年～1974年 中小規模集成電路計算機
主要特點：硬件上，采用中、小規模集成電路取代晶體管，用半導體存儲器淘汰了磁芯存儲器。軟件上，把管理程序發展成為現在的操作系統，采用微程序控制技術，高級語言更加流行，如Basic, Pascal，C等。
應用領域：科學計算、數據處理、實時控制。
第四代：1975年～1986年 LSI、VLSI計算機 大規模集成電路計算機
主要特點：大規模集成電路及超大規模集成電路（LSI, VLSI）取代了中小規模集成電路。操作系統更加完善，在語音、圖像處理、多媒體技術、網絡及人工智能等方面取得了很大發展。
應用領域：各個方面。 隨著LSI, VLSI的發展，1976年，21歲的喬布斯在硅谷制造出了著名的Apple機，微型計算機（微機）誕生了。21世紀80年代微機興起，1981年IBM公司選擇了Intel公司的微處理器和Microsoft公司的軟件，推出了第一臺個人計算機（PC機），揭開了微機蓬勃發展的序幕。
第五代：1986年~現在 巨大規模集成電路計算機
運算速度提高到每秒10億次。單片機開始出現。
從1946年計算機誕生以來，大約每五年運算速度提高10倍，可靠性提高10倍，成本降低10倍，體積縮小10倍。“摩爾定律”
70年來計算機的發展過程，是在馮·諾依曼型計算機結構的基礎上，緊緊圍繞如何提高速度、擴大存儲容量、降低成本、提高系統可靠性和使用的方便性為目的、不斷采用新器件和研制新軟件的過程。
比較有代表性的就是半導體存儲器技術的發展和微處理器的發展。
2023/6/8 補充
思考題和習題：
問題
（1）
第一問：
計算機換代的主要標志可以包括以下幾個方面：
1. 處理能力提升：計算機換代通常意味著新一代計算機的處理能力比前一代有顯著提升。處理能力的提升可以體現在多個方面，如更高的時鐘頻率、更多的核心數、更大的緩存容量等。這種提升可以使計算機在執行任務時更快速、更高效。
2. 新的處理器架構：計算機換代時，常常會引入新的處理器架構。新的處理器架構可能具有更好的性能和能效，采用了新的技術和設計，以滿足當時的需求。例如，從x86架構向ARM架構的轉變。
3. 新的技術和組件：計算機換代還常常伴隨著新的技術和組件的引入。例如，新一代計算機可能采用了更快速的存儲器技術（如SSD替代HDD），使用了更高效的圖形處理器（GPU），或者采用了新的連接接口（如USB 3.0替代USB 2.0）等。這些新的技術和組件可以提升計算機的整體性能和功能。
4. 軟件兼容性變化：由于硬件的改變，新一代計算機可能需要更新或調整軟件以充分利用其性能和功能。這可能涉及操作系統的升級、應用程序的更新或者軟件開發工具的調整。
需要注意的是，計算機換代并沒有一個明確的定義，它可以因不同的上下文和領域而異。上述標志僅為一般情況下的指導，具體的換代標志還會因不同的計算機類型、市場需求和技術進展而有所不同。
第二問：
計算機的發展可以被劃分為以下五個階段：
1. 電子管時代（1940年代-1950年代）：這個階段是計算機發展的起點，計算機主要使用電子管作為主要的元件。早期計算機體積龐大，功耗高，運算速度相對較慢。代表性的計算機有ENIAC、UNIVAC等。
2. 晶體管時代（1950年代-1960年代）：在這個階段，晶體管取代了電子管成為計算機的主要組成元件。晶體管具有體積小、功耗低、可靠性高的優勢，使得計算機的尺寸縮小，速度提升。這個階段的代表性計算機有IBM 7090、DEC PDP-8等。
3. 集成電路時代（1960年代-1970年代）：集成電路的出現標志著計算機的進一步發展。集成電路將多個晶體管、電阻、電容等元件集成在一個芯片上，大幅度減小了電路的體積，降低了成本。這個階段的代表性計算機有IBM System/360、DEC VAX等。
4. 微處理器時代（1970年代-現在）：微處理器的出現使得整個計算機系統集成在一個芯片上，包括中央處理器（CPU）、內存和輸入輸出控制等。這使得計算機變得更加緊湊、便攜，并且具有更高的性能。這個階段的代表性計算機有IBM PC、Apple Macintosh、Intel Pentium等。
5. 現代計算時代（現在-未來）：當前階段可以被看作是計算機的現代化和多樣化時代。計算機的性能和功能不斷提升，出現了更多新的計算機形式和應用，如云計算、物聯網、人工智能等。這個階段的代表性計算機有超級計算機、移動設備、嵌入式系統等。
需要注意的是，計算機的發展是一個持續不斷的過程，隨著科技的進步和需求的變化，可能會出現新的階段和發展方向。上述劃分僅為一種常見的分類方式，目的是對計算機發展歷程進行概括和歸納。
（2）
第一問：
計算機在現代社會中廣泛應用于多個領域和方面。以下是計算機的一些主要應用領域：
1. 個人和商業應用：計算機廣泛應用于個人和商業領域，包括辦公應用、互聯網瀏覽、電子郵件、文字處理、電子表格、數據庫管理、會計和財務管理等。
2. 科學研究：計算機在科學研究領域中扮演著重要角色。它們用于模擬和建模復雜的物理、化學、生物學等系統，分析和處理大規模的科學數據，加速科學實驗和研究進程。
3. 教育和培訓：計算機在教育領域中有廣泛應用。它們被用作教學工具，幫助學生學習和掌握知識。計算機也提供了在線學習平臺和電子資源，使得遠程教育和自主學習成為可能。
4. 娛樂和游戲：計算機在娛樂和游戲領域中起著重要作用。它們被用于開發和運行電子游戲、虛擬現實（VR）和增強現實（AR）應用程序，提供音頻、視頻娛樂內容，以及數字媒體的制作和編輯等。
5. 通信和社交媒體：計算機在通信和社交媒體領域中起到關鍵作用。它們支持電子郵件、即時通信、社交網絡平臺，使得人們可以迅速交流、共享信息和建立社交關系。
6. 醫療保健：計算機在醫療保健領域中有廣泛應用。它們用于醫學圖像處理和分析、病歷管理、醫院信息系統、遠程醫療等，有助于提高醫療診斷和治療的效率和準確性。
7. 金融服務：計算機在金融服務行業中扮演重要角色。它們用于銀行交易處理、電子支付、股票交易、風險管理、金融建模和數據分析等，使得金融活動更加高效和便利。
8. 工程和制造業：計算機在工程和制造業中廣泛應用。它們用于計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、工藝模擬、生產流程控制、自動化系統等，提高生產效率和產品質量
。
9. 安全和網絡：計算機在安全和網絡領域中起著關鍵作用。它們用于網絡安全防御、數據加密、身份驗證、入侵檢測等，確保信息和系統的安全性。
以上只是計算機應用的一些主要領域和方面，實際上計算機的應用范圍非常廣泛，幾乎涉及到了各個行業和領域的方方面面。
（3）
第一問：
計算機硬件由以下幾個主要部分組成：
1. 中央處理器（CPU）：中央處理器是計算機的核心組件，負責執行指令、進行數據處理和控制計算機的各個部件。它包括算術邏輯單元（ALU）、控制單元（CU）和寄存器等。
2. 主存儲器（內存）：主存儲器用于存儲計算機正在運行的程序和數據。它通常采用隨機存取存儲器（RAM）的形式，可以讀取和寫入數據。
3. 輔助存儲器：輔助存儲器用于長期存儲數據和程序，如硬盤驅動器、固態硬盤（SSD）、光盤和閃存驅動器等。
4. 輸入設備：輸入設備用于將數據和指令輸入到計算機中，如鍵盤、鼠標、掃描儀、攝像頭和觸摸屏等。
5. 輸出設備：輸出設備用于將計算機處理后的結果顯示或傳輸給用戶，如顯示器、打印機、音頻設備和投影儀等。
6. 主板：主板是計算機硬件的主要電路板，它提供了各個硬件組件之間的連接和通信。主板上包含了中央處理器插槽、內存插槽、擴展插槽、芯片組和各種接口。
7. 顯卡：顯卡負責計算機圖形的處理和輸出，它包含了圖形處理單元（GPU）和視頻存儲器，用于驅動顯示器顯示圖像和視頻。
8. 聲卡：聲卡負責計算機聲音的處理和輸出，它包含了音頻處理器和音頻輸入輸出接口。
9. 電源供應器：電源供應器為計算機提供電能，將交流電轉換為計算機所需的直流電。
除了上述部分，計算機硬件還包括各種總線、接口、電纜和其他連接元件，以及散熱器、風扇和機箱等組裝和保護硬件的配件。這些硬件組件共同協作，使得計算機能夠完成各種任務和功能。
（4）
第一問：
計算機軟件包括以下幾個主要方面：
1. 系統軟件：系統軟件是支持計算機硬件運行的基礎軟件。其中最重要的是操作系統，它管理計算機的資源和提供基本的服務，例如內存管理、文件系統、設備驅動程序等。其他的系統軟件包括編譯器、解釋器、加載程序、鏈接器等，用于軟件開發和執行。
2. 應用軟件：應用軟件是根據用戶需求開發的具體應用程序。它們包括各種任務和功能導向的軟件，如文字處理、電子郵件客戶端、電子表格、數據庫管理系統、圖形設計工具、多媒體播放器、游戲等。應用軟件使用戶能夠完成各種具體的工作和娛樂活動。
3. 開發工具：開發工具用于幫助程序員開發和調試軟件。它們包括集成開發環境（IDE）、編程語言、調試器、性能分析工具等。這些工具提供編碼、調試、測試和優化軟件的功能，促進軟件開發過程的高效性和質量。
4. 嵌入式軟件：嵌入式軟件是用于控制和管理嵌入式系統的軟件，這些系統通常被嵌入到設備或產品中以實現特定的功能。嵌入式軟件常見于汽車、家電、醫療設備、智能手機等各種嵌入式系統。
5. 網絡和安全軟件：網絡和安全軟件用于管理和保護計算機系統和網絡的安全。這包括防火墻、殺毒軟件、網絡監控工具、加密軟件、身份驗證系統等，用于防止惡意攻擊、保護數據和確保網絡通信的安全性。
6. 數據庫和存儲軟件：數據庫和存儲軟件用于管理和存儲大量的數據。它們包括數據庫管理系統（DBMS）和數據存儲系統，提供數據的組織、存儲、檢索和處理功能，用于支持數據管理和數據分析。
需要注意的是，上述軟件分類只是一種常見的劃分方式，實際上計算機軟件的應用領域非常廣泛，包括科學研究、醫療保健、金融、娛樂、教育等各個領域。在不同的領域和行業中，還可能存在特定領域的專業軟件。
（5）
第一問：
馮·諾依曼設計思想是指計算機體系結構的基本原則和概念，由馮·諾依曼于1945年提出。它包括以下幾個主要方面：
1. 存儲程序：馮·諾依曼設計思想的核心是將指令和數據存儲在同一存儲器中，并且以相同的方式進行訪問。這意味著計算機可以像處理數據一樣處理指令，程序可以被視為數據的一種形式。這種存儲程序的概念使得計算機能夠根據指令序列執行各種任務，實現了計算機的通用性和靈活性。
2. 二進制表示：馮·諾依曼設計思想采用二進制表示來表示和處理指令和數據。這是因為二進制具有簡單、可靠和易于實現的特點，適合在計算機中進行電子電路的設計和控制。二進制表示使得計算機能夠以高效和一致的方式處理各種類型的數據和指令。
3. 指令和數據的分離：馮·諾依曼設計思想將指令和數據分開存儲和處理。指令用于控制計算機的操作，而數據用于計算和操作。這種分離的設計使得計算機可以根據不同的指令來執行不同的操作，提高了計算機的靈活性和可編程性。
4. 順序執行：馮·諾依曼設計思想中的計算機按照指令序列的順序執行。每條指令按照指定的操作碼和操作數進行執行，完成相應的操作。這種順序執行的方式使得計算機能夠有序地處理指令和數據，實現復雜的計算和控制邏輯。
5. 存儲器的層次結構：馮·諾依曼設計思想將存儲器分為多個層次，包括寄存器、高速緩存、主存儲器和輔助存儲器等。不同層次的存儲器根據訪問速度、容量和成本等特點進行組織和管理，以滿足不同的計算需求。
最核心的馮·諾依曼設計思想是存儲程序的概念，即將指令和數據存儲在同一存儲器中，并以相同的方式進行訪問。這種思想使得計算機能夠按照程序的指令序列來執行各種任務，實現了計算機的通用性和靈活性。它為現代計算機的設計和發展
奠定了基礎，成為計算機體系結構的基本原則之一。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的1.1 夏驰和徐策带你了解计算机的发展方向的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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