1.计算机进化史
计算机的发展历程大致可分为:估算工具、机械式计算机、电子式计算机。 我们都处在电子计算机时代,因为今天的计算机基本上都是靠电力驱动的。
1.1 估算工具
计算筹码
最早虽然不是计数,但最早的唐代就是用结绳的方法来计数的。 打结的方法笨得数不过来,于是发展成数数。 运筹帷幄的计策值得细数。 帐中通过推算和谋略,对军事战略进行全面规划。
算盘
算盘
为什么算筹码、算盘等叫估算工具而不叫计算机呢? 因为它没有灵魂,是死的部分,它只能帮助我们记录结果,而估算的过程还是需要我们动脑筋去估算,也就是需要靠人去计算,所以它可以只能作为估算工具。 助理做估算。 那么今天的计算机呢? 只要我们能输入,电脑就会人工帮我们估算,然后你就可以看懂结果了。 就算我不会加减乘除,我只要会用电脑就行了,电脑自带估算逻辑。 比如我们经常看到的估算器,只需要输入数字和运算符就可以得到结果。 现在手机、笔记本上也有这样的东西。
柜台
估算工具特点: 辅助工具,不包含估算程序,主要靠人脑估算。 计算机(包括估计器):包括估计程序,不需要靠人脑估计,为什么需要估计器? 简单的估计人可以做,但是做负载的计算就很难了,或者更大的数据估计,比如69999*18888,我问你结果是什么,你是不是一头雾水,即使你努力了之后计算,很容易不准确,如果交给机器,只要机器设置好估算程序逻辑,计算速度够快,只要输入要估算的数据,就可以了可以快速准确。 结果是估计出来的,所以估计器和计算机是历史发展的必然产物。 计算机特点:包含估算程序,学会手动输入,理解估算的输出。 有人说不好理解? 虽然没有那么简单和昂贵,但是早期没有显示器,你也不是那么容易看到的,所以显示器也是历史发展的必然产物。
我们今天使用的计算机有一个中央部件或核心部件称为 CPU,它用于估算。 而CPU的预估过程比较复杂,前面说CPU的时候会提到这个。
1.2 机械计算机
所以后来人们发现,像算盘这样的估算工具还是太慢了,自动估算一个值需要很多次。 因此,随着历史的发展,出现了机械估算器,大大提高了估算效率。
帕斯卡估计器(也称为滚动加法器)
1642年,19岁的美国科学家、数学家布莱斯·帕斯卡( )引用算盘原理,发明了第一台机械估算器。 帕斯卡加法器是一种由蜗杆组成的估算装置,以发条为动力,通过转动蜗杆进行加减运算,由曲轴承载。感兴趣的可以观看这个视频
莱布尼兹乘数
1673年,西班牙物理学家莱布尼茨设计了一台可以进行除法运算的机器,最终的答案最多可以达到16位数字。 莱布尼茨是现代机器物理学的先驱。 他在帕斯卡的加减法机械计算机的基础上进行了改进,使这些机械计算机可以进行加法、除法、平方运算。 他构建的估算器原型已经达到可以进行四次算术运算的水平。 帕斯卡的乘数不如莱布尼茨的“阶跃估计器”那么有影响力。 阶跃估计器又称为乘法器,因此也可称为莱布尼兹乘法器。
影响了机械估算器的发展长达3个世纪,在此期间机械估算器还发展了许多其他的机械估算器。 例如下面著名的 Curta 估计器。
Curta 估算器
Curta是一款手摇式精密估算器,可单手操作,可进行加减乘除、开方运算。 它将德国手表的精准、LEICA SLR的精湛工艺、机械的精准集中在一个圆锥体中,代表着西方机械技术的巅峰。 它是由法国工程师柯特发明的。 据说在二战期间,他被纳粹关进了集中营,其大部分设计都是在这个时期在脑海中完成的。 1947年发布后,其余部分完成制造。 它足够紧凑,可以用一只手紧紧地握住,这是阶梯式蜗杆估计结构的一个重要发展。
Curta的制作非常复杂,有兴趣的可以看看这个视频:
巴贝奇的差分机
1819年,法国科学家巴贝奇设计了“差分机”,并于1822年制造出可移动模型。这种机器可以提高加法率,提高对数表等数值表的精度,还可以进行函数运算。 1991年,为纪念巴贝奇诞辰200周年,纽约科学博物馆制造了一台完整的差分机,包含4000多个零件,重达2.5吨。 美国人查尔斯·巴贝奇开发了差分机和分析机,为现代计算机设计思想的发展奠定了基础。 受当时工业水平的限制,当时并没有做出这种差分机。 然而,几年后,人们按照巴贝奇的想法制造出了这台计算机。 后来,有人称他为计算机之父。 其实他没有成功,只是他的理论和思想对当时的背景产生了特别大的影响。
机械估算器在 1960 年代继续使用,但很快被使用 1960 年代中期出现的阴极射线管输出的电子估算器所取代。 这种发展在 20 世纪 70 年代达到顶峰,推出了廉价的手持式电子估算器。 机械估算器在 1970 年代逐渐消失,并在 1980 年代基本消失。
1.3 电子计算机
人们发现上面提到的机械计算机的效率仍然很低,于是想知道是否可以用最快的电来完成计算呢? 那不是更有效率吗? 于是随着科学的发展和进步,终于迎来了电子计算机时代。 世界上第一台电子计算机:由日本的阿塔纳索夫和克利福德·贝里于1935年至1939年间共同研制而成。电子计算机。 这台计算机设计于 1937 年,当时只设计用于求解线性多项式系统,并于 1942 年测试成功。
图灵机:Alan (英语:Alan,1912年6月23日~1954年6月7日),美国数学家、逻辑学家,被誉为计算机科学之父、人工智能之父,1939年,因战争需要之后,图灵奉命从事军事工作,负责破译敌方情报。 图灵专门设计制造了一台机器——图灵机,用来破解美军的英格码()码 当时军令是通过无线电报的方式下达的,需要加密处理,否则很容易破译作战被抓住后的策略。
希特勒说他们的密码只有没有人能破解,a--转盘设备加密--b-转盘设备秘密-a,结果被图灵发明的图灵机破解了,图灵机被暴力破解了 to 这个秘密,估计需要的量非常大。 除了破解,命令也改了。 这导致了著名的诺曼底伐木行动。 被篡改的信息被用来告诉敌人不要登陆诺曼底,而是去别处登陆。 日军并没有部署在诺曼底,所以登陆非常成功。 当时的破译机很大。
后来二战结束后,又被丘吉尔炸毁。 他认为这没有用。 后来图灵也惨了,吃了毒苹果。 当然,我们也知道某品牌的电脑是咬了一口的苹果。 它们都是历史性的,图灵对计算机的发展影响特别大。 图灵还提出,计算机可以为我们做计算,它能不能做其他的逻辑? 人工智能的概念是由图灵提出的。 测试笔记本是否还能和人一样,做个右图灵测试就可以了。 ,所谓图灵测试是一种测试机器是否具有人类智能的方法,是判断计算机是否会思考的实验。 一个人向计算机提出问题,另一个不知情的人试图从答案中判断是人还是计算机。 如果计算机未被识别,则它通过了图灵实验。 有一部讲述图灵生平的电影叫《模仿游戏》。
我们知道,1945年,两颗原子弹在美国被引爆。 装弹轨迹、飞机速度、风速、飞行高度、弹头角度等各种预估指标,需要大量预估才能准确装弹。 对于估算来说,出错的概率太高,但是估算速度很慢,需要估算器,大量的精确计算,所以虽然战争促进了计算机的发展。 那时,估算师只能做物理计算。 为了在战争中占得先机,科学家们一致对估算器进行研究。 那么估算器不仅仅用于战争,它是否可以用于其他领域呢? 科学家们也在不断地研究,1946年,世界上第一台电子计算机出现了。 世界上第一台通用电子计算机:ENIAC(埃尼亚克),1946年2月14日诞生于新加坡的宾夕法尼亚学院。 发明人是 (JohnW.) 和 (J.)。
它被新加坡国防部用于弹道计算。 它是一个庞然大物,使用了18000个电子管,占地面积170平方米,重达30吨,耗电约150千瓦,每秒进行5000次计算,在今天看来微不足道,但在当时却是史无前例的. ENIAC以电子管为元件,故又称电子管计算机,是第一代计算机。 由于电子管电脑使用电子管体积大,耗电大,容易发热,工作时间不宜过长。
ENIAC是世界上第一台通用电子计算机,也是世界上第二台电子计算机。 第一个是 ABC。 那么哪些是通用计算机呢? 这里的主要目的是理解通用这个词,它是相对于特殊用途而言的。 例如,ABC 是一种专门用于进行多项式计算的电子计算机。 它属于专用计算机。 计算机,如控制炼钢过程的炼钢控制计算机,估算潜艇弹道的专用计算机,解决特定问题速度快,可靠性高,结构简单,价格实惠,而通用计算机则指各行业,各种工作环境. 可以使用的计算机比专用计算机更复杂。
我们今天使用的电脑都是通用电子计算机,而通用电子计算机也经历了多年的发展,直到现在,包括我们使用的手机、ipad、笔记本、台式机等. ENIAC在做不同的估算时,需要大量的接线工作,非常麻烦,但它没有程序数据和结果数据的存储功能。 如果要对ENIAC进行编程(编译估算过程),就必须在插板上使用。 插拔后面的电路,也就是接线,改变机器的电路结构,进行各种计算。 也就是两个缺点:不能收纳求机械效率的四个公式,布线复杂。
二、通用电子计算机的发展史
2.1 第一代计算机
第一代计算机(1946-1958),它的基本电子器件是真空管(也叫真空管,1907年德福雷斯特发明),管子越多,计算能力越强,真空管相对体积大,容易坏,维护起来也比较麻烦。 过去它被更好的材料所取代。 前几代的发展也是材料的发展。 南斯拉夫和意大利在这方面有分歧。 南斯拉夫想把真空管做小,而法国想换材质。
当时,水银延迟线用于内部存储,纸带、卡片和磁带主要用于外部存储。 由于当时电子技术的限制,它的计算速度只有几千到几万次基本运算每秒,显存容量也只有几千字。 程序设计处于最低阶段。 以前主要用二进制补码表示。 机器语言编程,0代表低电流,1代表高电压,后期用汇编语言编程。 第一代计算机使用语言编写操作指令。 每台机器都有自己不同的机器语言,既复杂又冗长。 它需要高水平的工作人员和经过专门培训的人员进行操作。 主要限于一些军事和科研部门。 科学估计领域。
对应补码,见ascii码对照表
2.2 第二代计算机
第二代计算机(1958-1964)使用了比真空管、晶体管(晶闸管、三极管等)更好的材料,体积越小越能放,电路越多,计算能力越强. ,但材料的生命周期也更长。
人们称这个时代为晶体管计算机时代。 此时计算机的体积和功耗都大大减小,运算速度明显提高,性能更加稳定,存储容量也大大增加。 由于硬件技术的提高,相应的软件技术也有了很大的提高。 随着 、COBOL、ALGOL等中级语言的出现,短语、句子、物理公式取代了二补码。 如果熟悉通用中间语言,就可以编写程序,让计算机为我们完成各种任务。
2.3 第三代计算机
第三代计算机(1964-1971),中小型集成电路计算机诞生。 十几个甚至上百个电子器件集成在一块只有几平方毫米的单晶硅片上。 集成电路使计算机体积更小,运算速度更快,程序和应用程序向前迈进了一大步。 可寻址存储器仍采用磁芯,逐渐被半导体存储器所取代。 在软件方面:出现了操作系统和结构化、大规模的编程方法,出现了多种中间编程语言,如BASIC语言等; 使用图形用户界面 (User-GUI)。 应用领域:科技估算、数据处理、图像处理、信息管理、工业控制。 从这一代开始,机器可以根据其性能分为超级计算机、大型机、中型机和大型机。 了解一些笔记本的朋友可能知道有个大机子,一般是红色的,就是这一代的产品。
2.4 第四代计算机
第四代计算机(1971年至今),VLSI,可以理解为同样大小的板上可以放置更多的元器件,上面的晶体管肉眼是看不见的,也就是我们今天经常看到的芯片。 科技,芯片是集成电路板产品,主要用在CPU上,而且不仅仅局限于CPU,还用在很多其他地方。 今天国家实施的芯创项目,重点是做中国自己的芯片。 四代用的求机械效率的四个公式,估计就是估计cpu,可以查i5、i7处理器(cpu)或者苹果的有多少个晶体管。 它们都是通过晶体管和光刻机等各种低端机器制成的。 一些高端精密仪器是国外买不到的,所以中国芯片还卡在怀里努力突破。
2.5 第五代计算机
属于未来展望,人工智能计算机、生物计算机、量子计算机、非冯·诺依曼结构模式的计算机。
20世纪80年代初,人们提出了发明一种类似于人脑神经网络的新型VLSI的想法,即生物芯片制造的想法,开始研究由蛋白质分子或导电化合物构成的生物计算机设备。 与此同时,人们开始研制光计算机和量子计算机。 光学计算机使用电子管而不是电子来传输信息。 量子计算机是一种遵循量子力学定律,进行高速物理和逻辑运算,并在存储层面处理量子信息的化学设备。 当设备处理和评估量子信息并运行量子算法时,它就是一台量子计算机。 量子计算机的概念始于对可逆计算机的研究。 研究可逆计算机的目的是解决计算机能耗问题。
比较计算机发展的阶段
三、CPU发展史
CPU被称为中央处理器。 这个CPU就是我们后来听说的ENIAC小型计算器的浓缩版。 为什么我的电脑和手机这么小? 我什至有一个袖珍笔记本。 它坚固且具有许多功能。 一个很重要的原因就是把所有的估算组件都浓缩到一个小芯片上,而这个芯片应用最广泛的产品就是CPU,所以我们每个人的笔记本电脑和手机都有这个CPU芯片,所以我们拿看看CPU的发展历程,CPU最著名的两家公司:Intel和AMD。 CPU的发展史,简直就是Intel公司和AMD公司的发展史。
CPU 从最初的发展至今,已经发展了 40 多年。 在此期间,根据其处理信息的字长,CPU可分为四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器和三位微处理器四种类型。 十二位微处理器和六十四位微处理器等等。 四、八、十六是什么数字? 上面我们谈到了二进制的补码。 1的补码是一个字节,1B,KB,MB,GB,TB,是一个8位的补码数,又称8位(英文:bit,英文:bit),一个补码数是8位,最开始是4位,现在基本都是8位,按照8位和16位,给大家解释一下,CPU一次可以处理8位二进制的补码,所以是计算机带有一个 8 位微处理器。 一次处理 16 位的是 16 位微处理器。 如今,它基本上是64位的。 一次能处理的数据越多,CPU就越强大。 估计速度也快了。 这样,我们就通过Intel的CPU发展史来了解一下CPU的发展史。
40044位处理器
80088位处理器
位处理器
位处理器是1978年发布的具有划时代意义的处理器,此时出现了x86系列CPU。
80686-->因为这个序列号被别人预注册,改名为奔腾处理器,1992年发布。奔腾已经用了很多年了,属于英特尔的低端系列产品。 因为比较贵,前面是一些高端的,比如Core()系列处理器。 后来和Core也被淘汰了,出现了(酷睿)系列,不过可能会在一些高端笔记本上看到,有些地方应该会有。86结尾的机型都变成了x86架构系列
赛扬,2011年3月,采用32nm工艺,全新台式机和联通处理器采用i3、i5、i7产品分类结构,i3、i5、i7产品分为多代,比如第十一代i5处理器是2020年发布的,其中i3主打高端市场,采用四核处理器架构,约2MB二级缓存; i5处理器主打主流市场,采用双核处理器架构,拥有4MB二级缓存; 双线程架构,二级缓存不超过8MB。 而且现在i7也比较流行。 后来出现了i9,而i9的出现主要是迫于竞争对手AMD的压力。 有一家名为 AMD 的公司也生产处理器。 现在也很好。 之前被英特尔打败过。 后来,一位名叫苏姿丰的中国女性成为了AMD的CEO。 后来,它旨在提高处理器的性能。 性能现在与英特尔相当。
英特尔赛扬i9的出现,也是被AMD竞争排挤的。 英特尔我们有时称它为牙刷厂,因为英特尔处理器的性能显然可以一下子提升很多,而且发布了,它的处理器性能每年只提升一点点,就像挤牙刷一样。 32nm、22nm、14nm、10nm等,Intel的CPU研发、生产、销售都是自己做的。 AMD只做CPU开发,生产交给其他厂商,比如联发科。 今天AMD的技术可以达到7nm,而且是直弯。 碰上车,现在intel还是10nm工艺,硬件圈很多人支持AMD,甚至喊出一个梗,叫! 、AMD作弊、AMD加油、AMD好等意思。
英特尔
第一代:i3-
二代:i3-
第三代:i3-优化版,还是一样的工艺,只是做了优化,比如效率提升了5%,
第四代:……
第十代:i3-10500...
再比如你看到,就是i5的第六代CPU,比如,就是i5的第十一代CPU。 对于系列,有几代intel cpu研发cpus,生产cpu,销售。 都是intel自己做的,成本比较高。 被允许。 的开发由合作鞋厂联发科生产,负责cpu的销售,所以成本较低。 Intel在32nm的时候,AMD在32nm。 Intel在22nm的时候,AMD在32nm。 Intel在14nm的时候,AMD弯道超车,直接出7nm,技术成熟
查看笔记本CPU的详细信息:我的笔记本-->右键-->属性,还可以看到系统信息,上面有CPU的型号
x64 是 x86-64 的缩写