微型計算機和PC機歷史和結(jié)構(gòu)

1、目錄微型計算機和PC機的歷史2定義2歷史軌跡2微型計算機和PC機的結(jié)構(gòu)6結(jié)構(gòu)示意6硬件系統(tǒng)6 軟件系統(tǒng)8計算機的未來9量子計算機9神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機9物理生物計算機9光計算機10關(guān)鍵詞：微型計算機、PC機、歷史、結(jié)構(gòu)、未來摘要：本文主要討論微型計算機和PC機的發(fā)展歷史和結(jié)構(gòu)模式，展望計算機的未來發(fā)展趨勢，希望能提供一個全面的、系統(tǒng)的計算機基礎(chǔ)介紹。計算機自從問世以來,就對世界產(chǎn)生了很大的影響,隨之就帶來了工業(yè)上的飛躍。計算機的出現(xiàn),使我們的生活發(fā)生了前所未有的一次變革,不論是在工業(yè)上還是在生活中,可以說到處都閃現(xiàn)著它的身影。計算機不斷普及的過程也就是計算機技術(shù)不斷完善,不斷深入的一個過程。那么今日

2、我們就追本溯源，了解微型計算機和PC機的發(fā)展歷史和結(jié)構(gòu)模式。微型計算機和PC機的歷史一、 定義1. 微型計算機(Microcomputer)，簡稱C或MC，是指以微處理器為核心，配上由大規(guī)模集成電路制作的存儲器、輸入/輸出接口電路及系統(tǒng)總線所組成的計算機(簡稱微型機，又稱微型電腦)。有的微型計算機把CPU、存儲器和輸入/輸出接口電路都集成在單片芯片上，稱之為單片微型計算機，也叫單片機。 2. PC機，是Personal Computer 的縮寫。 PC分為IBM-PC和蘋果機。 IBM-PC是由IBM公司開發(fā)的，面向小型和個人用戶的電子計算機。 蘋果電腦公司的蘋果PC機是IBM-PC的競爭對手

3、。 由于IBM-PC的廣泛流行，已經(jīng)使IBM-PC成了PC的代表，也成了PC的標(biāo)準(zhǔn)。如今通常稱PC就是指IBM-PC標(biāo)準(zhǔn)的PC。 而蘋果PC就被轉(zhuǎn)稱為蘋果機。二、 歷史軌跡1. 概述20世紀(jì)70年代，微處理器和微型計算機的生產(chǎn)和發(fā)展，一方面是由于軍事工業(yè)、空間技術(shù)、電子技術(shù)和工業(yè)自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，日益要求生產(chǎn)體積小、可靠性高和功耗低的計算機，這種社會的直接需要是促進微處理器和微型計算機產(chǎn)生和發(fā)展的強大動力；另一方面是由于大規(guī)模集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，1970年已經(jīng)可以生產(chǎn)1KB的存儲器和通用異步收發(fā)器(UART)等大規(guī)模集成電路產(chǎn)品并且計算機的設(shè)計日益完善，總線結(jié)構(gòu)、模塊結(jié)構(gòu)、

4、堆棧結(jié)構(gòu)、微處理器結(jié)構(gòu)、有效的中斷系統(tǒng)及靈活的尋址方式等功能越來越強，這為研制微處理器和微型計算機打下了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。微型計算機的換代，通常是按其CPU字長和功能來劃分的。2. 七代計算機時期時間典型計算機描述特點第一代計算機（電子管）1946年2月16日ENIAC這是人類歷史上真正意義的第一臺電子計算機，占地170平方米，耗電150千瓦，造價48萬美元，每秒可執(zhí)行5000次加法或400次乘法運算。共使用了18000個電子管。指令系統(tǒng)比較簡單，運算功能較差，速度較慢，軟件主要采用機器語言或簡單的匯編語言，其價格低廉。1950年EDVAC第一臺并行計算機，實現(xiàn)了計算機之父“馮.諾伊曼

5、”的兩個設(shè)想：采用二進制和存儲程序。第二代計算機（晶體管）1954年TRADICIBM公司制造的第一臺使用晶體管的計算機，增加了浮點運算，使計算能力有了很大提高采用NMOS工藝，集成度提高和運算速度提高，指令系統(tǒng)比較完善，已具有典型的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及中斷、DMA等控制功能，尋址能力也有所增強，軟件除采用匯編語言外，還配有BASIC，F(xiàn)ORTRAN，PL/M等高級語言及其相應(yīng)的解釋程序和編譯程序，并在后期開始配上操作系統(tǒng)。1958年IBM 1401這是第二代計算機中的代表，用戶當(dāng)時可以租用。第三代計算機（集成電路）1964年IBM S/360這是計算機歷史上最成功的機型之一，具有極強的通用性，

6、因可適用于各個行業(yè)的用戶而得名。具有豐富的指令系統(tǒng)，采用多級中斷系統(tǒng)、多重尋址方式、多種數(shù)據(jù)處理形式、段式寄存器結(jié)構(gòu)、乘除運算硬件，電路功能大為增強，并都配備了強有力的系統(tǒng)軟件。 第四代計算機（大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路）1970年IBM S/370這是IBM的更新?lián)Q代的重要產(chǎn)品，采用了大規(guī)模集成電路代替磁芯存儲，小規(guī)模集成電路作為邏輯元件，并使用虛擬存儲器技術(shù)，將硬件和軟件分離開來，從而明確了軟件的價值。1975年4月Altair 8800MITS制造的，帶有1KB存儲器。這是世界上第一臺微型計算機。1977年4月Apple IINMOS6500 1MHz CPU，4KB RAM ，16KB

7、ROM，這是計算機史上第一個帶有彩色圖形的個人計算機1981年8月12日IBM PC采用了主頻為4.77MHz的Intel 8088CPU，內(nèi)存64KB,160KB軟驅(qū)，操作系統(tǒng)是Microsoft提供的MS-DOS1983年1月19日APPLE LISA第一臺使用了鼠標(biāo)的電腦，第一臺使用圖形用戶界面的電腦。1983年3月8日IBM PC/XT采用INTEL8088 4.77MHz的CPU，256K RAM和40K ROM,10MB的硬盤，兩部360KB軟驅(qū)。1984年8月IBM PC/AT采用Intel 80286 6MHzCPU，512KB內(nèi)存，20MB硬盤和1.2M軟驅(qū)。1986年9月C

8、ompaq Desktop PC采用了Intel 80386 16MHz CPU,640KB內(nèi)存，20MB硬盤，1.2M軟驅(qū)，是計算機史上第一臺386計算機。1989年4月DELL 80486采用Intel 80486DX CPU 640KB內(nèi)存，20MB硬盤，1.2M軟驅(qū)。1996年基本配置是奔騰或者奔騰MMX 的CPU，32M EDO或者SDRAM內(nèi)存，2.1G硬盤，14寸球面顯示器為標(biāo)準(zhǔn)配置。1997年基本配置開始向賽揚處理器過渡，部分高檔的機器開始使用PentiumII CPU，同時內(nèi)存也由早期的EDO過渡到SDRAM，4.3G左右的硬盤開始成為標(biāo)準(zhǔn)配置。1998年帶有128K二級高速

9、緩存的賽揚處理器成為廣大裝機者的最愛，同時64M內(nèi)存和15寸顯示器開始成為標(biāo)準(zhǔn)配置。1999年部分品牌廠商開始將PentiumIII CPU作為電腦的一個賣點，64M內(nèi)存和6.4G硬盤開始成為電腦的標(biāo)準(zhǔn)配置。2000年66M和100M外頻的賽揚處理器占領(lǐng)了大部分品牌或兼容機的市場，128M內(nèi)存，10G以上的硬盤開始成為標(biāo)準(zhǔn)配置，17寸顯示器慢慢進入家庭。2001年至今Pentium 4 CPU和Pentium 4賽揚CPU開始成為電腦的標(biāo)準(zhǔn)配置，內(nèi)存由SDRAM實現(xiàn)了向DDR的過渡，同時17寸CRT顯示器或者15寸液晶顯示器開始成為用戶的首選，硬盤逐漸向40G以上的容量發(fā)展。蘋果iMac G5

10、(M9248CH/A)處理器類型PowerPC G5配置，主頻1600MHz以上，內(nèi)存容量256MB，硬盤容量80GB，顯示器類型17”液晶。這是蘋果電腦的創(chuàng)新，將主機的部件全部集成到顯示器內(nèi)部。顯示器就是一臺電腦。微型計算機和PC機的結(jié)構(gòu)一、 結(jié)構(gòu)示意微型計算機系統(tǒng)運算器中央處理器（CPU）控制器主機部分隨機存儲器只讀存儲器內(nèi)存儲器硬件系統(tǒng)外存儲器軟盤、硬盤、光盤輸入設(shè)備鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀外部設(shè)備輸出設(shè)備顯示器、打印機、繪圖儀操作系統(tǒng)語言處理程序系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信管理系統(tǒng)專用程序和應(yīng)用軟件包，如WPS和WORD應(yīng)用軟件二、 計算機硬件組成1. CPU2. 主板3. 內(nèi)存條

11、4. 網(wǎng)卡5. 聲卡6. 硬盤7. 軟盤驅(qū)動器和軟盤8. 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備9. 機箱和電源裝機過程超鏈接三、 軟件系統(tǒng)1. 系統(tǒng)軟件所謂的系統(tǒng)軟件是指控制和協(xié)調(diào)計算機及其外部設(shè)備、支持應(yīng)用軟件的開發(fā)和運行的軟件。1) 操作系統(tǒng)，如DOS、Windows、Unix、Linux、Netware等。2) 各種語言處理程序，如C、Pascal及其編譯、解釋程序等。3) 各種服務(wù)性程序，如機器調(diào)試、故障檢查和診斷程序、殺毒程序等。4) 各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如SQL Sever、Foxpro等。2. 應(yīng)用軟件所謂的應(yīng)用軟件是用戶為解決各種實際問題而編制的計算機應(yīng)用程序及其有關(guān)資料。 1) 用于科學(xué)計算方

12、面的軟件。2) 文字處理軟件，如WPS2000、Office2003等。3) 圖像處理軟件，如Photoshop、3DS MAX等。4) 各種財務(wù)管理、稅務(wù)管理、工業(yè)控制、輔助教育軟件等。計算機的未來計算機技術(shù)是世界上發(fā)展最快的科學(xué)技術(shù)之一，產(chǎn)品不斷升級換代。當(dāng)前計算機正朝著巨型化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展，計算機本身的性能越來越優(yōu)越，應(yīng)用范圍也越來越廣泛，從而使計算機成為工作、學(xué)習(xí)和生活中必不可少的工具。隨著物理化學(xué)的發(fā)展，我們有理由相信高智能的計算機將出現(xiàn)！一、 量子計算機量子計算機是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理的量子物理設(shè)備，當(dāng)某個設(shè)備是由兩子元件組裝，

13、處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。二、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機人腦總體運行速度相當(dāng)于每妙1000萬億次的電腦功能，可把生物大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)看做一個大規(guī)模并行處理的、緊密耦合的、能自行重組的計算網(wǎng)絡(luò)。從大腦工作的模型中抽取計算機設(shè)計模型，用許多處理機模仿人腦的神經(jīng)元機構(gòu)，將信息存儲在神經(jīng)元之間的聯(lián)絡(luò)中，并采用大量的并行分布式網(wǎng)絡(luò)就構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機。三、 化學(xué)、生物計算機在運行機理上，化學(xué)計算機以化學(xué)制品中的微觀碳分子作信息載體，來實現(xiàn)信息的傳輸與存儲。DNA分子在酶的作用下可以從某基因代碼通過生物化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N基因代碼，轉(zhuǎn)變前的基因代碼可以作為輸入數(shù)據(jù)，反應(yīng)后的基因代碼

14、可以作為運算結(jié)果，利用這一過程可以制成新型的生物計算機。生物計算機最大的優(yōu)點是生物芯片的蛋白質(zhì)具有生物活性，能夠跟人體的組織結(jié)合在一起，特別是可以和人的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)有機的連接，使人機接口自然吻合，免除了繁瑣的人機對話，這樣，生物計算機就可以聽人指揮，成為人腦的外延或擴充部分，還能夠從人體的細胞中吸收營養(yǎng)來補充能量，不要任何外界的能源，由于生物計算機的蛋白質(zhì)分子具有自我組合的能力，從而使生物計算機具有自調(diào)節(jié)能力、自修復(fù)能力和自再生能力，更易于模擬人類大腦的功能?，F(xiàn)今科學(xué)家已研制出了許多生物計算機的主要部件生物芯片。四、 光計算機光計算機是用光子代替半導(dǎo)體芯片中的電子，以光互連來代替導(dǎo)線制成數(shù)字計算機。與電的特性相比光具有無法比擬的各種優(yōu)點：光計算機是“光”導(dǎo)計算機，光在光介質(zhì)中以許多個波長不同或波長相同而振動方向不同的光波傳輸，不存在寄生電阻、電容、電感和電子相互作用問