计算机的发展类型及其应用领域.doc

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计算机基础知识

计算机的发展、类型及其应用领域

简介 2

一、计算的发展 2

二、计算机的组成 3

1.硬件系统 3

（1）电脑最主要的三块 3

（2）电脑的硬件 3

2.软件系统 5

（1）系统软件 5

（2）应用软件 6

三、计算机的类型 7

1.超级计算机 7

2.微型计算机 7

3.嵌入式计算机 7

4.网络计算机 8

（1）服务器 8

（2）工作站 8

（3）集线器 8

（4）交换机 8

（5）路由器 9

5.工业控制计算机 9

四、计算机的应用领域 10

1.科学计算（或数值计算） 10

2.数据处理（或信息处理） 10

3.辅助技术（或计算机辅助设计与制造） 10

⑴计算机辅助设计（ComputerAidedDesign,简称CAD） 10

⑵计算机辅助制造（ComputerAidedManufacturing,简称CAM） 11

⑶计算机辅助教学（ComputerAidedInstruction,简称CAI） 11

4.过程控制（或实时控制） 11

5.人工智能（或智能模拟） 11

6.网络应用 12

7.多媒体技术 12

8.娱乐 12

简介

计算机（computer）俗称电脑，是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。

计算机技术的迅猛发展，促使人类走向丰富多彩的信息社会。

一、计算的发展

世界上第一台电子数字式计算机ENIAC于1946年2月15日诞生在美国宾夕法尼亚大学。

它奠定了电子计算机的发展基础，开辟了一个计算机科学技术的新纪元，标志着人类第三次产业革命的开始。

ENIAC诞生后短短的几十年间，计算机的发展突飞猛进。

主要电子器件相继使用了真空电子管，晶体管，中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路，引起计算机的几次更新换代。

每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小，功能大大增强，应用领域进一步拓宽。

特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现，使得计算机迅速普及，进入了办公室和家庭，在办公自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。

目前，计算机的应用已扩展到社会的各个领域。

计算机发展大体说来分为四代，如下图所示：

发展

年份

类型

软件

应用

第一代

46-57

电子管

机器语言汇编语言

科学计算

第二代

58-64

晶体管

高级语言

数据处理、工业控制

第三代

65-71

中小规模集成电路

操作系统

文字处理、图形处理

第四代

71-至今

大规模和超大规模集成电路

数据库、网络等

社会的各个领域

第五代

人工智能和大数据云服务的结合

其中第五代计算机指具有人工智能的新一代计算机，它具有推理、联想、判断、决策、学习等功能。

计算机的发展将在什么时候进入第五代?

什么是第五代计算机?

对于这样的问题，已经有一个明确统一的说法了。

二、计算机的组成

计算机是由硬件系统（hardwaresystem）和软件系统（softwaresystem）两部分组成的。

1.硬件系统

从硬件上来说，电脑都是由最主要的三块：

主机（主要部分）、输出设备（显示器）、输入设备（键盘和鼠标）组成。

而主机是电脑的主体，然后从这三块里面又分为若干个小块，主要表现在主机上，主机箱里面包括：

主板、CPU、内存、电源、显卡、声卡、网卡、硬盘、软驱、光驱等硬件。

从基本结构上来讲，电脑可以分为五大部分：

运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备。

（1）电脑最主要的三块

主机（主要部分）：

主机是指计算机除去输入输出设备以外的主要机体部分。

也是用于放置主板及其他主要部件的控制箱体（容器Mainframe）。

通常包括CPU、内存、硬盘、光驱、电源、以及其他输入输出控制器和接口。

输出设备（显示器）：

输出设备负责将计算机处理的中间结果和最终结果以人们能够识别的字符、表格、图形或图像等形式表示出来。

最常用的输出设备有显示器、打印机和绘图仪等。

输入设备（键盘和鼠标）：

输入设备负责将外部的各种信息或指令传递给电脑，然后由电脑处理。

常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、数字照相机、电子笔等。

（2）电脑的硬件

主板：

主板是电脑中各个部件工作的一个平台，它把电脑的各个部件紧密连接在一起，各个部件通过主板进行数据传输。

也就是说，电脑中重要的“交通枢纽”都在主板上，它工作的稳定性影响着整机工作的稳定性。

CPU：

CPU即中央处理器，是一台计算机的运算核心和控制核心。

其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

CPU由运算器、控制器、寄存器、高速缓存及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。

作为整个系统的核心，CPU也是整个系统最高的执行单元，因此CPU已成为决定电脑性能的核心部件，很多用户都以它为标准来判断电脑的档次。

内存：

内存又叫内部存储器或者是随机存储器（RAM），分为DDR内存和SDRAM内存，（但是SDRAM由于容量低，存储速度慢，稳定性差，已经被DDR淘汰了）内存属于电子式存储设备，它由电路板和芯片组成，特点是体积小，速度快，有电可存，无电清空，即电脑在开机状态时内存中可存储数据，关机后将自动清空其中的所有数据。

内存有DDR、DDRII、DDRIII三大类，容量1-64GB。

电源：

电源是电脑中不可缺少的供电设备，它的作用是将220V交流电转换为电脑中使用的5V、12V、3.3V直流电，其性能的好坏，直接影响到其他设备工作的稳定性，进而会影响整机的稳定性。

手提电脑在自带锂电池情况下，为手提电脑提供有效电源。

显卡：

显卡在工作时与显示器配合输出图形、文字，作用是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。

声卡：

声卡是组成多媒体电脑必不可少的一个硬件设备，其作用是当发出播放命令后，声卡将电脑中的声音数字信号转换成模拟信号送到音箱上发出声音。

网卡：

网卡是工作在数据链路层的网路组件，是局域网中连接计算机和传输介质的接口，不仅能实现与局域网传输介质之间的物理连接和电信号匹配，还涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数据缓存的功能等。

网卡的作用是充当电脑与网线之间的桥梁，它是用来建立局域网并连接到Internet的重要设备之一。

硬盘：

硬盘属于外部存储器，机械硬盘由金属磁片制成，而磁片有记忆功能，所以储到磁片上的数据，不论在开机，还是关机，都不会丢失。

硬盘容量很大，已达TB级，尺寸有3.5、2.5、1.8、1.0英寸等，接口有IDE、SATA、SCSI等，SATA最普遍。

移动硬盘是以硬盘为存储介质，强调便携性的存储产品。

光驱：

英文名为“OpticalDiskdriver”，电脑用来读写光碟内容的机器，也是在台式机和笔记本便携式电脑里比较常见的一个部件。

随着多媒体的应用越来越广泛，使得光驱在计算机诸多配件中已经成为标准配置。

光驱可分为CD-ROM驱动器、DVD光驱（DVD-ROM）、康宝（COMBO）和DVD刻录机（DVD-RAM）等。

读写的能力和速度也日益提升，4×16×32×40×48×。

调制解调器：

英文名为“Modem”，俗称“猫”，类型有内置式和外置式，有线式和无线式。

调制解调器是通过电话线上网时必不可少的设备之一。

它的作用是将电脑上处理的数字信号转换成电话线传输的模拟信号。

随着ADSL宽带网的普及，内置式调制解调器逐渐退出了市场。

键盘：

英文名为“Keyboard”，分为有线和无线，键盘是主要的人工学输入设备，通常为104或105键，用于把文字、数字等输到电脑上，以及电脑操控。

鼠标：

英文名为“Mouse”，当人们移动鼠标时，电脑屏幕上就会有一个箭头指针跟着移动，并可以很准确指到想指的位置，快速地在屏幕上定位，它是人们使用电脑不可缺少的部件之一。

键盘鼠标接口有PS/2和USB两种。

硬件的鼠标分为光电和机械两种（机械已被光电淘汰）。

2.软件系统

所谓软件是指为方便使用计算机和提高使用效率而组织的程序以及用于开发、使用和维护的有关文档。

软件系统可分为系统软件和应用软件两大类。

如果把计算机比喻为一个人的话，那么硬件就表示人的身躯。

而软件则表示人的思想、灵魂。

一台没有安装任何软件的计算机我们把它称之为“裸机”。

（1）系统软件

系统软件是指控制和协调计算机及外部设备,支持应用软件开发和运行的系统，是无需用户干预的各种程序的集合，主要功能是调度，监控和维护计算机系统；负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作。

系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。

一般来讲，系统软件包括操作系统和一系列基本的工具（比如编译器，数据库管理，存储器格式化，文件系统管理，用户身份验证，驱动管理，网络连接等方面的工具）。

具体包括以下四类：

操作系统：

操作系统是管理、控制和监督计算机软、硬件资源协调运行的程序系统，由一系列具有不同控制和管理功能的程序组成，它是直接运行在计算机硬件上的、最基本的系统软件，是系统软件的核心。

操作系统是计算机发展中的产物，它的主要目的有两个：

一是方便用户使用计算机，是用户和计算机的接口。

比如用户键入一条简单的命令就能自动完成复杂的功能，这就是操作系统帮助的结果；二是统一管理计算机系统的全部资源，合理组织计算机工作流程，以便充分、合理地发挥计算机的效率。

（Windows、Linux、Dos、Unix等操作系统都属于系统软件。

）

语言处理系统（翻译程序）：

人和计算机交流信息使用的语言称为计算机语言或称程序设计语言。

计算机语言通常分为机器语言、汇编语言和高级语言三类。

如果要在计算机上运行高级语言程序就必须配备程序语言翻译程序（下简称翻译程序）。

翻译程序本身是一组程序，不同的高级语言都有相应的翻译程序。

翻译的方法有两种，一种称为“解释”，另一种称为“编译”。

对源程序进行解释和编译任务的程序，分别叫作编译程序和解释程序。

如FORTRAN、COBOL、PASCAL和C等高级语言，使用时需有相应的编译程序；BASIC、LISP等高级语言，使用时需用相应的解释程序。

服务程序：

服务程序能够提供一些常用的服务性功能，它们为用户开发程序和使用计算机提供了方便，像微机上经常使用的诊断程序、调试程序、编辑程序均属此类。

数据库管理系统：

数据库是指按照一定联系存储的数据集合，可为多种应用共享。

数据库管理系统（DataBaseManagementSystem，DBMS）则是能够对数据库进行加工、管理的系统软件。

其主要功能是建立、消除、维护数据库及对库中数据进行各种操作。

数据库系统主要由数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）以及相应的应用程序组成。

数据库系统不但能够存放大量的数据，更重要的是能迅速、自动地对数据进行检索、修改、统计、排序、合并等操作，以得到所需的信息。

这一点是传统的文件柜无法作到的。

数据库技术是计算机技术中发展最快、应用最广的一个分支。

可以说，在今后的计算机应用开发中大都离不开数据库。

因此，了解数据库技术犹其是微机环境下的数据库应用是非常必要的。

（2）应用软件

应用软件是为了某种特定的用途而被开发的软件。

它可以是一个特定的程序，比如一个图像浏览器。

也可以是一组功能联系紧密，可以互相协作的程序的集合，比如微软的Office软件。

也可以是一个由众多独立程序组成的庞大的软件系统，比如数据库管理系统。

软件一般是用某种程序设计语言