计算机简介

在现代，计算机是我们日常生活中不可或缺的一部分。这意味着计算机几乎无处不在，使我们的日常任务更轻松、更快捷。如今，计算机随处可见，在银行、商店、学校、医院、铁路以及许多其他地方，包括我们的家里。由于它们是我们生活中如此重要的一部分，我们必须了解基本的计算机介绍。让我们从定义计算机开始。

什么是计算机？

计算机的直接含义是能够计算的机器。然而，现代计算机不再仅仅是计算设备。它们可以执行各种任务。简单来说，计算机是一种可编程的电子机器，用于存储、检索和处理数据。

根据定义，“计算机是一种可编程的电子设备，它接收数据，执行指令的算术和逻辑运算，并给出输出。”

输入到计算机中的任何内容都称为“数据”，而处理后收到的输出则称为“信息”。

计算机简史

“计算机”一词最早于1640年出现，指的是“计算者”。它来源于拉丁语“computare”，意为“计算”。1897年，它被称为“计算机器”。后来在1945年，“计算机”一词被引入为“可编程数字电子计算机”，现在被称为“计算机”。

当计算机刚出现时，它们体积庞大，可以占据整个房间。有些计算机使用大型真空管操作。1833年，查尔斯·巴贝奇（被称为计算机之父）发明了早期计算器，名为“差分机”。后来在1837年，他推出了第一台机械通用计算机“分析机”。随着时间的推移，计算机的性能变得强大，体积变得小巧。

计算机世代

计算机有五代，可以分类如下：

第一代（1946 - 1959）：第一代计算机基于电子管（真空管）。第一代的一些流行计算机有 ENIAC、EDVAC、UNIVAC 等。

第二代（1959 - 1965）：第二代计算机基于晶体管。第二代的一些流行计算机有 IBM 1400、IBM 1620、IBM 7000 系列等。

第三代（1965 - 1971）：第三代计算机基于集成电路（IC）。第三代的一些流行计算机有 IBM 360、IBM 370、PDP 等。

第四代（1971 - 1980）：第四代计算机基于超大规模集成（VLSI）电路。第四代的一些流行计算机有 STAR 1000、CRAY-1、CRAY-X-MP、DEC 10 等。

第五代（1980 - 至今）：第五代仍在进行中。计算机基于多种技术，例如超大规模集成（ULSI）、人工智能（AI）和并行处理硬件。第五代计算机包括台式机、笔记本电脑、笔记本等。

计算机软件和硬件

软件

计算机软件是一组指令或程序，指导计算机系统按指令工作。主要有两种类型的软件：

系统软件：系统软件有助于建立硬件组件之间的通信，以便用户可以与计算机交互。这些类型的软件对于计算机正常运行是必需的。它们提供了一个界面来运行额外的第三方程序或实用工具。操作系统、驱动程序、实用软件和固件是系统软件的典型示例。

应用软件：应用软件旨在帮助用户执行特定任务，例如在线浏览、设置闹钟、听音乐、播放视频、照片设计、编辑等。这类软件主要在前端运行，允许终端用户进行操作。网络浏览器、Photoshop 软件、多媒体软件和字处理器是应用软件的示例。

硬件

连接到计算机并构成整个计算机的物理部件称为硬件或硬件组件。根据结构，硬件可以有不同类型。一些最常见的硬件是鼠标、键盘、显示器、打印机等。这些是人类可以看到和触摸到的部件。

计算机的基本组成部分

计算机的基本组成部分可以定义如下：

输入单元：输入单元或设备用于将数据或指令输入计算机。一些最常见的输入设备是鼠标和键盘。

输出单元：输出单元或设备用于以所需格式向用户提供输出。输出设备最流行的示例是显示器和打印机。

控制单元：顾名思义，该单元主要用于控制计算机的所有功能。连接到计算机的所有组件或设备都通过控制单元相互作用。简而言之，控制单元称为“CU”。

算术逻辑单元：算术逻辑单元有助于执行计算机系统的所有算术和逻辑运算。简而言之，算术逻辑单元称为“ALU”。

内存：内存用于存储所有输入数据、指令和输出数据。内存通常有两种类型：主内存和辅助内存。CPU 内部的内存称为主内存，而CPU 的非组成部分内存称为辅助内存。

注意：控制单元、算术逻辑单元和内存同时构成中央处理单元（简称 CPU）。

计算机的功能

计算机有四个核心功能，解释如下：

输入：输入到计算机中的任何内容都称为输入。输入数据通过输入设备提供给计算机。计算机只接收二进制形式（原始格式）的数据。输入设备有助于将输入的数据转换为二进制形式，以便计算机能够理解。数据可以以各种形式输入，例如字母、数字、图像等。

处理：处理是计算机的主要功能。CPU 根据输入到计算机系统的指令来处理数据。数据的处理是计算机系统的内部过程，数据按队列执行。处理完成后，数据进一步作为输出传输。处理器（CPU）是计算机的大脑，它是一个微芯片。处理器的速度在不同计算机中有所不同，因为它取决于多种因素，例如 CPU 类型、内存和主板。

通常，在处理过程中对数据执行以下操作：

• 算术运算，例如加法、减法、乘法、微分、平方根等。
• 逻辑运算，例如等于、不等于、大于、小于、相反等。

输出：从计算机中出来的任何东西都称为输出。它是人类可读的数据，显示在计算机屏幕（显示器）上。如果需要，输出可以存储在存储设备中。输出设备有助于将 CPU 处理过的数据转换为人类可理解的形式。

存储：用于存储计算机系统数据的设备称为存储。存储设备有助于存储数字数据。它们可以在计算机运行时和处理后存储数据。有易失性存储和非易失性存储选项。易失性存储只要连接电源就可以存储数据，而非易失性存储即使断开电源也可以永久存储数据。

计算机的特点

计算机的基本特性使其成为人类生活的重要组成部分。让我们了解计算机的基本特性：

速度：计算机是一种高速电子机器。它们每秒可以执行大约3-4百万条指令。即使是先进的计算机每秒也可以处理数万亿条指令，从而缩短执行任何数字任务所需的时间。

准确性：计算机也以其精确的性能而闻名。它们可以以几乎100%的准确率完成给定的工作。尽管计算机中可能会出现错误，但通常是由不正确的输入、不正确的指令或芯片中的错误引起的。所有这些都是人为错误。

存储容量：计算机可以轻松存储海量数据。与过去相比，现代计算机内置了高存储功能。附加数据可以存储在外部硬盘或闪存等辅助设备上。由于惊人的速度，数据可以立即从存储中检索出来。

可靠性：计算机可靠且一致；它们可以无数次处理相同的任务而不会出现任何错误。计算机不像人类那样会感到疲倦，因此它们在执行基于规则的重复性任务方面更胜一筹。

多功能性：计算机可以执行的任务种类几乎是无限的。这意味着计算机可以连续执行不同的任务而不会出错；它们不再仅仅是计算机器。前一刻，计算机可以用于执行数据输入任务或订票，而下一刻，它就可以用于复杂的数学计算或连续的天文观测等。

计算机分类

根据物理尺寸，计算机分为以下类型：

超级计算机：超级计算机是速度最快、价格最昂贵的计算机类型。它们体积庞大，需要更多的安装空间。这些类型的计算机主要设计用于执行基于海量数据和复杂的任务。超级计算机足以同时处理数万亿条指令。

大型机：与超级计算机相比，大型机的尺寸相对较小。然而，它们并没有小多少。这些类型的计算机设计用于同时执行数百或数千项任务。这些计算机可以处理繁重的任务，包括复杂的计算，并可以存储大量数据。它们最适合银行、电信和教育部门等大型组织。

微型计算机：微型计算机价格便宜，支持多用户平台。这些是通用计算机，旨在处理个人需求的所有必要任务。由于它们比大型机慢，因此适用于小型组织。它们最适合网吧、学校、大学、办公室等。微型计算机在日常生活中也称为“个人计算机（PC）”。笔记本电脑和台式机是微型计算机的示例。

小型机：小型机也称为迷你大型机。这些是中型多处理计算机，专门设计用于方便携带。这些类型的计算机重量轻，可以放在小空间内。它们适用于计费、会计、教育和商业用途。由于这些小型机易于携带，因此它们是那些在旅行时需要计算机的人的最佳选择。平板电脑、笔记本和手机是小型机的示例。

工作站：工作站是一种功能强大的单用户计算机。工作站是具有更快的微处理器、大量 RAM、更高质量的显示器、高图形内存等的个人计算机。它最适合专业地执行任何特定类型的任务。根据任务类型，工作站可以称为音乐工作站、图形工作站或工程设计工作站。大多数企业和专业人士使用工作站执行动画、音乐创作、视频编辑、海报设计、数据分析等任务。

使用计算机的优点

以下是使用计算机的主要优点：

• 计算机能够以令人难以置信的速度执行给定任务。
• 计算机能够以相同的准确性多次执行相同的任务。
• 计算机允许同时执行多项任务，因为它们最适合多任务处理。
• 计算机确保存储数据的安全，防止未经授权的用户访问。
• 计算机可以通过自动化自动执行例行任务，使人类能够从事更智能的任务。

使用计算机的缺点

以下是使用计算机的主要缺点：

• 计算机无法独立工作。它们需要人类的指令才能完成任务。此外，计算机盲目地遵循给定的指令，而不考虑结果。
• 计算机需要电源才能工作。没有电源，它们就毫无用处。
• 长时间连续使用计算机可能会导致多种健康问题。
• 计算机及其部件的废弃对环境造成负面影响。
• 计算机在许多行业正在取代人类工作。它们正在取代人类劳动，从而增加失业率。