計算機(jī)(computer)俗稱電腦,是現(xiàn)代一種用于高速計算的電子計算機(jī)器,可以進(jìn)行數(shù)值計算,又可以進(jìn)行邏輯計算,還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運(yùn)行,自動、高速處理海量數(shù)據(jù)的現(xiàn)代化智能電子設(shè)備??煞譃槌売嬎銠C(jī)、工業(yè)控制計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)、個人計算機(jī)、嵌入式計算機(jī)五類,較先進(jìn)的計算機(jī)有生物計算機(jī)、光子計算機(jī)、量子計算機(jī)等。由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)所組成,沒有安裝任何軟件的計算機(jī)稱為裸機(jī)。

計算機(jī)發(fā)明者約翰·馮·諾依曼。計算機(jī)是20世紀(jì)最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)發(fā)明之一,對人類的生產(chǎn)活動和社會活動產(chǎn)生了極其重要的影響,并以強(qiáng)大的生命力飛速發(fā)展。它的應(yīng)用領(lǐng)域從最初的軍事科研應(yīng)用擴(kuò)展到社會的各個領(lǐng)域,已形成了規(guī)模巨大的計算機(jī)產(chǎn)業(yè),帶動了全球范圍的技術(shù)進(jìn)步,由此引發(fā)了深刻的社會變革,計算機(jī)已遍及一般學(xué)校、企事業(yè)單位,進(jìn)入尋常百姓家,成為信息社會中必不可少的工具。

計算機(jī)的應(yīng)用在中國越來越普遍,改革開放以后,中國計算機(jī)用戶的數(shù)量不斷攀升,應(yīng)用水平不斷提高,特別是互聯(lián)網(wǎng)、通信、多媒體等領(lǐng)域的應(yīng)用取得了不錯的成績。1996年至2009 年,計算機(jī)用戶數(shù)量從原來的630萬增長至6710 萬臺,聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)臺數(shù)由原來的2.9萬臺上升至5940萬臺?;ヂ?lián)網(wǎng)用戶已經(jīng)達(dá)到3.16 億,無線互聯(lián)網(wǎng)有6.7 億移動用戶,其中手機(jī)上網(wǎng)用戶達(dá)1.17 億,為全球第一位。

中文名

計算機(jī)

拼音

ji suan ji

釋義

俗稱電腦,是現(xiàn)代一種用于高速計算的電子計算機(jī)器。

外文名

computer

別名

電腦

發(fā)明者

約翰·馮·諾依曼

第一臺計算機(jī)

ENIAC

主要產(chǎn)品

臺式機(jī)

主要品牌

蘋果

研制時間

1889年

發(fā)展歷史

ENIAC計算機(jī)

計算工具的演化經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、從低級到高級的不同階段,例如從“結(jié)繩記事”中的繩結(jié)到算籌、算盤計算尺、機(jī)械計算機(jī)等。它們在不同的歷史時期發(fā)揮了各自的歷史作用,同時也啟發(fā)了現(xiàn)代電子計算機(jī)的研制思想。

1889年,美國科學(xué)家赫爾曼·何樂禮研制出以電力為基礎(chǔ)的電動制表機(jī),用以儲存計算資料。

1930年,美國科學(xué)家范內(nèi)瓦·布什造出世界上首臺模擬電子計算機(jī)。

1946年2月14日,由美國軍方定制的世界上第一臺電子計算機(jī)“電子數(shù)字積分計算機(jī)”(ENIAC Electronic Numerical And Calculator)在美國賓夕法尼亞大學(xué)問世了。ENIAC(中文名:埃尼阿克)是美國奧伯丁武器試驗(yàn)場為了滿足計算彈道需要而研制成的,這臺計算器使用了17840支電子管,大小為80英尺×8英尺,重達(dá)28t(噸),功耗為170kW,其運(yùn)算速度為每秒5000次的加法運(yùn)算,造價約為487000美元。ENIAC的問世具有劃時代的意義,表明電子計算機(jī)時代的到來。在以后60多年里,計算機(jī)技術(shù)以驚人的速度發(fā)展,沒有任何一門技術(shù)的性能價格比能在30年內(nèi)增長6個數(shù)量級。

??第1代:電子管數(shù)字機(jī)(1946—1958年)

電子管數(shù)字計算機(jī)

硬件方面,邏輯元件采用的是真空電子管,主存儲器采用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯;外存儲器采用的是磁帶。軟件方面采用的是機(jī)器語言、匯編語言。應(yīng)用領(lǐng)域以軍事和科學(xué)計算為主。

特點(diǎn)是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般為每秒數(shù)千次至數(shù)萬次)、價格昂貴,但為以后的計算機(jī)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

??第2代:晶體管數(shù)字機(jī)(1958—1964年)

硬件方面的操作系統(tǒng)、高級語言及其編譯程序應(yīng)用領(lǐng)域以科學(xué)計算和事務(wù)處理為主,并開始進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域。特點(diǎn)是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運(yùn)算速度提高(一般為每秒數(shù)10萬次,可高達(dá)300萬次)、性能比第1代計算機(jī)有很大的提高。

??第3代:集成電路數(shù)字機(jī)(1964—1970年)

硬件方面,邏輯元件采用中、小規(guī)模集成電路(MSI、SSI),主存儲器仍采用磁芯。軟件方面出現(xiàn)了分時操作系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)化、規(guī)?;绦蛟O(shè)計方法。特點(diǎn)是速度更快(一般為每秒數(shù)百萬次至數(shù)千萬次),而且可靠性有了顯著提高,價格進(jìn)一步下降,產(chǎn)品走向了通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化等。應(yīng)用領(lǐng)域開始進(jìn)入文字處理和圖形圖像處理領(lǐng)域。

??第4代:大規(guī)模集成電路機(jī)(1970年至今)

硬件方面,邏輯元件采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路(LSI和VLSI)。軟件方面出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和面向?qū)ο笳Z言等。1971年世界上第一臺微處理器在美國硅谷誕生,開創(chuàng)了微型計算機(jī)的新時代。應(yīng)用領(lǐng)域從科學(xué)計算、事務(wù)管理、過程控制逐步走向家庭。

由于集成技術(shù)的發(fā)展,半導(dǎo)體芯片的集成度更高,每塊芯片可容納數(shù)萬乃至數(shù)百萬個晶體管,并且可以把運(yùn)算器和控制器都集中在一個芯片上、從而出現(xiàn)了微處理器,并且可以用微處理器和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路組裝成微型計算機(jī),就是我們常說的微電腦或PC機(jī)。微型計算機(jī)體積小,價格便宜,使用方便,但它的功能和運(yùn)算速度已經(jīng)達(dá)到甚至超過了過去的大型計算機(jī)。另一方面,利用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路制造的各種邏輯芯片,已經(jīng)制成了體積并不很大,但運(yùn)算速度可達(dá)一億甚至幾十億次的巨型計算機(jī)。我國繼1983年研制成功每秒運(yùn)算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機(jī)以后,又于1993年研制成功每秒運(yùn)算十億次的銀河Ⅱ型通用并行巨型計算機(jī)。這一時期還產(chǎn)生了新一代的程序設(shè)計語言以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件等。

隨著物理元、器件的變化,不僅計算機(jī)主機(jī)經(jīng)歷了更新?lián)Q代,它的外部設(shè)備也在不斷地變革。比如外存儲器,由最初的陰極射線顯示管發(fā)展到磁芯、磁鼓,以后又發(fā)展為通用的磁盤,現(xiàn)又出現(xiàn)了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光盤(CD—ROM)。

時代

時期時間典型計算機(jī)描述
第一代計算機(jī)(電子管)1946年2月16日ENIAC美國賓夕法尼亞大學(xué)研制的人類歷史上真正意義的第一臺電子計算機(jī),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(yùn)算。共使用了18000個電子管。
1950年EDVAC第一臺并行計算機(jī),實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)之父“馮。諾伊曼”的兩個設(shè)想:采用二進(jìn)制和存儲程序。
第二代計算機(jī)(晶體管)1954年TRADICIBM公司制造的第一臺使用晶體管的計算機(jī),增加了浮點(diǎn)運(yùn)算,使計算能力有了很大提高
1958年IBM 1401這是第二代計算機(jī)中的代表,用戶當(dāng)時可以租用。
時期時間典型計算機(jī)描述
第四代計算機(jī)(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(jī)。
1977年4月Apple IINMOS6500 1MHz CPU,4KB RAM 16KB ROM,這是計算機(jī)史上第一個帶有彩色圖形的個人計算機(jī)
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-DOS
1983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。
展開表格43萬次播放02:25人類計算機(jī)70年發(fā)展史,到底蘊(yùn)含著怎樣的秘密?2.5萬次播放04:45計算機(jī)發(fā)展歷史:雖然我們只使用了70多年,卻是幾百年的努力結(jié)晶

發(fā)展趨勢

隨著科技的進(jìn)步,各種計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個快速而又嶄新的時代,計算機(jī)已經(jīng)從功能單一、體積較大發(fā)展到了功能復(fù)雜、體積微小、資源網(wǎng)絡(luò)化等。計算機(jī)的未來充滿了變數(shù),性能的大幅度提高是不可置疑的,而實(shí)現(xiàn)性能的飛躍卻有多種途徑。不過性能的大幅提升并不是計算機(jī)發(fā)展的唯一路線,計算機(jī)的發(fā)展還應(yīng)當(dāng)變得越來越人性化,同時也要注重環(huán)保等等。

計算機(jī)從出現(xiàn)至今,經(jīng)歷了機(jī)器語言、程序語言、簡單操作系統(tǒng)和Linux、Macos、BSD、Windows等現(xiàn)代操作系統(tǒng)四代,運(yùn)行速度也得到了極大的提升,第四代計算機(jī)的運(yùn)算速度已經(jīng)達(dá)到幾十億次每秒。計算機(jī)也由原來的僅供軍事科研使用發(fā)展到人人擁有,計算機(jī)強(qiáng)大的應(yīng)用功能,產(chǎn)生了巨大的市場需要,未來計算機(jī)性能應(yīng)向著微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和巨型化的方向發(fā)展。

巨型化

巨型化是指為了適應(yīng)尖端科學(xué)技術(shù)的需要,發(fā)展高速度、大存儲容量和功能強(qiáng)大的超級計算機(jī)。隨著人們對計算機(jī)的依賴性越來越強(qiáng),特別是在軍事和科研教育方面對計算機(jī)的存儲空間和運(yùn)行速度等要求會越來越高。此外計算機(jī)的功能更加多元化。

微型化

隨著微型處理器(CPU)的出現(xiàn),計算機(jī)中開始使用微型處理器,使計算機(jī)體積縮小了,成本降低了。另一方面,軟件行業(yè)的飛速發(fā)展提高了計算機(jī)內(nèi)部操作系統(tǒng)的便捷度,計算機(jī)外部設(shè)備也趨于完善。計算機(jī)理論和技術(shù)上的不斷完善促使微型計算機(jī)很快滲透到全社會的各個行業(yè)和部門中,并成為人們生活和學(xué)習(xí)的必須品。四十年來,計算機(jī)的體積不斷的縮小,臺式電腦、筆記本電腦、掌上電腦、平板電腦體積逐步微型化,為人們提供便捷的服務(wù)。因此,未來計算機(jī)仍會不斷趨于微型化,體積將越來越小。

網(wǎng)絡(luò)化

互聯(lián)網(wǎng)將世界各地的計算機(jī)連接在一起,從此進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時代。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化徹底改變了人類世界,人們通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行溝通、交流(OICQ、微博等),教育資源共享(文獻(xiàn)查閱、遠(yuǎn)程教育等)、信息查閱共享(百度、谷歌)等,特別是無線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),極大的提高了人們使用網(wǎng)絡(luò)的便捷性,未來計算機(jī)將會進(jìn)一步向網(wǎng)絡(luò)化方面發(fā)展。

人工智能化

計算機(jī)人工智能化是未來發(fā)展的必然趨勢。現(xiàn)代計算機(jī)具有強(qiáng)大的功能和運(yùn)行速度,但與人腦相比,其智能化和邏輯能力仍有待提高。人類不斷在探索如何讓計算機(jī)能夠更好的反應(yīng)人類思維,使計算機(jī)能夠具有人類的邏輯思維判斷能力,可以通過思考與人類溝通交流,拋棄以往的依靠通過編碼程序來運(yùn)行計算機(jī)的方法,直接對計算機(jī)發(fā)出指令。

多媒體化

傳統(tǒng)的計算機(jī)處理的信息主要是字符和數(shù)字。事實(shí)上,人們更習(xí)慣的是圖片、文字、聲音、像等多種形式的多媒體信息。多媒體技術(shù)可以集圖形、圖像、音頻、視頻、文字為一體,使信息處理的對象和內(nèi)容更加接近真實(shí)世界。

技術(shù)結(jié)合

電腦芯片圖片

計算機(jī)微型處理器(CPU)以晶體管為基本元件,隨著處理器的不斷完善和更新?lián)Q代的速度加快,計算機(jī)結(jié)構(gòu)和元件也會發(fā)生很大的變化。隨著光電技術(shù)、量子技術(shù)和生物技術(shù)的發(fā)展,對新型計算機(jī)的發(fā)展具有極大的推動作用。

20世紀(jì)80年代以來ALU和控制單元(二者合成中央處理器,即CPU)逐漸被整合到一塊集成電路上,稱作微處理器。這類計算機(jī)的工作模式十分直觀:在一個時鐘周期內(nèi),計算機(jī)先從存儲器中獲取指令和數(shù)據(jù),然后執(zhí)行指令,存儲數(shù)據(jù),再獲取下一條指令。這個過程被反復(fù)執(zhí)行,直至得到一個終止指令。由控制器解釋,運(yùn)算器執(zhí)行的指令集是一個精心定義的數(shù)目十分有限的簡單指令集合。

中國發(fā)展

中國現(xiàn)在已成為電子信息產(chǎn)品的制造大國,并逐步確立在全球產(chǎn)業(yè)分工體系中的重要地位,中國計算機(jī)產(chǎn)業(yè)未來將呈現(xiàn)六大發(fā)展趨勢。

??大容量磁盤、環(huán)保型顯示器走向普及;

??筆記本顯示器走向兩極分化;

??內(nèi)存技術(shù)換代,軟驅(qū)退出市場;

??無線應(yīng)用成為主流;

??IA服務(wù)器市場份額將進(jìn)一步提高;

??服務(wù)器低端市場細(xì)分化加劇。

機(jī)器組成

計算機(jī)是由硬件系統(tǒng)(hardware system)和軟件系統(tǒng)(software system)兩部分組成的。

傳統(tǒng)電腦系統(tǒng)的硬體單元一般可分為輸入單元、輸出單元、算術(shù)邏輯單元、控制單元及記憶單元,其中算術(shù)邏輯單元和控制單元合稱中央處理單元(Center Processing Unit,CPU)。

硬件系統(tǒng)

??電源

電源是電腦中不可缺少的供電設(shè)備,它的作用是將220V交流電轉(zhuǎn)換為電腦中使用的5V、12V、3.3V直流電,其性能的好壞,直接影響到其他設(shè)備工作的穩(wěn)定性,進(jìn)而會影響整機(jī)的穩(wěn)定性。手提電腦在自帶鋰電池情況下,為手提電腦提供有效電源。

??主板

主板是電腦中各個部件工作的一個平臺,它把電腦的各個部件緊密連接在一起,各個部件通過主板進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。也就是說,電腦中重要的“交通樞紐”都在主板上,它工作的穩(wěn)定性影響著整機(jī)工作的穩(wěn)定性。

??CPU

CPU即中央處理器,是一臺計算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。其功能主要是解釋計算機(jī)指令以及處理計算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。CPU由運(yùn)算器、控制器、寄存器、高速緩存及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)的總線構(gòu)成。作為整個系統(tǒng)的核心,CPU也是整個系統(tǒng)最高的執(zhí)行單元,因此CPU已成為決定電腦性能的核心部件,很多用戶都以它為標(biāo)準(zhǔn)來判斷電腦的檔次。

??內(nèi)存

內(nèi)存又叫內(nèi)部存儲器或者是隨機(jī)存儲器(RAM),分為DDR內(nèi)存和SDRAM內(nèi)存,(但是SDRAM由于容量低,存儲速度慢,穩(wěn)定性差,已經(jīng)被DDR淘汰了)內(nèi)存屬于電子式存儲設(shè)備,它由電路板和芯片組成,特點(diǎn)是體積小,速度快,有電可存,無電清空,即電腦在開機(jī)狀態(tài)時內(nèi)存中可存儲數(shù)據(jù),關(guān)機(jī)后將自動清空其中的所有數(shù)據(jù)。內(nèi)存有DDR、DDR II、DDR III三大類,容量1-64GB。

??硬盤

硬盤屬于外部存儲器,機(jī)械硬盤由金屬磁片制成,而磁片有記憶功能,所以儲到磁片上的數(shù)據(jù),不論在開機(jī),還是關(guān)機(jī),都不會丟失。硬盤容量很大,已達(dá)TB級,尺寸有3.5、2.5、1.8、1.0英寸等,接口有IDE、SATA、SCSI等,SATA最普遍。移動硬盤是以硬盤為存儲介質(zhì),強(qiáng)調(diào)便攜性的存儲產(chǎn)品。市場上絕大多數(shù)的移動硬盤都是以標(biāo)準(zhǔn)硬盤為基礎(chǔ)的,而只有很少部分的是以微型硬盤(1.8英寸硬盤等)為基礎(chǔ),但價格因素決定著主流移動硬盤還是以標(biāo)準(zhǔn)筆記本硬盤為基礎(chǔ)。因?yàn)椴捎糜脖P為存儲介質(zhì),因此移動硬盤在數(shù)據(jù)的讀寫模式與標(biāo)準(zhǔn)IDE硬盤是相同的。移動硬盤多采用USB、IEEE1394等傳輸速度較快的接口,可以較高的速度與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。固態(tài)硬盤用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的硬盤,由控制單元和存儲單元(FLASH芯片)組成。固態(tài)硬盤在產(chǎn)品外形和尺寸上也完全與普通硬盤一致但是固態(tài)硬盤比機(jī)械硬盤速度更快。

??聲卡

聲卡是組成多媒體電腦必不可少的一個硬件設(shè)備,其作用是當(dāng)發(fā)出播放命令后,聲卡將電腦中的聲音數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號送到音箱上發(fā)出聲音。

??顯卡

顯卡在工作時與顯示器配合輸出圖形、文字,作用是將計算機(jī)系統(tǒng)所需要的顯示信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換驅(qū)動,并向顯示器提供行掃描信號,控制顯示器的正確顯示,是連接顯示器和個人電腦主板的重要元件,是“人機(jī)對話”的重要設(shè)備之一。

??網(wǎng)卡

網(wǎng)卡是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)路組件,是局域網(wǎng)中連接計算機(jī)和傳輸介質(zhì)的接口,不僅能實(shí)現(xiàn)與局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)之間的物理連接和電信號匹配,還涉及幀的發(fā)送與接收、幀的封裝與拆封、介質(zhì)訪問控制、數(shù)據(jù)的編碼與解碼以及數(shù)據(jù)緩存的功能等。網(wǎng)卡的作用是充當(dāng)電腦與網(wǎng)線之間的橋梁,它是用來建立局域網(wǎng)并連接到Internet的重要設(shè)備之一。

在整合型主板中常把聲卡、顯卡、網(wǎng)卡部分或全部集成在主板上。

?調(diào)制解調(diào)器

調(diào)制解調(diào)器

英文名為“Modem”,俗稱“貓”,即調(diào)制解調(diào)器,類型有內(nèi)置式和外置式,有線式和無線式。調(diào)制解調(diào)器是通過電話線上網(wǎng)時必不可少的設(shè)備之一。它的作用是將電腦上處理的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電話線傳輸?shù)哪M信號。隨著ADSL寬帶網(wǎng)的普及,內(nèi)置式調(diào)制解調(diào)器逐漸退出了市場。

??光驅(qū)

光驅(qū)

英文名為“Optical Disk driver”,電腦用來讀寫光碟內(nèi)容的機(jī)器,也是在臺式機(jī)和筆記本便攜式電腦里比較常見的一個部件。隨著多媒體的應(yīng)用越來越廣泛,使得光驅(qū)在計算機(jī)諸多配件中已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)配置。光驅(qū)可分為CD-ROM驅(qū)動器、DVD光驅(qū)(DVD-ROM)、康寶(COMBO)和DVD刻錄機(jī)(DVD-RAM)等。讀寫的能力和速度也日益提升,4× 16× 32× 40× 48×。

??顯示器

英文名為“monitor”,顯示器有大有小,有薄有厚,品種多樣,其作用是把電腦處理完的結(jié)果顯示出來。它是一個輸出設(shè)備,是電腦必不可缺少的部件之一。分為CRT、LCD、LED三大類,接口有VGA、DVI兩類。

鍵盤

英文名為“Keyboard”,分為有線和無線,鍵盤是主要的人工學(xué)輸入設(shè)備,通常為104或105鍵,用于把文字、數(shù)字等輸?shù)诫娔X上,以及電腦操控。

鼠標(biāo)

英文名為“Mouse”,當(dāng)人們移動鼠標(biāo)時,電腦屏幕上就會有一個箭頭指針跟著移動,并可以很準(zhǔn)確指到想指的位置,快速地在屏幕上定位,它是人們使用電腦不可缺少的部件之一。鍵盤鼠標(biāo)接口有PS/2和USB兩種。硬件的鼠標(biāo)分為光電和機(jī)械兩種(機(jī)械已被光電淘汰)。

??音箱

音響

英文名為“Loud speaker”,通過音頻線連接到功率放大器,再通過晶體管把聲音放大,輸出到喇叭上,從而使喇叭發(fā)出電腦的聲音。一般的電腦音箱可分為2、2.1 、3 .1、4、4.1、5.1、7.1這幾種,音質(zhì)也各有差異。

??打印機(jī)

打印機(jī)

英文名為“Printer”,通過它可以把電腦中的文件打印到紙上,它是重要的輸出設(shè)備之一。在打印機(jī)領(lǐng)域形成了針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)三足鼎立的主流產(chǎn)品,各自發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn),滿足各界用戶不同的需求。

??視頻設(shè)備

如攝像頭、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、電視卡等設(shè)備,用于處理視頻信號。

?閃存盤

英文名為“Flash disk”,閃存盤通常也被稱作優(yōu)盤,U盤,閃盤,是一個通用串行總線USB接口的無需物理驅(qū)動器的微型高容量移動存儲產(chǎn)品,它采用的存儲介質(zhì)為閃存存儲介質(zhì)(Flash Memory)。閃存盤一般包括閃存(Flash Memory)、控制芯片和外殼。閃存盤具有可多次擦寫、速度快而且防磁、防震、防潮的優(yōu)點(diǎn)。閃盤采用流行的USB接口,體積只有大拇指大小,重量約20克,不用驅(qū)動器,無需外接電源,即插即用,不同電腦之間進(jìn)行文件交流,存儲容量從1~128GB不等,滿足不同的需求。

移動存儲卡及讀卡器

存儲卡是利用閃存(Flash Memory)技術(shù)達(dá)到存儲電子信息的存儲器,一般應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)、掌上電腦、MP3、MP4等小型數(shù)碼產(chǎn)品中作為存儲介質(zhì),所以樣子小巧,猶如一張卡片,所以稱之為閃存卡。根據(jù)不同的生產(chǎn)廠商和不同的應(yīng)用,閃存卡有Smart Media(SM卡)、Compact Flash(CF卡),Multi Media Card(MMC卡),Secure Digital(SD卡)、Memory Stick(記憶棒),TF卡等多種類型,這些閃存卡雖然外觀、規(guī)格不同,但是技術(shù)原理都是相同的。由于閃存卡本身并不能直接被電腦辨認(rèn),讀卡器就是一個兩者的溝通橋梁。讀卡器Card Reader)可使用很多種存儲卡,如Compact Flash or Smart Media or Microdrive存儲卡等,作為存儲卡的信息存取裝置。讀卡器使用USB1.1/USB2.0的傳輸介面,支持熱拔插。與普通USB設(shè)備一樣,只需插入電腦的USB端口,然后插用存儲卡就可以使用了。按照速度來劃分有USB1.1、USB2.0以及USB3.0,按用途來劃分,有單一讀卡器和多合一讀卡器。

軟件系統(tǒng)

所謂軟件是指為方便使用計算機(jī)和提高使用效率而組織的程序以及用于開發(fā)、使用和維護(hù)的有關(guān)文檔。軟件系統(tǒng)可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。

1、系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件System software,由一組控制計算機(jī)系統(tǒng)并管理其資源的程序組成,其主要功能包括:啟動計算機(jī),存儲、加載和執(zhí)行應(yīng)用程序,對文件進(jìn)行排序、檢索,將程序語言翻譯成機(jī)器語言等。實(shí)際上,系統(tǒng)軟件可以看作用戶與計算機(jī)的接口,它為應(yīng)用軟件和用戶提供了控制、訪問硬件的手段,這些功能主要由操作系統(tǒng)完成。此外,編譯系統(tǒng)和各種工具軟件也屬此類,它們從另一方面輔助用戶使用計算機(jī)。下面分別介紹它們的功能。

1)操作系統(tǒng)(Operating System,OS)

操作系統(tǒng)是管理、控制和監(jiān)督計算機(jī)軟、硬件資源協(xié)調(diào)運(yùn)行的程序系統(tǒng),由一系列具有不同控制和管理功能的程序組成,它是直接運(yùn)行在計算機(jī)硬件上的、最基本的系統(tǒng)軟件,是系統(tǒng)軟件的核心。操作系統(tǒng)是計算機(jī)發(fā)展中的產(chǎn)物,它的主要目的有兩個:一是方便用戶使用計算機(jī),是用戶和計算機(jī)的接口。比如用戶鍵入一條簡單的命令就能自動完成復(fù)雜的功能,這就是操作系統(tǒng)幫助的結(jié)果;二是統(tǒng)一管理計算機(jī)系統(tǒng)的全部資源,合理組織計算機(jī)工作流程,以便充分、合理地發(fā)揮計算機(jī)的效率。操作系統(tǒng)通常應(yīng)包括下列五大功能模塊:

(1)處理器管理:當(dāng)多個程序同時運(yùn)行時,解決處理器(CPU)時間的分配問題。

(2)作業(yè)管理:完成某個獨(dú)立任務(wù)的程序及其所需的數(shù)據(jù)組成一個作業(yè)。作業(yè)管理的任務(wù)主要是為用戶提供一個使用計算機(jī)的界面使其方便地運(yùn)行自己的作業(yè),并對所有進(jìn)入系統(tǒng)的作業(yè)進(jìn)行調(diào)度和控制,盡可能高效地利用整個系統(tǒng)的資源。

(3)存儲器管理:為各個程序及其使用的數(shù)據(jù)分配存儲空間,并保證它們互不干擾。

(4)設(shè)備管理:根據(jù)用戶提出使用設(shè)備的請求進(jìn)行設(shè)備分配,同時還能隨時接收設(shè)備的請求(稱為中斷),如要求輸入信息。

(5)文件管理:主要負(fù)責(zé)文件的存儲、檢索、共享和保護(hù),為用戶提供文件操作的方便。

操作系統(tǒng)的種類繁多,依其功能和特性分為分批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)和實(shí)時操作系統(tǒng)等;依同時管理用戶數(shù)的多少分為單用戶操作系統(tǒng)和多用戶操作系統(tǒng);適合管理計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

微機(jī)操作系統(tǒng)隨著微機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展,從簡單到復(fù)雜。Microsoft公司開發(fā)的DOS是一單用戶單任務(wù)系統(tǒng),而Windows操作系統(tǒng)則是一多戶多任務(wù)系統(tǒng),經(jīng)過十幾年的發(fā)展,已從Windows 3.1發(fā)展Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows vista、Windows 7和Windows 8等等。它是當(dāng)前微機(jī)中廣泛使用的操作系統(tǒng)之一。Linux是一個源碼公開的操作系統(tǒng),程序員可以根據(jù)自己的興趣和靈感對其進(jìn)行改變,這讓Linux吸收了無數(shù)程序員的精華,不斷壯大,已被越來越多的用戶所采用,是Windows操作系統(tǒng)強(qiáng)有力的競爭對手。

2)語言處理系統(tǒng)(翻譯程序)

人和計算機(jī)交流信息使用的語言稱為計算機(jī)語言或稱程序設(shè)計語言。計算機(jī)語言通常分為機(jī)器語言、匯編語言和高級語言三類。如果要在計算機(jī)上運(yùn)行高級語言程序就必須配備程序語言翻譯程序(下簡稱翻譯程序)。翻譯程序本身是一組程序,不同的高級語言都有相應(yīng)的翻譯程序。翻譯的方法有兩種:

一種稱為“解釋”。早期的BASIC源程序的執(zhí)行都采用這種方式。它調(diào)用機(jī)器配備的BASIC“解釋程序”,在運(yùn)行BASIC源程序時,逐條把BASIC的源程序語句進(jìn)行解釋和執(zhí)行,它不保留目標(biāo)程序代碼,即不產(chǎn)生可執(zhí)行文件。這種方式速度較慢,每次運(yùn)行都要經(jīng)過“解釋”,邊解釋邊執(zhí)行。

另一種稱為“編譯”,它調(diào)用相應(yīng)語言的編譯程序,把源程序變成目標(biāo)程序(以.OBJ為擴(kuò)展名),然后再用連接程序,把目標(biāo)程序與庫文件相連接形成可執(zhí)行文件。盡管編譯的過程復(fù)雜一些,但它形成的可執(zhí)行文件(以.exe為擴(kuò)展名)可以反復(fù)執(zhí)行,速度較快。運(yùn)行程序時只要鍵入可執(zhí)行程序的文件名,再按Enter鍵即可。

對源程序進(jìn)行解釋和編譯任務(wù)的程序,分別叫作編譯程序和解釋程序。如FORTRAN、COBOL、PASCAL和C等高級語言,使用時需有相應(yīng)的編譯程序;BASIC、LISP等高級語言,使用時需用相應(yīng)的解釋程序。

3)服務(wù)程序

服務(wù)程序能夠提供一些常用的服務(wù)性功能,它們?yōu)橛脩糸_發(fā)程序和使用計算機(jī)提供了方便,像微機(jī)上經(jīng)常使用的診斷程序、調(diào)試程序、編輯程序均屬此類。

4)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫是指按照一定聯(lián)系存儲的數(shù)據(jù)集合,可為多種應(yīng)用共享。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Data Base Management System,DBMS)則是能夠?qū)?shù)據(jù)庫進(jìn)行加工、管理的系統(tǒng)軟件。其主要功能是建立、消除、維護(hù)數(shù)據(jù)庫及對庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行各種操作。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫(DB)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)以及相應(yīng)的應(yīng)用程序組成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不但能夠存放大量的數(shù)據(jù),更重要的是能迅速、自動地對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、修改、統(tǒng)計、排序、合并等操作,以得到所需的信息。這一點(diǎn)是傳統(tǒng)的文件柜無法作到的。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的一個分支。可以說,在今后的計算機(jī)應(yīng)用開發(fā)中大都離不開數(shù)據(jù)庫。因此,了解數(shù)據(jù)庫技術(shù)猶其是微機(jī)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用是非常必要的。

2、應(yīng)用軟件

為解決各類實(shí)際問題而設(shè)計的程序系統(tǒng)稱為應(yīng)用軟件。從其服務(wù)對象的角度,又可分為通用軟件和專用軟件兩類。

主要特點(diǎn)

運(yùn)算速度快:

計算機(jī)內(nèi)部電路組成,可以高速準(zhǔn)確地完成各種算術(shù)運(yùn)算。當(dāng)今計算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算速度已達(dá)到 每秒萬億次,微機(jī)也可達(dá)每秒億次以上,使大量復(fù)雜的科學(xué)計算問題得以解決。例如:衛(wèi)星軌道的計算、大型水壩的計算、24小時天氣算需要幾年甚至幾十年,而在現(xiàn)代社會里,用計算機(jī)只需幾分鐘就可完成。

計算精確度高:

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,需要高度精確的計算。計算機(jī)控制的導(dǎo)彈之所以能準(zhǔn)確地?fù)糁蓄A(yù)定的目標(biāo),是與計算機(jī)的精確計算分不開的。一般計算機(jī)可以有十幾位甚至幾十位(二進(jìn)制)有效數(shù)字,計算精度可由千分之幾到百萬分之幾,是任何計算工具所望塵莫及的。

邏輯運(yùn)算能力強(qiáng):

計算機(jī)不僅能進(jìn)行精確計算,還具有邏輯運(yùn)算功能,能對信息進(jìn)行比較和判斷。計算機(jī)能把參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)、程序以及中間結(jié)果和最后結(jié)果保存起來,并能根據(jù)判斷的結(jié)果自動執(zhí)行下一條指令以供用戶隨時調(diào)用。

存儲容量大:

計算機(jī)內(nèi)部的存儲器具有記憶特性,可以存儲大量的信息,這些信息,不僅包括各類數(shù)據(jù)信息,還包括加工這些數(shù)據(jù)的程序。

自動化程度高:

由于計算機(jī)具有存儲記憶能力和邏輯判斷能力,所以人們可以將預(yù)先編好的程序組納入計算機(jī)內(nèi)存,在程序控制下,計算機(jī)可以連續(xù)、自動地工作,不需要人的干預(yù)。

性價比高:

幾乎每家每戶都會有電腦,越來越普遍化、大眾化,21世紀(jì)電腦必將成為每家每戶不可缺少的電器之一。計算機(jī)發(fā)展很迅速,有臺式的還有筆記本。

主要分類

超級計算機(jī)

超級計算機(jī)

超級計算機(jī)(Supercomputers)通常是指由數(shù)百數(shù)千甚至更多的處理器(機(jī))組成的、能計算普通PC機(jī)和服務(wù)器不能完成的大型復(fù)雜課題的計算機(jī)。[2]超級計算機(jī)是計算機(jī)中功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快、存儲容量最大的一類計算機(jī),是國家科技發(fā)展水平和綜合國力的重要標(biāo)志。[1]超級計算機(jī)擁有最強(qiáng)的并行計算能力,主要用于科學(xué)計算。在氣象、軍事、能源、航天、探礦等領(lǐng)域承擔(dān)大規(guī)模、高速度的計算任務(wù)。在結(jié)構(gòu)上,雖然超級計算機(jī)和服務(wù)器都可能是多處理器系統(tǒng),二者并無實(shí)質(zhì)區(qū)別,但是現(xiàn)代超級計算機(jī)較多采用集群系統(tǒng),更注重浮點(diǎn)運(yùn)算的性能,可看著是一種專注于科學(xué)計算的高性能服務(wù)器,而且價格非常昂貴。2227次播放01:55“幕后英雄”超級計算機(jī) 早已進(jìn)入我們生活625次播放03:26超級計算機(jī)能“算天算地算人”,人怎么被算?來圍觀|透視新科技

各種各樣計算機(jī)圖片展示

專指某些高性能計算機(jī),能通過網(wǎng)絡(luò),對外提供服務(wù)。相對于普通電腦來說,穩(wěn)定性、安全性、性能等方面都要求更高,因此在CPU、芯片組、內(nèi)存、磁盤系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等硬件和普通電腦有所不同。服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn),存儲、處理網(wǎng)絡(luò)上80%的數(shù)據(jù)、信息,在網(wǎng)絡(luò)中起到舉足輕重的作用。它們是為客戶端計算機(jī)提供各種服務(wù)的高性能的計算機(jī),其高性能主要表高速度的運(yùn)算能力、長時間的可靠運(yùn)行、強(qiáng)大的外部數(shù)據(jù)吞吐能力等方面。服務(wù)器的構(gòu)成與普通電腦類似,也有處理器、硬盤、內(nèi)存、系統(tǒng)總線等,但因?yàn)樗轻槍唧w的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用特別制定的,因而服務(wù)器與微機(jī)在處理能力、穩(wěn)定性、可靠性、安全性、可擴(kuò)展性、可管理性等方面存在差異很大。服務(wù)器主要有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(DNS、DHCP)、打印服務(wù)器、終端服務(wù)器、磁盤服務(wù)器、郵件服務(wù)器、文件服務(wù)器等。

2、

工作站

計算機(jī)

是一種以個人計算機(jī)和分布式網(wǎng)絡(luò)計算為基礎(chǔ),主要面向?qū)I(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算與圖形、圖像處理能力,為滿足工程設(shè)計、動畫制作、科學(xué)研究、軟件開發(fā)、金融管理、信息服務(wù)、模擬仿真等專業(yè)領(lǐng)域而設(shè)計開發(fā)的高性能計算機(jī)。工作站最突出的特點(diǎn)是具有很強(qiáng)的圖形交換能力,因此在圖形圖像領(lǐng)域特別是計算機(jī)輔助設(shè)計領(lǐng)域得到了迅速應(yīng)用。典型產(chǎn)品有美國Sun公司的Sun系列工作站。

無盤工作站是指無軟盤、無硬盤、無光驅(qū)連入局域網(wǎng)的計算機(jī)。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,把工作站端使用的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件被全部放在服務(wù)器上,系統(tǒng)管理員只要完成服務(wù)器上的管理和維護(hù),軟件的升級和安裝也只需要配置一次后,則整個網(wǎng)絡(luò)中的所有計算機(jī)就都可以使用新軟件。所以無盤工作站具有節(jié)省費(fèi)用、系統(tǒng)的安全性高、易管理性和易維護(hù)性等優(yōu)點(diǎn),這對網(wǎng)絡(luò)管理員來說具有很大的吸引力。

無盤工作站的工作原理是由網(wǎng)卡的啟動芯片(Boot ROM)以不同的形式向服務(wù)器發(fā)出啟動請求號,服務(wù)器收到后,根據(jù)不同的機(jī)制,向工作站發(fā)送啟動數(shù)據(jù),工作站下載完啟動數(shù)據(jù)后,系統(tǒng)控制權(quán)由Boot ROM轉(zhuǎn)到內(nèi)存中的某些特定區(qū)域,并引導(dǎo)操作系統(tǒng)。

根據(jù)不同的啟動機(jī)制,比較常用無盤工作站可分為RPL 和PXE。RPL 為Remote Initial Program Load 的縮寫,此技術(shù)常用于Windows95 中。PXE 是RPL 的升級品,它是Preboot Execution Environment的縮寫。兩者不同之處在于RPL 是靜態(tài)路由,而PXE 是動態(tài)路由,其通信協(xié)議采用TCP/IP,實(shí)現(xiàn)了與Internet 連接高效而可靠,它常用于Windows98、Windows NT、Windows2000、Windows XP中。

3、集線器

集線器

集線器(HUB)是一種共享介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,它的作用可以簡單的理解為將一些機(jī)器連接起來組成一個局域網(wǎng),HUB 本身不能識別目的地址。集線器上的所有端口爭用一個共享信道的寬帶,因此隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加,數(shù)據(jù)傳輸量的增大,每節(jié)點(diǎn)的可用帶寬將隨之減少。另外,集線器采用廣播的形式傳輸數(shù)據(jù),即向所有端口傳送數(shù)據(jù)。如當(dāng)同一局域網(wǎng)內(nèi)的A 主機(jī)給B 主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)包在以HUB 為架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)上是以廣播方式傳輸?shù)?,對網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點(diǎn)同時發(fā)送同一信息,然后再由每一臺終端通過驗(yàn)證數(shù)據(jù)包頭的地址信息來確定是否接收。其實(shí)接收數(shù)據(jù)的一般來說只有一個終端節(jié)點(diǎn),而對所有節(jié)點(diǎn)都發(fā)送,在這種方式下,很容易造成網(wǎng)絡(luò)堵塞,而且絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)流量是無效的,這樣就造成整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸效率相當(dāng)?shù)?。另一方面由于所發(fā)送的數(shù)據(jù)包每個節(jié)點(diǎn)都能偵聽到,容易給網(wǎng)絡(luò)帶來一些不安全隱患。

4、交換機(jī)

交換機(jī)

交換機(jī)(Switch)是按照通信兩端傳輸信息的需要,用人工或設(shè)備自動完成的方法把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)統(tǒng)稱。廣義的交換機(jī)就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備,它是集線器的升級換代產(chǎn)品,外觀上與集線器非常相似,其作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區(qū)別:集線器采用的是共享帶寬的工作方式,而交換機(jī)采用的是獨(dú)享帶寬方式。即交換機(jī)上的所有端口均有獨(dú)享的信道帶寬,以保證每個端口上數(shù)據(jù)的快速有效傳輸,交換機(jī)為用戶提供的是獨(dú)占的、點(diǎn)對點(diǎn)的連接,數(shù)據(jù)包只被發(fā)送到目的端口,而不會向所有端口發(fā)送,其它節(jié)點(diǎn)很難偵聽到所發(fā)送的信息,這樣在機(jī)器很多或數(shù)據(jù)量很大時,不容易造成網(wǎng)絡(luò)堵塞,也確保了數(shù)據(jù)傳輸安全,同時大大的提高了傳輸效率,兩者的差別就比較明顯了。

5、路由器

路由器

路由器(Router)是一種負(fù)責(zé)尋徑的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,它在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網(wǎng)絡(luò)路徑提供給用戶通信。路由器用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò),為用戶提供最佳的通信路徑,路由器利用路由表為數(shù)據(jù)傳輸選擇路徑,路由表包含網(wǎng)絡(luò)地址以及各地址之間距離的清單,路由器利用路由表查找數(shù)據(jù)包從當(dāng)前位置到目的地址的正確路徑,路由器使用最少時間算法或最優(yōu)路徑算法來調(diào)整信息傳遞的路徑。路由器是產(chǎn)生于交換機(jī)之后,就像交換機(jī)產(chǎn)生于集線器之后,所以路由器與交換機(jī)也有一定聯(lián)系,并不是完全獨(dú)立的兩種設(shè)備。路由器主要克服了交換機(jī)不能向路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的不足。

交換機(jī)、路由器是一臺特殊的網(wǎng)絡(luò)計算機(jī),它的硬件基礎(chǔ)CPU、存儲器和接口,軟件基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)操作系統(tǒng)IOS。

交換機(jī)、路由器和PC機(jī)一樣,有中央處理單元CPU,而且不同的交換機(jī)、路由器,其CPU一般也不相同,CPU是交換機(jī)、路由器的處理中心。

內(nèi)存是交換機(jī)、路由器存儲信息和數(shù)據(jù)的地方,CISCO交換機(jī)、路由器有以下幾種內(nèi)存組件:

ROM(Read Only Memory)存儲交換機(jī)、路由器加電自檢(POST:Power-On Self-Test)、啟動程序(Bootstrap Program)和部分或全部的IOS。交換機(jī)、路由器中的ROM是可擦寫的,所以IOS是可以升級的。

RAM(Random Access Memory)與PC機(jī)上的隨機(jī)存儲器相似,提供臨時信息的存儲,同時保存著當(dāng)前的路由表和配置信息。

NVRAM(Nonvolatile Random Access Memory)存儲交換機(jī)、路由器的啟動配置文件。NVRAM是可擦寫的,可將交換機(jī)、路由器的配置信息拷貝到NVRAM中。

FLASH閃存,是可擦寫的,也可編程,用于存儲CISCO IOS的其它版本,用于對交換機(jī)、路由器的IOS進(jìn)行升級。

接口用作將交換機(jī)、路由器連接到網(wǎng)絡(luò),可以分為局域網(wǎng)接口和廣域網(wǎng)接口兩種。由于交換機(jī)、路由器型號的不同,接口數(shù)目和類型也不盡一樣。常見的接口主要有以下幾種:

高速同步串口,可連接DDN,幀中繼(Frame Relay),X.25,PSTN(模擬電話線路)。

同步/異步串口,可用軟件將端口設(shè)置為同步工作方式。

AUI端口,即粗纜口。一般需要外接轉(zhuǎn)換器(AUI-RJ45),連接10/100Base-T以太網(wǎng)絡(luò)。

ISDN端口,可以連接ISDN網(wǎng)絡(luò)(2B+D),可作為局域網(wǎng)接入Internet 之用。

AUX端口,該端口為異步端口,主要用于遠(yuǎn)程配置,也可用于拔號備份,可與MODEM連接。支持硬件流控制(Hardware Flow Control)。

Console端口,該端口為異步端口,主要連接終端或運(yùn)行終端仿真程序的計算機(jī),在本地配置交換機(jī)、路由器。不支持硬件流控制。

工業(yè)控制

是一種采用總線結(jié)構(gòu),對生產(chǎn)過程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的計算機(jī)系統(tǒng)總稱。簡稱工控機(jī)。它由計算機(jī)和過程輸入輸出(I/O)通過兩大部分組成。計算機(jī)是由主機(jī)、輸入輸出設(shè)備和外部磁盤機(jī)、磁帶機(jī)等組成。在計算機(jī)外部又增加一部分過程輸入/輸出通道,用來完成工業(yè)生產(chǎn)過程的檢測數(shù)據(jù)送入計算機(jī)進(jìn)行處理;另一方面將計算機(jī)要行使對生產(chǎn)過程控制的命令、信息轉(zhuǎn)換成工業(yè)控制對象的控制變量的信號,再送往工業(yè)控制對象的控制器去。由控制器行使對生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行控制。工控機(jī)的主要類別有:IPC(PC總線工業(yè)電腦)、PLC(可編程控制系統(tǒng))、DCS(分散型控制系統(tǒng))、FCS(現(xiàn)場總線系統(tǒng))及CNC(數(shù)控系統(tǒng))五種。

1、IPC

即基于PC總線的工業(yè)電腦。據(jù)2000年IDC統(tǒng)計PC機(jī)已占到通用計算機(jī)的95%以上,因其價格低、質(zhì)量高、產(chǎn)量大、軟/硬件資源豐富,已被廣大的技術(shù)人員所熟悉和認(rèn)可,這正是工業(yè)電惱熱的基礎(chǔ)。其主要的組成部分為工業(yè)機(jī)箱、無源底板及可插入其上的各種板卡組成,如CPU卡、I/O卡等。并采取全鋼機(jī)殼、機(jī)卡壓條過濾網(wǎng),雙正壓風(fēng)扇等設(shè)計及EMC(Electro Magnetic Compatibility)技術(shù)以解決工業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾、震動、灰塵、高/低溫等問題。

IPC有以下特點(diǎn):

可靠性:工業(yè)PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動、腐蝕和快速診斷和可維護(hù)性,其MTTR(Mean Time to Repair)一般為10萬小時以上。

實(shí)時性,工業(yè)PC對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時在線檢測與控制,對工作狀況的變化給予快速響應(yīng),及時進(jìn)行采集和輸出調(diào)節(jié)(看門狗功能這是普通PC所不具有的),遇險自復(fù)位,保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

擴(kuò)充性,工業(yè)PC由于采用底板+CPU卡結(jié)構(gòu),因而具有很強(qiáng)的輸入輸出功能,最多可擴(kuò)充20個板卡,能與工業(yè)現(xiàn)場的各種外設(shè)、板卡如與道控制器、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車輛檢測儀等相連,以完成各種任務(wù)。

兼容性,能同時利用ISA與PCI及PICMG資源,并支持各種操作系統(tǒng),多種語言匯編,多任務(wù)操作系統(tǒng)。

2、可編程序控制器(PLC)

PLC英文全稱ProgrammableLogicController,中文全稱為可編程邏輯控制器,定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時,計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程??删幊炭刂葡到y(tǒng)(ProgrammableLogicController)是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器,在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。

可編程控制器是計算機(jī)技術(shù)與自動化控制技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動控制裝置,是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,可編程控制器更多地具有了計算機(jī)的功能,不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制,還具有了數(shù)據(jù)處理、通信、網(wǎng)絡(luò)等功能。由于它可通過軟件來改變控制過程,而且具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域,大大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程。

3、分散型控制系統(tǒng)(DCS)

是一種高性能、高質(zhì)量、低成本、配置靈活的分散控制系統(tǒng)系列產(chǎn)品,可以構(gòu)成各種獨(dú)立的控制系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)DCS、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA),能滿足各種工業(yè)領(lǐng)域?qū)^程控制和信息管理的需求。系統(tǒng)的模塊化設(shè)計、合理的軟硬件功能配置和易于擴(kuò)展的能力,能廣泛用于各種大、中、小型電站的分散型控制、發(fā)電廠自動化系統(tǒng)的改造以及鋼鐵、石化、造紙、水泥等工業(yè)生產(chǎn)過程控制。

4、現(xiàn)場總線系統(tǒng)(FCS)

是全數(shù)字串行、雙向通信系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)測量和控制設(shè)備如探頭、激勵器和控制器可相互連接、監(jiān)測和控制。在工廠網(wǎng)絡(luò)的分級中,它既作為過程控制(如PLC,LC等)和應(yīng)用智能儀表(如變頻器、閥門、條碼閱讀器等)的局部網(wǎng),又具有在網(wǎng)絡(luò)上分布控制應(yīng)用的內(nèi)嵌功能。由于其廣闊的應(yīng)用前景,眾多國外有實(shí)力的廠家競相投入力量,進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。國際上已知的現(xiàn)場總線類型有四十余種,比較典型的現(xiàn)場總線有:FF,Profibus,LONworks,CAN,HART,CC-LINK等。

5、數(shù)控系統(tǒng)(CNC)

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)是采用微處理器或?qū)S梦C(jī)的數(shù)控系統(tǒng),由事先存放在存儲器里系統(tǒng)程序(軟件)來實(shí)現(xiàn)控制邏輯,實(shí)現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能,并通過接口與外圍設(shè)備進(jìn)行聯(lián)接,稱為計算機(jī)數(shù)控,簡稱CNC系統(tǒng)。

數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品;其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)機(jī)械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動技術(shù);(5)傳感器技術(shù);(6)軟件技術(shù)等。

個人電腦

1、臺式機(jī)(Desktop)

計算機(jī)主機(jī)

也叫桌面機(jī),是一種獨(dú)立相分離的計算機(jī),完完全全跟其它部件無聯(lián)系,相對于筆記本和上網(wǎng)本體積較大,主機(jī)、顯示器等設(shè)備一般都是相對獨(dú)立的,一般需要放置在電腦桌或者專門的工作臺上。因此命名為臺式機(jī)。為非常流行的微型計算機(jī),多數(shù)人家里和公司用的機(jī)器都是臺式機(jī)。臺式機(jī)的性能相對較筆記本電腦要強(qiáng)。臺式機(jī)具有如下特點(diǎn):

散熱性。臺式機(jī)具有筆記本計算機(jī)所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。臺式機(jī)的機(jī)箱具有空間大、通風(fēng)條件好的因素而一直被人們廣泛使用。

擴(kuò)展性。臺式機(jī)的機(jī)箱方便用戶硬件升級,如光驅(qū)、硬盤。如臺式機(jī)箱的光驅(qū)驅(qū)動器插槽是4-5個,硬盤驅(qū)動器插槽是4-5個。非常方便用戶日后的硬件升級。

保護(hù)性。臺式機(jī)全方面保護(hù)硬件不受灰塵的侵害。而且防水性就不錯;在筆記本中這項(xiàng)發(fā)展不是很好。

明確性。臺式機(jī)機(jī)箱的開、關(guān)鍵、重啟鍵、USB、音頻接口都在機(jī)箱前置面板中,方便用戶的使用。

但臺式機(jī)的便攜性差,相比筆記本是非常方便。

2、電腦一體機(jī)

電腦一體機(jī)

電腦一體機(jī),是由一臺顯示器、一個電腦鍵盤和一個鼠標(biāo)組成的電腦。它的芯片、主板與顯示器集成在一起,顯示器就是一臺電腦,因此只要將鍵盤和鼠標(biāo)連接到顯示器上,機(jī)器就能使用。隨著無線技術(shù)的發(fā)展,電腦一體機(jī)的鍵盤、鼠標(biāo)與顯示器可實(shí)現(xiàn)無線鏈接,機(jī)器只有一根電源線。這就解決了一直為人詬病的臺式機(jī)線纜多而雜的問題。有的電腦一體機(jī)還具有電視接收、AV功能,也整合專用軟件,可用于特定行業(yè)專用機(jī)。

3、筆記本電腦(Notebook或Laptop)

也稱手提電腦或膝上型電腦,是一種小型、可攜帶的個人電腦,通常重1-3公斤。筆記本電腦除了鍵盤外,還提供了觸控板(TouchPad)或觸控點(diǎn)(Pointing Stick),提供了更好的定位和輸入功能。

筆記本電腦

筆記本電腦可以大體上分為6類:商務(wù)型、時尚型、多媒體應(yīng)用、上網(wǎng)型、學(xué)習(xí)型、特殊用途。商務(wù)型筆記本電腦一般可以概括為移動性強(qiáng)、電池續(xù)航時間長、商務(wù)軟件多;時尚型外觀主要針對時尚女性;多媒體應(yīng)用型筆記本電腦則有較強(qiáng)的圖形、圖像處理能力和多媒體的能力,尤其是播放能力,為享受型產(chǎn)品。而且,多媒體筆記本電腦多擁有較為強(qiáng)勁的獨(dú)立顯卡和聲卡(均支持高清),并有較大的屏幕。上網(wǎng)本(Netbook)就是輕便和低配置的筆記本電腦,具備上網(wǎng)、收發(fā)郵件以及即時信息(IM)等功能,并可以實(shí)現(xiàn)流暢播放流媒體和音樂。上網(wǎng)本比較強(qiáng)調(diào)便攜性,多用于在出差、旅游甚至公共交通上的移動上網(wǎng)。學(xué)習(xí)型機(jī)身設(shè)計為筆記本外形,采用標(biāo)準(zhǔn)電腦操作,全面整合學(xué)習(xí)機(jī)、電子辭典、復(fù)讀機(jī)、點(diǎn)讀機(jī)、學(xué)生電腦等多種機(jī)器功能。特殊用途的筆記本電腦是服務(wù)于專業(yè)人士,可以在酷暑、嚴(yán)寒、低氣壓、高海拔、強(qiáng)輻射、戰(zhàn)爭等惡劣環(huán)境下使用的機(jī)型,有的較笨重,比如奧運(yùn)會前期在“華碩珠峰大本營IT服務(wù)區(qū)”使用的華碩筆記本電腦。

4、掌上電腦(PDA)

掌上電腦(PDA)

掌上電腦是一種運(yùn)行在嵌入式操作系統(tǒng)和內(nèi)嵌式應(yīng)用軟件之上的、小巧、輕便、易帶、實(shí)用、價廉的手持式計算設(shè)備。它無論在體積、功能和硬件配備方面都比筆記本電腦簡單輕便。掌上電腦除了用來管理個人信息(如通訊錄,計劃等),而且還可以上網(wǎng)瀏覽頁面,收發(fā)Email,甚至還可以當(dāng)作手機(jī)來用外,還具有:錄音機(jī)功能、英漢漢英詞典功能、全球時鐘對照功能、提醒功能、休閑娛樂功能、傳真管理功能等等。掌上電腦的電源通常采用普通的堿性電池或可充電鋰電池。掌上電腦的核心技術(shù)是嵌入式操作系統(tǒng),各種產(chǎn)品之間的競爭也主要在此。

在掌上電腦基礎(chǔ)上加上手機(jī)功能,就成了智能手機(jī)(Smartphone)。智能手機(jī)除了具備手機(jī)的通話功能外,還具備了PDA分功能,特別是個人信息管理以及基于無線數(shù)據(jù)通信的瀏覽器和電子郵件功能。智能手機(jī)為用戶提供了足夠的屏幕尺寸和帶寬,既方便隨身攜帶,又為軟件運(yùn)行和內(nèi)容服務(wù)提供了廣闊的舞臺,很多增值業(yè)務(wù)可以就此展開,如股票、新聞、天氣、交通、商品、應(yīng)用程序下載、音樂圖片下載等等。

5、平板電腦

平板電腦

平板電腦是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、大小不等、形狀各異,卻功能完整的電腦。其構(gòu)成組件與筆記本電腦基本相同,但它是利用觸筆在屏幕上書寫,而不是使用鍵盤和鼠標(biāo)輸入,并且打破了筆記本電腦鍵盤與屏幕垂直的J 型設(shè)計模式。它除了擁有筆記本電腦的所有功能外,還支持手寫輸入或語音輸入,移動性和便攜性更勝一籌。平板電腦由比爾蓋茨提出,至少應(yīng)該是X86架構(gòu),從微軟提出的平板電腦概念產(chǎn)品上看,平板電腦就是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、小到足以放入女士手袋,但卻功能完整的PC。嵌入式

即嵌入式系統(tǒng)( Embedded Systems) ,是一種以應(yīng)用為中心、以微處理器為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪的,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個部分組成。它是計算機(jī)市場中增長最快的領(lǐng)域,也是種類繁多,形態(tài)多種多樣的計算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)幾乎包括了生活中的所有電器設(shè)備,如掌上pda、計算器、電視機(jī)頂盒、手機(jī)、數(shù)字電視、多媒體播放器、汽車、微波爐、數(shù)字相機(jī)、家庭自動化系統(tǒng)、電梯、空調(diào)、安全系統(tǒng)、自動售貨機(jī)、蜂窩式電話、消費(fèi)電子設(shè)備、工業(yè)自動化儀表與醫(yī)療儀器等。

嵌入式系統(tǒng)的核心部件是嵌入式處理器,分成4類,即嵌入式微控制器( Micro Contrller Unit ,MCU,俗稱單片機(jī))、嵌入式微處理器( Micro Processor Unit ,MPU )、嵌入式DSP 處理器( Digital Signal Processor,DSP)和嵌入式片上系統(tǒng)( System on Chip,SOC)。嵌入式微處理器一般具備4個特點(diǎn):

1、對實(shí)時和多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力,能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時間,從而使內(nèi)部的代碼和實(shí)時操作系統(tǒng)的執(zhí)行時間減少到最低限度;

2、具有功能很強(qiáng)的存儲區(qū)保護(hù)功能,這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已模塊化,而為了避免在軟件模塊之間出現(xiàn)錯誤的交叉作用,需要設(shè)計強(qiáng)大的存儲區(qū)保護(hù)功能,同時也有利于軟件診斷;

3、可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu),以能迅速地擴(kuò)展出滿足應(yīng)用的高性能的嵌入式微處理器;

4、嵌入式微處理器的功耗必須很低,尤其是用于便攜式的無線及移動的計算和通信設(shè)備中靠電池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此,功耗只能為mw 甚至μw 級。

應(yīng)用領(lǐng)域

信息管理

信息管理是以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為基礎(chǔ),輔助管理者提高決策水平,改善運(yùn)營策略的計算機(jī)技術(shù)。信息處理具體包括數(shù)據(jù)的采集、存儲、加工、分類、排序、檢索和發(fā)布等一系列工作。信息處理已成為當(dāng)代計算機(jī)的主要任務(wù)。是現(xiàn)代化管理的基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計,80%以上的計算機(jī)主要應(yīng)用于信息管理,成為計算機(jī)應(yīng)用的主導(dǎo)方向。信息管理已廣泛應(yīng)用與辦公自動化、企事業(yè)計算機(jī)輔助管理與決策、情報檢索、圖書館里、電影電視動畫設(shè)計、會計電算化等各行各業(yè)。

計算機(jī)的應(yīng)用已滲透到社會的各個領(lǐng)域,正在日益改變著傳統(tǒng)的工作、學(xué)習(xí)和生活的方式,推動著社會的科學(xué)計算

科學(xué)計算是計算機(jī)最早的應(yīng)用領(lǐng)域,是指利用計算機(jī)來完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)值計算問題。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)工作中,科學(xué)計算的任務(wù)是大量的和復(fù)雜的。利用計算機(jī)的運(yùn)算速度高、存儲容量大和連續(xù)運(yùn)算的能力,可以解決人工無法完成的各種科學(xué)計算問題。例如,工程設(shè)計、地震預(yù)測、氣象預(yù)報、火箭發(fā)射等都需要由計算機(jī)承擔(dān)龐大而復(fù)雜的計算量。

過程控制

過程控制是利用計算機(jī)實(shí)時采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù),按最優(yōu)值迅速地對控制對象進(jìn)行自動調(diào)節(jié)或自動控制。采用計算機(jī)進(jìn)行過程控制,不僅可以大大提高控制的自動化水平,而且可以提高控制的時效性和準(zhǔn)確性,從而改善勞動條件、提高產(chǎn)量及合格率。因此,計算機(jī)過程控制已在機(jī)械、冶金、石油、化工、電力等部門得到廣泛的應(yīng)用。

輔助技術(shù)

計算機(jī)輔助技術(shù)包括CAD、CAM和CAI。

1、計算機(jī)輔助設(shè)計(Computer Aided Design,簡稱CAD)

計算機(jī)輔助設(shè)計是利用計算機(jī)系統(tǒng)輔助設(shè)計人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品設(shè)計,以實(shí)現(xiàn)最佳設(shè)計效果的一種技術(shù)。CAD技術(shù)已應(yīng)用于飛機(jī)設(shè)計、船舶設(shè)計、建筑設(shè)計、機(jī)械設(shè)計、大規(guī)模集成電路設(shè)計等。采用計算機(jī)輔助設(shè)計,可縮短設(shè)計時間,提高工作效率,節(jié)省人力、物力和財力,更重要的是提高了設(shè)計質(zhì)量。

2、計算機(jī)輔助制造(Computer Aided Manufacturing,CAM)

計算機(jī)輔助制造是利用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品的加工控制過程,輸入的信息是零件的工藝路線和工程內(nèi)容,輸出的信息是刀具的運(yùn)動軌跡。將CAD和CAM技術(shù)集成,可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計產(chǎn)品生產(chǎn)的自動化,這種技術(shù)被成為計算機(jī)集成制造系統(tǒng)。有些國家已把CAD和計算機(jī)輔助制造(Computer Aided Manufacturing)、計算機(jī)輔助測試(Computer Aided Test)及計算機(jī)輔助工程(Computer Aided Engineering)組成一個集成系統(tǒng),使設(shè)計、制造、測試和管理有機(jī)地組成為一體,形成高度的自動化系統(tǒng),因此產(chǎn)生了自動化生產(chǎn)線和“無人工廠”。

3、計算機(jī)輔助教學(xué)(Computer Aided Instruction,簡稱CAI)

計算機(jī)輔助教學(xué)是利用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行課堂教學(xué)。教學(xué)課件可以用PowerPoint或Flash等制作。CAI不僅能減輕教師的負(fù)擔(dān),還能教學(xué)內(nèi)容生動、形象逼真,能夠動態(tài)演示實(shí)驗(yàn)原理或操作過程激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量,為培養(yǎng)現(xiàn)代化高質(zhì)量人才提供了有效方法。

翻譯

1947年,美國數(shù)學(xué)家、工程師沃倫·韋弗與英國物理學(xué)家、工程師安德魯·布思提出了以計算機(jī)進(jìn)行翻譯(簡稱“機(jī)譯”)的設(shè)想,機(jī)譯從此步入歷史舞臺,并走過了一條曲折而漫長的發(fā)展道路。機(jī)譯被列為21世紀(jì)世界十大科技難題。與此同時,機(jī)譯技術(shù)也擁有巨大的應(yīng)用需求。

機(jī)譯消除了不同文字和語言間的隔閡,堪稱高科技造福人類之舉。但機(jī)譯的譯文質(zhì)量長期以來一直是個問題,離理想目標(biāo)仍相差甚遠(yuǎn)。中國數(shù)學(xué)家、語言學(xué)家周海中教授認(rèn)為,在人類尚未明了大腦是如何進(jìn)行語言的模糊識別和邏輯判斷的情況下,機(jī)譯要想達(dá)到“信、達(dá)、雅”的程度是不可能的。這一觀點(diǎn)恐怕道出了制約譯文質(zhì)量的瓶頸所在。

多媒體應(yīng)用

隨著電子技術(shù)特別是通信和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,人們已經(jīng)有能力把文本、音頻、視頻、動畫、圖形和圖像等各種媒體綜合起來,構(gòu)成一種全新的概念—“多媒體”(Multimedia)。在醫(yī)療、教育、商業(yè)、銀行、保險、行政管理、軍事、工業(yè)、廣播、交流和出版等領(lǐng)域中,多媒體的應(yīng)用發(fā)展很快。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由一些獨(dú)立的和具備信息交換能力的計算機(jī)互聯(lián)構(gòu)成,以實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。計算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用使人類之間的交流跨越了時間和空間障礙。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已成為人類建立信息社會的物質(zhì)基礎(chǔ),它給我們的工作帶來極大的方便和快捷,如在全國范圍內(nèi)的銀行信用卡的使用,火車和飛機(jī)票系統(tǒng)的使用等??梢栽谌蜃畲蟮幕ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)——Internet上進(jìn)行瀏覽、檢索信息、收發(fā)電子郵件、閱讀書報、玩網(wǎng)絡(luò)游戲、選購商品、參與眾多問題的討論、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)等。

未來

分子

分子計算機(jī)體積小、耗電少、運(yùn)算快、存儲量大。分子計算機(jī)的運(yùn)行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息,并以更有效的方式進(jìn)行組織排列。分子計算機(jī)的運(yùn)算過程就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)的相互作用過程。轉(zhuǎn)換開關(guān)為酶,而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來。生物分子組成的計算機(jī)具備能在生化環(huán)境下,甚至在生物有機(jī)體中運(yùn)行,并能以其它分子形式與外部環(huán)境交換。因此它將在醫(yī)療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發(fā)揮無法替代的作用。分子芯片體積大大減小,而效率大大提高,分子計算機(jī)完成一項(xiàng)運(yùn)算,所需的時間僅為10微微秒,比人的思維速度快100萬倍。分子計算機(jī)具有驚人的存貯容量,1立方米的DNA溶液可存儲1萬億億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。分子計算機(jī)消耗的能量非常小,只有電子計算機(jī)的十億分之一。由于分子芯片的原材料是蛋白質(zhì)分子,所以分子計算機(jī)既有自我修復(fù)的功能,又可直接與分子活體相聯(lián)。

量子型

量子計算機(jī)是利用原子所具有的量子特性進(jìn)行信息處理的一種全新概念的計算機(jī)。量子理論認(rèn)為,非相互作用下,原子在任一時刻都處于兩種狀態(tài),稱之為量子超態(tài)。原子會旋轉(zhuǎn),即同時沿上、下兩個方向自旋,這正好與電子計算機(jī)0與1完全吻合。如果把一群原子聚在一起,它們不會像電子計算機(jī)那樣進(jìn)行的線性運(yùn)算,而是同時進(jìn)行所有可能的運(yùn)算,例如量子計算機(jī)處理數(shù)據(jù)時不是分步進(jìn)行而是同時完成。只要40個原子一起計算,就相當(dāng)于今天一臺超級計算機(jī)的性能。量子計算機(jī)以處于量子狀態(tài)的原子作為中央處理器和內(nèi)存,其運(yùn)算速度可能比奔騰4芯片快10億倍,就像一枚信息火箭,在一瞬間搜尋整個互聯(lián)網(wǎng),可以輕易破解任何安全密碼,黑客任務(wù)輕而易舉,難怪美國中央情報局對它特別感興趣。

光子

光子計算機(jī)

1990年初,美國貝爾實(shí)驗(yàn)室制成世界上第一臺光子計算機(jī)。

光子計算機(jī)是一種由光信號進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機(jī)。光子計算機(jī)的基本組成部件是集成光路,要有激光器、透鏡和核鏡。由于光子比電子速度快,光子計算機(jī)的運(yùn)行速度可高達(dá)一萬億次。它的存貯量是現(xiàn)代計算機(jī)的幾萬倍,還可以對語言、圖形和手勢進(jìn)行識別與合成。

許多國家都投入巨資進(jìn)行光子計算機(jī)的研究。隨著現(xiàn)代光學(xué)與計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)相結(jié)合,在不久的將來,光子計算機(jī)將成為人類普遍的工具。

納米

納米計算機(jī)是用納米技術(shù)研發(fā)的新型高性能計算機(jī)。納米管元件尺寸在幾到幾十納米范圍,質(zhì)地堅固,有著極強(qiáng)的導(dǎo)電性,能代替硅芯片制造計算機(jī)?!凹{米”是一個計量單位,一個納米等于10的(-9)次方米,大約是氫原子直徑的10倍。納米技術(shù)是從20世紀(jì)80年代初迅速發(fā)展起來的新的前沿科研領(lǐng)域,最終目標(biāo)是人類按照自己的意志直接操縱單個原子,制造出具有特定功能的產(chǎn)品。納米技術(shù)正從微電子機(jī)械系統(tǒng)起步,把傳感器、電動機(jī)和各種處理器都放在一個硅芯片上而構(gòu)成一個系統(tǒng)。應(yīng)用納米技術(shù)研制的計算機(jī)內(nèi)存芯片,其體積只有數(shù)百個原子大小,相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計算機(jī)不僅幾乎不需要耗費(fèi)任何能源,而且其性能要比今天的計算機(jī)強(qiáng)大許多倍。

在納米尺度下,由于有量子效應(yīng),硅微電子芯片便不能工作。其原因是這種芯片的工作,依據(jù)的是固體材料的整體特性,即大量電子參與工作時所呈現(xiàn)的統(tǒng)計平均規(guī)律。如果在納米尺度下,利用有限電子運(yùn)動所表現(xiàn)出來的量子效應(yīng),可能就能克服上述困難??梢杂貌煌脑韺?shí)現(xiàn)納米級計算,目前已提出了四種工作機(jī)制:1)電子式納米計算技術(shù);2)基于生物化學(xué)物質(zhì)與DNA的納米計算機(jī);3)機(jī)械式納米計算機(jī);4)量子波相干計算。它們有可能發(fā)展成為未來納米計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)。

生物

20世紀(jì)80年代以來,生物工程學(xué)家對人腦、神經(jīng)元和感受器的研究傾注了很大精力,以期研制出可以模擬人腦思維、低耗、高效的第六代計算機(jī)——生物計算機(jī)。用蛋白質(zhì)制造的電腦芯片,存儲量可以達(dá)到普通電腦的10億倍。生物電腦元件的密度比大腦神經(jīng)元的密度高100萬倍,傳遞信息的速度也比人腦思維的速度快100萬倍。其特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)分布式聯(lián)想記憶.并能在一定程度上模擬人和動物的學(xué)習(xí)功能。它是一種有知識、會學(xué)習(xí)、能推理的計算機(jī),具有能理解自然語言、聲音、文字和圖像的能力,并且具有說話的能力,使人機(jī)能夠用自然語言直接對話,它可以利用已有的和不斷學(xué)習(xí)到的知識,進(jìn)行思維、聯(lián)想、推理,并得出結(jié)論,能解決復(fù)雜問題,具有匯集、記憶、檢索有關(guān)知識的能力。