计算机的发展

一、第一台计算机

首先问大家一个问题：我们常用的MySQL，是系统软件还是应用软件？

注意啊，我说的MySQL不是Navicat或者SQLyon这种图形化界面，而是在cmd命令行里写命令的的那个MySQL数据库系统。大部分同学第一反应肯定是应用软件，但实际上，像MySQL这样的数据库系统，应该属于系统软件。

1）计算机系统

「计算机系统」 = 「硬件」+ 「软件」

• 「硬件」：计算机的实体，比如主机、鼠标、键盘等- 「软件」：功能程序，分为系统软件和应用软件 -「系统软件」：管理计算机系统，如操作系统 -「应用软件」：按照任务需求编制成的各种程序，如酷狗，爱奇艺 硬件就不做解释了，看得见摸得着的实体都是硬件，重点在于软件，身边的很多同事都认为，「系统软件」就只包括Windows，Linux这种操作系统一类的重量级软件。但实际上，除了操作系统以外，系统还包括很多，比如数据库管理系统、标准程序库、网络软件、语言处理程序、服务程序
• 操作系统：最典型的系统软件- 数据库管理系统：学习数据库的时候，用到的数据库系统- 标准程序库：编程的时候使用的库函数- 网络软件：实现TCP/IP协议的那些软件模块- 语言处理程序：编译程序、汇编程序，将编程语言转译成编译语言，比如将Java代码转译成0101二进制- 服务程序：比如调试代码用的调试程序

2）第一台计算机

1946年2月14日，第一台电子数字积分计算机：ENIAC（中文名：埃尼阿克），在美国宾夕法尼亚大学诞生，发明人是美国人莫克利和艾克特

有资料称 ABC（中文名：阿塔纳索夫·贝瑞计算机）与1943年测试成功，但再1960年才被认可。1973年，美国联邦地方法院撤销了ENIAC的专利，因此ABC被认定为世界上第一台计算机，但大多数情况下还是认定ENIAC是第一台计算机

3）计算机识别二进制数据的原理

众所周知，计算机通过二进制数据（0101）的不同组合来决定执行的操作，那计算机是怎么识别这些二进制数据的呢？答案是：「电信号」 电信号可以理解为电流，强度比较低的电流称为「低电平」，可以理解为打火机的电子打火的器的那种小型电压；而强度较高的电流称为「高电平」，可以想象成高压电线的那种电压，当然，这里只是为了方便大家理解，实际上高电压并没有这么大。二进制数据只有两种： 0 和 1 ，低电平对应 0 ，高电平对应 1 ，通过改变电流的大小来传递不同的信息，负责接收这种电流的容器，我们暂时称之为「逻辑元件」，随着时代的发展，逻辑元件的性能越来越高，叫法也在不断的发生着改变。

二、硬件的发展

计算机的发展史重点在于「硬件」的发展，而「逻辑元件」的变化对计算机的性能有着跨时代的提升，因此，计算机的发展历程可以按照逻辑元件的变化划分为四个时代

第一代：电子管时代

1946-1957年，随着世界上第一台计算机的诞生，进入了计算机的时代。这个时代的计算机逻辑元件是「电子管」，因此也被称为电子管时代。

电子管是最早起的电信号放大器。被封闭在玻璃容器（一般为玻璃管）中的阴极电子发射部分、控制栅极、加速栅极、阳极（屏极）引线被焊在管基上。利用电场对真空中的控制栅极注入电子调制信号，并在阳极获得对信号放大或反馈振荡后的不同参数信号数据。早期应用于电视机、收音机扩音机等电子产品中，近年来逐渐被半导体材料制作的放大器和集成电路取代。

第二代：晶体管时代

1958-1964年，这个时代的逻辑元件是「晶体管」，这个由贝尔实验室发明的半导体器件凭借着体积小的优势，逐渐替代了原有的电子管，使计算机进入了晶体管的时代。

晶体管（transistor）是一种固体半导体器件（包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管等，有时特指双极型器件），具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输出电流。

第三代：中小规模集成电路时代

1964-1971年，这个时代的逻辑元件是「中小规模集成电路」，传统的晶体管需要手工一根一根的焊接在电路板上，一个计算机需要几万到几十万个晶体管，每个晶体管需要多个焊接点，只要其中有一个焊接点出现问题，整个计算机将无法工作，这种繁琐的工艺使得计算机变得十分不可靠，于是有人发明了「集成电路」。

集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构

第四代：大规模、超大规模集成电路时代

1972-现在，这个时代的逻辑元件是「大规模、超大规模集成电路」，随着集成电路技术的不断发展，性能不断的提升，体积不断减小，开始出现了微处理器和微型计算机，一个指甲盖大小的集成电路（CPU），可以拥有几十亿个晶体管。

微处理器逐渐走入千家万户，成为了我们所熟悉的个人计算机（PC）

摩尔定律

说道集成电路技术，不得不提一嘴「摩尔定律」，摩尔定律是英特尔创始人之一戈登·摩尔的经验之谈，其核心内容为：集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月便会增加一倍。换言之，处理器的性能每隔两年翻一倍

三、发展趋势

目前的发展呈「两极分化」的趋势 一方面是「微型计算机」，往更微型化、高性能、多用途的方向发展，比如电子手表、智能手机等

另一方面是「巨型机」，往更巨型化、超高速、智能化防线发展，如天河一号等超级计算机。

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