CSP-S 2019初赛知识点总结之计算机文化基础
计算机文化基础
发展史、发展趋势及冯·诺依曼理论
| 代别 | 年代 | 逻辑（电子）元件 | 软件 | 应用 | 代表机型 | 特点 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 第一代 | 1946-1958 | 电子管 | 机器语言 | 科学计算 | ENIAC | 体积大、功耗高、可靠性差、速度慢（一般为每秒数千次至数万次）、价格昂贵 |
| 第二代 | 1959-1964 | 晶体管 | 汇编语言 | 事务管理及工业控制 | IBM 7000系列 | 体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高 |
| 第三代 | 1964-1971 | 集成电路 | 高级算法语言、操作系统 | 计算、管理及控制 | IBM System/360 | 体积更小、速度更快、能耗更小、寿命更长。走向通用化、系列化、标准化 |
| 第四代 | 1972-至今 | 大规模、超大规模集成电路 | 操作系统及应用软件 | 以计算机网络为特征 | 微型计算机 | 体积小，价格便宜，使用方便，运算速度快 |
第五代（可不记）
智能化计算机（未来）
主攻目标：让计算机具有人的听、说、读、写和思维推理能力
神经网络计算机：用数据单元模拟人脑的神经元，并利用神经元结点的分布式存储和相互关联来模拟人脑活动
生物计算机：利用蛋白分子为主要原料制成的生物芯片构成，存储能力巨大，而且以波的形式来传播信息
发展趋势
1.巨型化（高性能）：指为了适应尖端科学技术的需要，发展高速度、大存储容量和功能强大的超级计算机。
2.微型化：只计算机体积进一步缩小和价格的进一步降低。
3.网络化：指将不同地点的电脑连接起来，实现资源共享
4.智能化：只是计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力
5.多媒体计算机：指利用计算机技术、通信技术和大众传播技术等来综合处理多种媒体信息的计算机
第一台电子计算机
世界上第一台电子计算机 E N I A C ENIAC ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Computer,电子数值积分和计算机)于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学诞生。发明人是美国人莫克利（JohnW.Mauchly）和艾克特（J.PresperEckert）。
第一台具有存储程序功能的计算机：
1950年， E D V A C EDVAC EDVAC（英语：Electronic Discrete Variable Automatic Computer，离散变量自动电子计算机）诞生。与它的前任ENIAC不同，EDVAC采用二进制，而且是一台冯·诺伊曼结构的计算机。发明人是美国人莫克利（JohnW.Mauchly）和艾克特（J.PresperEckert）。
第一台晶体管计算机
1954年，TRADIC是IBM公司制造的第一台使用晶体管的计算机，增加了浮点运算，使计算能力有了很大提高
第一台微型计算机
1975年4月，MITS制造出的Altair 8800带有1KB存储器。是世界上第一台微型计算机
冯·诺依曼理论（计算机之父）
1944年，美籍匈牙利数学家 冯·诺依曼 提出计算机基本结构和工作方式的设想，为计算机的诞生和发展提供了理论基础。时至今日，尽管计算机软硬件技术飞速发展，但计算机本身的体系结构并没有明显的突破，当今的计算机仍属于冯·诺依曼架构。
理论要点：
1、计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5部分组成。
2、存储程序思想——把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和数据一起输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。
美籍匈牙利科学家冯·诺依曼最先提出程序存储的思想，并成功将其运用在计算机的设计之中，根据这一原理制造的计算机被称为冯·诺依曼结构计算机，由于他对现代计算机技术的突出贡献，因此冯·诺依曼又被称为“计算机之父”。
计算机定义、特点、应用及分类
定义
计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。
由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。
特点
1.运算速度快
常用指标：主频、存储周期、运算速度
2.计算精度高
可达到32位或64位
3.具有逻辑判断能力
4.储存容量大
5.程序控制下自动操作
应用
1.科学计算
利用计算机的运算速度高、存储容量大和连续运算的能力来完成科学研究和工程技术中提出的数值计算问题。
2.信息处理
包括数据的采集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等一系列工作。
3.过程控制
利用计算机实时采集数据、分析数据，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。
4.辅助技术
计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）
计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，简称CAM）
计算机辅助教育(Computer Aided Education，简称CAE)，包括：计算机辅助教学(CAI)，计算机管理教学(CMI)
计算机辅助测试（CAT）
计算机模拟（CS）
计算机集成制造系统（CIMS）
分类
1.按工作原理分： 电子数字计算机、电子模拟计算机和数模混合计算机
2.按应用分： 通用计算机和专用计算机
3.按规模分： 巨型机、小巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机（PC）
其中微型机 又可分为台式机、笔记本、掌上机等
其中台式机 又可分为个人计算机和工作站
4.按一次传输和处理的二进制位数分： 8位机、16位机、32位机
5.原装机、兼容机、品牌机
一些人
冯·诺依曼
美籍匈牙利数学家，提出了冯·诺依曼理论，存储程序工作原理，并设计出第一台具有存储程序功能的计算机EDVAC，计算机之父
艾伦·麦席森·图灵
英国数学家，1936年提出了一种理想型计算机的数学模型（图灵机），为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础，1950年提出了图灵试验，发表了“计算机与智能”的论文，成为计算机科学理论基础第一人
图灵奖（Turing Award，又译“社林奖”），全称“A.M. 图灵奖（A.M Turing Award）”，由美国计算机协会（ACM） 于1966年设立，专门奖励那些对计算机事业作出重要贡献的个人。有“计算机界的诺贝尔奖之称”。
姚期智
2000年，姚期智是目前获得图灵奖的唯一华裔计算机科学家
Ada Lovelace
英国诗人拜伦的女儿，曾设计了巴贝奇分析机上解伯努利方程的一个程序，建立了循环和子程序的概念，被称为世界上第一位程序员，为了纪念她，美国国防部研制出Ada语言，这是一种表现能力很强的通用程序设计语言
查尔斯·巴贝奇
现代计算机技术之父，他设计出世界上第一台计算机。他于1823年设计出来的世界上第1台计算机小型差数机（即巴贝奇分析机），但没有制成。
戈登·摩尔
英特尔（Intel）创始人之一，提出了摩尔定律，其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
肖克利、巴丁和布拉顿
1956年，被授予诺贝尔物理学奖，以表彰他们对半导管的研究和晶体管效应的发现。
王选
王选奖 2006年10月17日，经过国家科学技术奖励工作办公室批准，中国计算机学会创新奖正式更名为“中国计算机学会王选奖”。
克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon）
1948 年,克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon）将热力学中的熵引入信息通信领域,标志着信息论研究的开端。