计算机发展历史的整理
一.发展历史
计算工具的演变经历了从简单到复杂，从低级到高级的不同阶段，比如从《结绳笔记》中的绳结到计算，算盘计算尺，机械计算机等等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用，同时也启发了现代电子计算机的发展思路。
从65438年到0889年，美国科学家赫尔曼·霍尔瑞斯(herman hollerith)研制了一种基于电学的电子制表器，用来存储计算数据。
1930年，美国科学家瓦内瓦·布什建造了世界上第一台模拟电子计算机。
1946年2月4日，美国军方定制的世界上第一台电子计算机“ENIAC电子数值和计算器”在宾夕法尼亚大学问世。Eniac(中文名:ENIAC)是美国奥伯丁武器试验靶场为满足弹道计算的需要而开发的。这个计算器使用17840个电子管，尺寸为80英尺×8英尺，重量为28t(吨)。其功耗为170kW，运算速度为每秒5000次，成本约为48.7万美元。ENIAC的问世具有划时代的意义，预示着电子计算机时代的到来。在接下来的60年里，计算机技术以惊人的速度发展，任何技术的性价比都可以在30年内提高6个数量级。
1代:电子管数码机(1946—1958)
硬件方面，逻辑元件为真空管，主存为水银延迟线、阴极射线示波器静电存储器、磁鼓、磁芯。外部存储器使用磁带。软件使用机器语言和汇编语言。应用领域主要是军事和科学计算。
缺点是体积大，功耗高，可靠性差。它速度慢(通常每秒几千到几万次)，而且很贵，但它为计算机的未来发展奠定了基础。
第二代:晶体管数字机(1958—1964)
操作系统、高级语言及其编译器在软件中的应用领域主要集中在科学计算和事务处理，并开始进入工业控制领域。其特点是体积更小、能耗更低、可靠性更高、运算速度更快(一般为每秒654.38+百万次，最高可达300万次)，性能优于654.38+0代计算机。
第三代:集成电路数字机(1964—1970)
在硬件方面，采用中小规模集成电路(MSI，SSI)作为逻辑元件，磁芯仍然作为主存储器。在软件方面，有分时操作系统和结构化、规模化的编程方式。其特点是速度更快(一般每秒几百万到几千万次)，可靠性显著提高，价格进一步降低，产品走向通用化、系列化和标准化。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。
第四代:大规模集成电路计算机(1970至今)
在硬件方面，逻辑元件是大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI)。在软件方面，出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言。1971年，世界上第一台微处理器在硅谷诞生，开启了微型计算机的新时代。应用领域逐渐从科学计算、事务管理、过程控制走向家庭。
由于集成技术的发展，半导体芯片的集成度更高，每个芯片可以容纳数万甚至数百万个晶体管，运算器和控制器可以集中在一个芯片上，从而出现了微处理器，可以用大规模和超大规模集成电路组装成微型计算机，即微型计算机或pc机。微型计算机体积小，价格便宜，使用方便，但其功能和运算速度已经达到甚至超过了过去的大型计算机。另一方面，用大规模和超大规模集成电路制成的各种逻辑芯片被做成巨型计算机，体积不是很大，但运算速度可以达到一亿次甚至几十亿次。在我国，继1983研制成功每秒1亿次运算的银河I型超级计算机后，1993又研制成功每秒10亿次运算的银河II型通用并行超级计算机。这一时期还产生了新一代的编程语言、数据库管理系统和网络软件。
随着物理元件和设备的变化，不仅主机发生了升级，其外部设备也在不断变化。比如外存，从最初的阴极射线显示管发展到磁芯和磁鼓，再到万能磁盘，现在有了体积更小、容量更大、速度更快的光盘。
二。主要特征
运算速度快:计算机内部电路能高速准确地完成各种算术运算。现在计算机系统的运算速度已经达到了每秒万亿次，微型计算机可以达到每秒一亿次以上，可以解决大量复杂的科学计算问题。比如卫星轨道的计算，大坝的计算，24小时天气的计算，都需要几年甚至几十年的时间，而在现代社会，用计算机只需要几分钟就可以完成。
计算精度高:科技的发展，尤其是前沿科技的发展，要求计算的精度非常高。计算机控制的导弹之所以能准确命中预定目标，离不开计算机的精确计算。一般的计算机可以有十几个甚至几十个有效位(二进制)，计算精度可以从千分之几到百万分之几，这是任何计算工具都达不到的。
逻辑运算能力强:计算机不仅能精确计算，还具有逻辑运算功能，能对信息进行比较判断。计算机可以保存数据、程序、中间结果和最终结果，并根据判断结果自动执行下一条指令，供用户随时调用。
存储容量大:计算机的内存具有记忆特性，可以存储大量的信息，不仅包括各种数据信息，还包括处理这些数据的程序。
自动化程度高:由于计算机具有记忆和逻辑判断的能力，人们可以把预先编制好的程序组放入计算机存储器中。在程序的控制下，计算机可以在没有人为干预的情况下连续自动工作。
性价比:几乎每家每户都会有一台电脑，越来越普及。在21世纪，电脑将成为每个家庭必不可少的电器之一。电脑发展很快，包括台式机和笔记本。
三。主要类别
超级计算机
通常是指由几十万甚至更多的处理器组成的计算机，可以计算普通pc机和服务器无法完成的大型复杂问题。超级计算机是一种功能最强、运算速度最快、存储容量最大的计算机，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。超级计算机的并行计算能力最强，主要用于科学计算。在气象、军事、能源、航天、探矿等领域承担大规模、高速计算任务。从结构上看，虽然超级计算机和服务器都可能是多处理器系统，但两者并没有实质性的区别。但现代超级计算机使用集群系统，更注重浮点运算的性能。可以看出，它们是专注于科学计算的高性能服务器，价格非常昂贵。
网络计算机
1，服务器
特指一些可以通过网络向外界提供服务的高性能计算机。与普通电脑相比，它要求更高的稳定性、安全性和性能，因此在CPU、芯片组、内存、磁盘系统、网络等硬件上与普通电脑不同。服务器是网络的节点，存储和处理网络上80%的数据和信息，在网络中起着重要的作用。它们是为客户端计算机提供各种服务的高性能计算机，其高性能主要包括高速计算能力、长期可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等。服务器的组成和普通电脑差不多，还包括处理器、硬盘、内存、系统总线等。然而，由于它是专门为特定的网络应用而制定的，所以在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性和可管理性方面，服务器和微型计算机之间存在很大的差异。服务器主要包括网络服务器(DNS、DHCP)、打印服务器、终端服务器、磁盘服务器、邮件服务器、文件服务器等。
2.工作站
它是基于个人计算机和分布式网络计算的高性能计算机，主要面向专业应用领域，具有强大的数据运算和图形图像处理能力，是为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、财务管理、信息服务、仿真等专业领域的需求而设计开发的。工作站最突出的特点是强大的图形交换能力，因此在图形图像领域，尤其是计算机辅助设计领域得到了迅速的应用。典型产品是美国Sun公司的Sun系列工作站。
无盘工作站是指没有连接到局域网的软盘、硬盘和光驱的计算机。在网络系统中，工作站使用的操作系统和应用软件都放在服务器上。只要系统管理员在服务器上完成管理维护，软件升级安装只需要配置一次，全网所有电脑都可以使用新软件。因此，无盘工作站具有节约成本、系统安全性高、易于管理和维护等优点，对网络管理员来说极具吸引力。
无盘工作站的工作原理是网卡的引导芯片(Boot ROM)以不同的形式向服务器发送引导请求号。服务器收到后，根据不同的机制将引导数据发送到工作站。工作站下载引导数据后，系统控制权从引导rom转移到内存中的某个特定区域，操作系统被引导。
根据启动机制的不同，常用的无盘工作站可以分为RPL和PXE。RPL代表远程初始程序加载，常用于Windows95。PXE是RPL的升级版，是预启动执行环境的缩写。它们之间的区别在于，RPL是静态路由，而PXE是动态路由。其通信协议采用TCP/IP，实现了与互联网的高效可靠连接。它常用于Windows98、Windows NT、Windows2000和Windows XP。
3.中心
集线器是一种共享媒体的网络设备。它的功能可以简单理解为连接一些机器组成一个局域网。集线器本身无法识别目的地址。集线器上的所有端口都在争夺一个共享信道的带宽，所以随着网络节点数量的增加和数据传输的增加，每个节点的可用带宽都会减少。此外，集线器以广播的形式传输数据，即向所有端口传输数据。比如同一个局域网内的主机A向主机B发送数据时，数据包在基于HUB的网络上以广播的方式发送，同时向网络上的所有节点发送相同的信息，然后各个终端通过验证数据包报头的地址信息来决定是否接收。其实一般来说，只有一个终端节点接收数据并发送给所有节点。这样很容易造成网络拥塞，大部分数据流量无效，使得整个网络的数据传输效率相当低。另一方面，由于每个节点都可以监听发送的数据包，很容易给网络带来一些不安全的隐患。
4.转换
交换机是根据通信两端信息传输的需要，通过人工或自动设备将待传输的信息发送到相应的符合要求的路由上的技术总称。广义交换机是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。它是一个hub的升级产品，外观非常相似，功能和hub大致相同。然而，两者在性能上有所不同:集线器使用共享带宽，而交换机使用独占带宽。也就是说，交换机上的所有端口都有专属的通道带宽，以保证每个端口上数据的快速有效传输。交换机为用户提供专属的点对点连接，数据包只发送到目的端口，不发送到所有端口。其他节点很难监听到发送的信息，所以在机器多或者数据量大的情况下，不容易造成网络拥塞，也保证了数据传输的安全性，大大提高了传输效率。两者的区别是显而易见的。
5.路由器
路由器是一种负责路由的网络设备。它从互联网的多条路径中找出一条流量最少的网络路径，提供给用户进行通信。路由器用于连接多个逻辑上分离的网络，为用户提供最佳通信路径。路由器使用路由表来选择数据传输的路径。路由表包含网络地址和地址间距离的列表。路由器使用路由表来查找数据包从当前位置到目的地址的正确路径。路由器使用最小时间算法或最优路径算法来调整信息传输的路径。路由器是交换机之后产生的，就像交换机是集线器之后产生的一样，所以路由器和交换机也是相互关联的，并不是完全独立的设备。路由器主要克服了交换机不能向路由转发数据包的不足。
交换机和路由器是一种特殊的网络计算机，其硬件基于CPU、内存和接口，软件基于互联网操作系统IOS。
交换机和路由器和PC一样，都有一个中央处理器CPU，不同交换机和路由器的CPU一般都不一样。CPU是交换机和路由器的处理中心。
内存是交换机和路由器存储信息和数据的地方。CISCO交换机和路由器具有以下内存组件:
ROM(只读存储器)存储交换机、路由器加电自检(post)、引导程序和部分或全部IOS。交换机和路由器中的rom是可擦除的，因此IOS可以升级。
RAM(随机存取存储器)类似于PC上的随机存取存储器，它提供临时信息存储并保存当前路由表和配置信息。
NVRAM(非易失性随机存取存储器)存储交换机和路由器的启动配置文件。NVRAM是可擦除的，交换机和路由器的配置信息可以复制到NVRAM中。
闪存闪存是可擦除和可编程的，用于存储其他版本的CISCO IOS以及升级交换机和路由器的IOS。
接口用于将交换机和路由器连接到网络，可分为LAN接口和WAN接口。由于交换机和路由器的型号不同，接口的数量和类型也不同。常见的接口主要有以下几种:
高速同步串口，可以连接DDN，帧中继，X.25，PSTN。
同步/异步串口，该端口可以通过软件设置为同步工作模式。
AUI港，也就是粗缆港。通常，需要一个外部转换器(AUI-RJ45)来连接10/100Base-T以太网。
ISDN端口，可以连接ISDN网络(2B+D)，可以作为局域网接入互联网。
AUX端口是一个异步端口，主要用于远程配置、拨号备份和与调制解调器的连接。支持硬件流量控制。
控制台端口是异步端口，主要连接终端或运行终端仿真程序的计算机，交换机和路由器在本地配置。不支持硬件流控制。
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