专升本计算机基础知识点归纳——计算机的分类、发展

计算机的分类

　　按结构原理分类

　　可分为数字电子计算机、模拟电子计算机。

　　①数字电子计算机

　　是以电脉冲的个数或电位的阶变形式来实现计算机内部的数值计算和逻辑判断，输出量仍是数值。目前广泛应用的都是数字电子计算机，简称计算机。

　　②模拟电子计算机

　　是对电压、电流等连续的物理量进行处理的计算机。输出量仍是连续的物理量。它的精确度较低，应用范围有限。

　　按用途分类

　　可分为通用计算机和专用计算机。

　　①通用计算机

　　目前广泛应用的计算机，其结构复杂，但用途广泛，可用于解决各种类型的问题。

　　②专用电子计算机

　　为某种特定目的所设计制造的计算机，其适用范围窄，但结构简单，价格便宜，工作效率高。工控模块等，仅完成预设好的特定的功能。

　　按型体和功能分类

　　可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机五类。

　　①巨型计算机(超级计算机): 巨型计算机运算速度高，存储量大，外部设备多，功能完善，能处理大量复杂的数据信息。多见于天体物理学、密码破译等领域。国际“象棋高手”“深蓝”、都属于这样的超级计算机，很多超级计算机是非专用系统，服务于军事、医药、气象、金融、能源、环境和制造业等众多领域。是一个国家综合国力和科学技术实力的体现。

　　目前我国主要的巨型计算机：银河、天河、曙光、神威。世界主要的超级计算机排名：日本、美国、中国

　　②大型计算机：大型机体系结构的最大好处是无与伦比的I/O处理能力。主要用于银行等集中高并发处理场景。IBM Z系列

　　③中型计算机：IBM 400 I系列

　　④小型计算机：IBM P系列，以上都主要为商用计算机

　　⑤微型计算机(Personal Computer)：简称PC，就是我们平时能够接触到用到的计算机。微型机具有体积小，价格低，功能较全，可靠性高，操作方便等突出优点，现已进入社会生活的各个领域。

　　按字长分类

　　可分为8位机、16位机、32位机、64位机。

　　在计算机中，字长的位数(CPU区分)是衡量计算机性能的主要指标之一。一般巨型机的字长在64位以上，微型机的字长在16-64位之间。目前基本上都是64位。

　　按主机形式分

　　有台式机、便携机、笔记本电脑、手掌式机(PDA)、工作站、服务器。

　　按厂家分

　　有原装机(品牌机)、兼容机(组装机)。

　　按CPU分

　　有386、486、586、PⅡ、PⅢ、PⅣ。

计算机发展的四个阶段

　　1.第一代计算机(1946年～1957年)：主要元器件是电子管。

　　2.第二代计算机(1958年～1964年)：用晶体管代替了电子管。

　　3.第三代计算机(1965年～1970年)：以中、小规模集成电路取代了晶体管。

　　4.第四代计算机(1971年至今)：采用大规模集成电路和超大规模集成电路。

　　常考的相关知识点：

　　第一台通用计算机“ENIAC”于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学诞生。

　　第一台存储程序型计算机“EDVAC”是最早开始制造的存储程序型计算机。

计算机发展中的重要人物

　　冯·诺依曼(John Von Neumann , 1903-1957)：美籍匈牙利裔科学家、数学家,被誉为“电子计算机之父”。1945年，冯·诺依曼首先提出了“存储程序”的概念和二进制原理，后来，人们把利用这种概念和原理设计的电子计算机系统统称为“冯.诺曼型结构”计算机.冯.诺曼结构的处理器使用同一个存储器，经由同一个总线传输。冯·诺依曼的主要贡献就是提出并实现了“存储程序”的概念。由于指令和数据都是二进制码，指令和操作数的地址又密切相关，因此，当初选择这种结构是自然的。但是，这种指令和数据共享同一总线的结构,使得信息流的传输成为限制计算机性能的瓶颈，影响了数据处理速度的提高。

　　阿兰·麦席森·图灵(Alan Mathison Turing,1912.6.23—1954.6.7)，英国数学家、逻辑学家，他被视为计算机之父。1936年，图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文，题为“论数字计算在决断难题中的应用”。在这篇开创性的论文中，图灵给“可计算性”下了一个严格的数学定义，并提出著名的“图灵机”(Turing Machine)的设想。“图灵机”不是一种具体的机器，而是一种思想模型，可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置，用来计算所有能想象得到的可计算函数。“图灵机”与“冯·诺伊曼机”齐名，被永远载入计算机的发展史中。1950年10月,图灵又发表了另一篇题为“机器能思考吗”的论文，成为划时代之作.也正是这篇文章，为图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。

　　克劳德·香农(Claude Elwood Shannon,1916-2001)，1916年4月30日诞生于美国密西根州的Petoskey。科学家，现代信息论的著名创始人，信息论及数字通信时代的奠基人。1948年香农长达数十页的论文“通信的数学理论”成了信息论正式诞生的里程碑。在他的通信数学模型中，清楚地提出信息的度量问题，他把哈特利的公式扩大到概率pi不同的情况,得到了著名的计算信息熵H的公式：H=∑-pi log pi.如果计算中的对数log是以2为底的，那么计算出来的信息熵就以比特(bit)为单位。今天在计算机和通信中广泛使用的字节(Byte)、KB、MB、GB等词都是从比特演化而来。“比特”的出现标志着人类知道了如何计量信息量。香农的信息论为明确什么是信息量概念作出决定性的贡献。

　　赫伯特•亚历山大•西蒙(1916年6月15日--2001年2月9日 Herbert Alexander Simon )：美国科学家,他是20世纪科学界的一位奇特的通才，在众多的领域深刻地影响着我们这个世代。他学识渊博、兴趣广泛,研究工作涉及经济学、政治学、管理学、社会学、心理学、运筹学、计算机科学、认知科学、人工智能等广大领域,并做出了创造性贡献，在国际上获得了诸多特殊荣誉。1956年夏天 数十名来自数学、心理学、神经学、计算机科学与电气工程等各种领域的学者聚集在位于美国新罕布什尔州汉诺威市的达特茅斯学院,讨论如何用计算机模拟人的智能,并根据麦卡锡的建议,正式把这一学科领域命名为“人工智能”。西蒙参加了这个具有历史意义的会议，而且他们带到会议上去的“逻辑理论家”是当时唯一可以工作的人工智能软件,引起了与会代表的极大兴趣与关注。因此，西蒙、纽厄尔以及达特茅斯会议的发起人麦卡锡和明斯基被公认为是人工智能的奠基人，西蒙被称为“人工智能之父”。1957年 西蒙与别人合作开发了IPL语言(1nformation Processing Language)。在AI的历史上,这是最早的一种AI程序设计语言,其基本元素是符号,并首次引进表处理方法。1966年 西蒙、纽厄尔和贝洛尔(Baylor)合作,开发了最早的下棋程序之一MATER。1970年 在研究自然语言理解的过程中，西蒙发展与完善了语义网络的概念和方法，把它作为知识表示(knowledge representation)的一种通用手段,并取得很大成功.1972年7月 作为美国计算机科学家代表团成员之一第一次到中国访问。之后又9次来华访问。1975年 他和艾伦•纽厄尔因为在人工智能、人类心里识别和列表处理等方面进行的基础研究,荣获计算机科学最高奖——图灵奖。1976年 西蒙和纽厄尔给“物理符号系统” 下了定义，提出了“物理符号系统假说”PSSH(Physical Symbol System Hypothesis)，成为人工智能中影响最大的符号主义学派的创始人和代表人物，而这一学说则鼓励着人们对人工智能进行伟大的探索。这也是两人在人工智能中做出的最基本的贡献。1976—1983年间 西蒙和兰利(Pat W.Langley)、布拉茨霍夫(Gary L.Bradshaw)合作，设计了有6个版本的BACON系统发现程序,重新发现了一系列著名的物理、化学定律,证明了西蒙曾多次强调的论点即科学发现只是一种特殊类型的问题求解,因此也可以用计算机程序实现。

　　“巨型机之父”西蒙·克雷。她最早提出了超级计算机的概念。至今存在很大的争议.有人说是最早开发集成电路的肖克利在自己的工作日记中透露了超级计算机的构思，也有人说是当时为军方服务的Lawrence Livermore国家实验室的想法.但从真正意义上来说,研发出符合超级计算机定义产品的人应该是西蒙·克雷(S. Cray)博士，西蒙·克雷后来被西方称为“巨型机之父”。1925年9月出生在美国威斯康星州的一个工程师世家.克雷先后在工程研究学会和雷明顿·兰德公司从事计算机研究。在那里，他设计出他的第一台计算机ERA1101.1963年8月，克雷终于从“密林”深处复出,把一台被他亲切称作“简单的蠢东西” —— CDC6600超级计算机公布于世。CDC6600是真正意义上的超级计算机,共安装了35万个晶体管,运算速度为1Mflops。至1969年，克雷研制的CDC6600以及改进型CDC7600巨型机共售出150余台。(美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室对超级计算机的定义是由八个或更多的计算节点组成、作为单个高性能机器工作的集群.通俗点讲,超级计算机就是能够进行大规模、超速运算的计算机。)