计算机能干什么

• 计算机一般能够完成以下工作：
  • 可以接受并储存数据
  • 按照事先储存的指令自动的处理数据
  • 产生输出结果

计算机的历史

• 1946，ENIAC诞生，是第一台真正意义上的计算机

计算机的产生

• 1945，冯诺依曼结构，按照这个结构制造的计算机成为储存程序的计算机，又称通用计算机，被誉为“计算机之父”
• 1974，微处理器和微机时代从此开始
• 80年代，IBM推出第一个以PC命名的计算机，标志着PC时代的来临
• 1992，开启了互联网发展的黄金十年

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计算机的发展

第一代：电子管计算机

• 价格昂贵

第二代：晶体管计算机

• 产生了程序设计语言FORTRAN
• 操作系统的雏形：批处理操作系统
• 体积缩小，功耗降低，可靠性提高

第三代：集成电路计算机

• 体积功耗显著减小，可靠性大大提高
• 运算速度快
• 操作系统的功能日益完善
• 出现了其他技术

第四代：超大规模集成电路计算机

• 多机系统和网络化
• 计算机运行的自动化

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中国计算机的发展

• 银河一号：我国第一台自主研制的亿次计算机，标志我国计算机技术已发展到一个新的阶段，使中国跨入了世界研制巨型机的行列
• 天河一号：继美国之后世界上第二个能自主研制千兆次超级计算机的国家
• 神威·太湖之光超级计算机：运算速度夺得第一
• 量子计算机：目前还无法用于通用计算

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计算机的未来

• 预测计算机的未来是一件极其有风险的事

巨型化

• 运算速度和性能上的巨型化
• 超算

微型化

• 集成度高
• 芯片体积小
• 能耗小
• 运算速度快
• 可靠性高
• 功能强

网络化

• 现阶段主要任务：构建普惠泛在的信息网络体系
• 实现计算资源、储存资源、数据和信息资源的全面共享和协同工作
• 最大限度的利用资源，降低计算成本

智能化

• 让计算机模拟人类的智力活动
• 人工智能是计算机智能化的主要技术和研究领域

多技术融合

• 生物计算机、光子计算机、量子计算机……

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量子计算机

• 特点：运算速度快，处置信息能力较强，应用范围广
• 以量子的状态作为计算形式
• 不同类型的量子计算机使用不同的粒子：如光子、离子、原子……
• 传统数字电路只有01两种状态，而量子计算机使用的粒子能同时处于多种状态，从而承载更多计算内容
• 可以同时处理一个量子比特，是一种叠加态
• 目前，量子计算机大多针对某个特定的问题

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计算机的分类

按照处理数据的类型分类

• 模拟计算机：利用连续变化的物理现象
• 数字计算机：利用离散的数字信号
• 数模混合计算机

按照适用范围分类

• 通用计算机：功能多、配置全、用途广、通用性强
• 专用计算机：为适应特殊需要而设计的计算机，功能单一、结构简单、使用面窄，但是速度快、可靠性高、价格便宜
• 嵌入式系统：是专用计算机的一个最典型的应用，是完全嵌入受控器件内部的，如手表、mp3等

按照规模分类

• 超级计算机、大型机、小型机、个人计算机、单片机、智能手机
• 小型计算机：该术语已被中型计算机取代，通常被称为服务器
• 大型机：使用专用的处理器指令集、操作系统和应用软件，主要用于海量数据处理
• 超级计算机：具有高计算能力的计算机
• 与大型机的差别：

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计算机的主要应用

• 科学计算
• 数据处理
• 过程控制
• 计算机辅助设计/辅助制造/集成制造

• 人工智能
• 电子商务
• 多媒体技术：游戏、视频会议等微电子技术 集成电路的定义 ![[集成电路的定义.png]] 集成电路的分类
• 按照集成度的高低分类：小/中/大/超大/特大/极大集成电路应用领域 ![[集成电路应用领域.png]] 摩尔定律
• 当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍

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FLPOS

• FLOPS是衡量硬件性能的一个指标，他的具体定义是每秒所执行的浮点运算次数