【Java基础学习打卡01】计算机概述

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引言

其实我们在学习Java编程之前应该要对计算机有所了解，这里的了解不是说我们日常接触电脑就算是了解了。而是知道计算机的一些概念和运行的相关知识。本节就是对计算机有个大致的认识。

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一、计算机是什么？

1.计算机vs计算器

计算机和计算器相信大家都见过，也都可以区分出来。

计算机和计算器都是一种运算设备，但它们在物理结构、计算能力和应用范围等方面存在明显不同。

• 计算器通常是一种小型、便携式的电子设备，能够完成基本的算术运算和部分科学运算，如计算平方根、三角函数、指数和对数等。

• 计算机则是一种大型、复杂的电子设备，其内部集成了多个组件和元器件，能够进行更加复杂和高级的计算和处理，如图像处理、音视频压缩、模拟仿真、人工智能等。

2.计算机定义

我们来看计算机的定义：

计算机（Computer）是一种能够自动执行程序、储存和处理数据的电子设备。

它由多个组件组成，包括处理器、内存、输入输出设备，以及操作系统和其他软件。计算机能够执行各种类型的任务，包括文本处理、图形处理、音视频处理、网络通信，以及科学计算等。

计算机能够执行程序，即一系列按照一定逻辑顺序排列的指令，这些指令能够让计算机进行各种数据处理和计算。

计算机的发展和普及，极大地推动了现代科学技术和社会的进步。

二、计算机发展简史

1. 早期机械计算机阶段（19世纪末-20世纪40年代）：由于人们需要进行大量的计算和统计工作，因此首先出现了使用齿轮、滑杆等机械结构进行加减乘除计算的机械计算机。

2. 电子管计算机阶段（20世纪40年代-50年代）：二战期间，各国政府开展计算机的研究和制造。通过电子管替代机械结构，制造出第一台可编程、电子管计算机。
   

3. 晶体管及继电器计算机阶段（20世纪50年代-60年代）：晶体管的出现，使得计算机体积更小，速度更快，而可靠性也有所提高。同时，微型继电器也应用于计算机中。

4. 集成电路计算机阶段（20世纪60年代-70年代）：集成电路的发明，使得计算机体积更小、功耗更低、速度更快、价格更低。

5. 微型计算机阶段（20世纪70年代-90年代）：微型计算机的出现，使得计算机逐渐走向家庭和个人。

6. 互联网计算机阶段（20世纪90年代至今）：互联网的发展，促进了计算机和信息技术的飞速发展，网络计算与云计算的出现，为计算机的应用带来了革命性的变革。

三、计算机分类

计算机分类方式有很多，这里按照性能、体积、用途、工作方式等多个方面进行分类：

1. 超级计算机：（Super Computer）主要用于科学计算和工程计算等需要计算大量数据和复杂模型的科学领域。
2. 大型计算机：也称为主机或大型机，主要用于大型企业和政府机构等需要进行大规模数据处理的场合。
3. 小型计算机：用于小型企业和办公室等场合，可以完成一些基本的办公任务和管理活动。
4. 微型计算机：指个人电脑或PC（Personal Computer），主要用于家庭、学校、办公室等场合，用于文档处理、娱乐、上网等活动。
5. 嵌入式计算机：内置在其他电子设备或机器中，如手机、汽车、机器人等，主要用于控制和监控等功能。
6. 网络计算机：主要用于互联网和内联网上进行信息服务和交换。
7. 集群计算机：由多台计算机集成而成，用于高性能计算和数据处理等领域。

四、计算机基本工作原理

1.冯·诺依曼

冯·诺依曼（John von Neumann，1903-1957），匈牙利裔美国数学家和物理学家，也被誉为计算机科学奠基人之一，对于数学、计算机科学、经济学等科学领域做出了杰出的贡献。

他在1946年提出了关于计算机组成和工作方式的基本设想。时至今日，计算机的基本体系结构依然是根据他的设计思想制造的，这样的计算机成为“冯·诺依曼结构计算机”。

冯·诺依曼被后人称为“现代计算机之父”。

2.冯·诺依曼原理

冯·诺依曼体系结构的三个原则：

1. 计算机应该包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备（五大组成部分）。
2. 计算机内部采用二进制表示指令和数据。
3. 将编写完成的程序送入内部存储器中，程序执行后无需干涉，能自动逐条指令取出和执行的任务。
   

计算机之所以可以在没有人干预的情况下，将输入的数据进行加工、存储、传递，并且进行了输出，自动的完成各项处理任务，是由于事先编写了各种的工作程序。所以计算机的工作过程就是执行程序的过程。

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总结

了解计算机以及发展历程，熟知计算机分类，重点是掌握计算机基本工作原理，也就是冯·诺依曼。