A. 求硬盘技术发展趋势
以后硬盘的发展趋势是向固态硬盘方向发展(是你要具体点的,我只好也学他们疯狂粘贴了,见谅):
固态硬盘(Solid State Disk、IDE FLASH DISK、Serial ATA Flash Disk)是由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成,简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘(目前最大容量为416GB),固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,.在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致,包括3.5",2.5",1.8"多种类型。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳,同时工作温度很宽,扩展温度的电子硬盘可工作在-45℃~+85℃。广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。
通俗点讲:目前的硬盘(ATA 或 SATA)都是磁盘型的,数据就储存在磁盘扇区里。固态硬盘闪存颗粒(flash disk)制作而成(即目前内存、mp3、U盘等存储介质),外观上和传统硬盘没有区别。固态硬盘是未来硬盘发展的趋势。目前,三星等厂商已经发布过多款固态硬盘,其中宇瞻公司最新发布的新产品,使用单一控制芯片开发的高速SATA固态硬盘,其连续存取速度最高达200MB/sec,容量可达128GB,相较于目前市面上连续存取速度约50~60MB/sec的SATA接口的SSD,Apacer目前可是足足快了2~3倍!不过目前固态硬盘价格还高高在上,尚未普及到DIY市场。
分类1.基于闪存的SSD,采用FLASH芯片作为存储介质,这也是我们通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样,例如:笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、优盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动,而且数据保护不受电源控制,能适应于各种环境,但是使用年限不高,适合于个人用户使用。
2.基于DRAM的SSD:采用DRAM作为存储介质,目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理,并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高性能的存储器,而且使用寿命很长,美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。
走入固态硬盘世界 固态硬盘是近来存储业界的一大焦点,不过我们平常见到的要么是封闭起来的一整块硬盘,要么就是一颗颗NAND闪存芯片,想不想看看固态硬盘内部长什么模样?
专业固态硬盘厂商BitMicro Networks就在CES 2008上给了我们这么一个机会:
看起来很壮观吧。这是BitMicro的一款专业级固态硬盘产品,采用SCSI接口,一块PCB电路板上密集而又整齐地排列着32颗TSOP封装的NAND闪存芯片——事实上由于架构上的支持,PCB电路板可以不止一块,也就是把64颗芯片放在一起也不成问题。
可惜的是,我们只知道这些NAND闪存芯片来自东芝,却不知道具体容量,所以也不了解整块固态硬盘到底有多大。
不过BitMicro透露了一点儿价格方面的消息,就是平均每GB要10美元左右,是主流机械硬盘的大概5倍。
SSD的存储介质的优点SSD的存储介质分为两种,一种是采用FLASH芯片作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。使用FLASH芯片作为存储介质的固态硬盘,可以被广泛应用到笔记本硬盘、存储卡、U盘等。另外一种就是采用DRAM作为存储介质的SSD,目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理,并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。采用FLASH芯片作为固态存储器最大的优点就是可以移动,而且数据保护不受电源控制,能适应于各种环境,但是使用年限不高,适合于个人用户使用。
SSD固态存储器在以下几点优点:
首先,数据存取速度快。根据相关测试:两台电脑在同样配置的电脑下,搭载SSD固态存储器的笔记本从开机到出现桌面一共只用了18秒,而搭载传统硬盘的笔记本总共用了31秒,两者几乎有将近一半的差距。其次,防震抗摔是SSD的一个特点之一,因为全部采用了闪存芯片,所以SSD固态存储器内部不存在任何机械部件,这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用,而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。 第三,固态存储器工作时静音(固态存储器因为没有机械马达和风扇,工作时噪音值为0分贝)、发热量小、散热快。第四,固态存储器在重量方面更轻,与常规1.8英寸硬盘相比,重量轻20-30克,减少的重量有利于移动设备的携带。
SSD固态存储器的不足 鱼和熊掌不能兼得,固态存储器不足之处在于数据的可恢复性,一旦在硬件上发生损坏,如果是传统的磁盘或者磁带存储方式,通过数据恢复也许还能挽救一部分数据。但是如果是固态存储,一但芯片发生损坏,要想在碎成几瓣或者被电流击穿的芯片中找回数据那几乎就是不可能的。当然这种不足也是可以牺牲存储空间来弥补的,主要用RAID 1来实现的备份,和传统的存储的备份原理相同。由于目前SSD的成本较高,采用这种方式备份还是价格不菲。
SanDisk 64GB固态硬盘 2007年一月,SanDisk公司发布了自己的1.8寸32GB固态硬盘产品,3月又继续发布了2.5寸32GB型号。和许多厂商对于固态硬盘的纸面发布政策不同,随后在4月份,Dell就在Latitude D420和D620 ATG的笔记本配置选择中增加了SanDisk UATA 5000系列1.8寸固态硬盘。
SanDisk继续向前迈进,将两款固态硬盘的容量翻倍,分别推出了1.8寸 UATA 5000和2.5寸 SATA 5000系列的64GB容量产品。两款固态硬盘的平均无故障运行时间达到了200万小时,平均读取速度67MB/s,待机/运行功率仅0.4/1.0W。
SanDisk的这两款新品将于第三季度开始提供工程样品,年底前投入量产。
Transcend SSD固态硬盘 着名的存储产品制造商创见(Transcend)近日推出了几款全新的SSD固态硬盘,这几款SSD固态硬盘既有2.5英寸的标准规格设计,也有ExpressCard/34接口设计的,这样主要是为了满足不用用户的需求。新款的创见SSD固态硬盘的设计非常不错,采用了高韧性低重量的外部保护盒,而且容量达到了主流的32GB,当然超低的功耗也是它们的卖点之一。
既然是新款的SSD固态硬盘,那么在性能上肯定是具有优势的,创见新款SSD固态硬盘的数据读取速度达到了30MB每秒,数据延迟响应时间也比普通SSD固态硬盘低得多,而且还加入了ECC内存纠错技术,最大程度上保障了数据传输的安全性和稳定性。创见表示,这几款SSD固态硬盘都提供了长达两年的质量保证,而且更大的容量的64GB版本也会很快与我们见面。
随着各大厂商的积极参与,SSD固态硬盘在2008年的普及速度将会有所加快,不过距离真正的全面普及仍然还有漫长的路要走,毕竟桌面级HDD硬盘目前的容量已经突破了1TB,而且价格也非常合理,SSD固态硬盘在很长一段时间内还只会出现在高端本本上,以及成为某些发烧级玩家手中的玩具。
忆正 SSD 固态硬盘 随着中国第一款自主知识产权的固态硬盘的亮相,其生产厂商忆正存储技术有限公司浮出水面。面对这样一家名不见经传的企业,其生产的固态硬盘到底有什么独特之处?他们申请的十多项世界级专利技术,对其产品的性能有何种提升呢?
忆正在2006年初就开始了SSD开发之征途,并且一开始就把SSD定位为传统机械式硬盘(HDD)的取代产品,所以起步就提出了技术目标要求,连续读写速度一定要大于HDD。忆正自主研发的专利多维NAND闪存阵列控制技术,能使固态硬盘同时获得高带宽与高IO处理能力,并借助16Mbytes DRAM 缓存,及针对NAND 闪存优化的缓存策略,提高了忆正高速固态硬盘的写操作性能与效率,真正实现性能、可靠度、寿命等各方面对硬盘的全面超越。
在纠错、电源管理、坏块管理方面,忆正凭借自身的技术实力,保证了忆正固态硬盘纠错能力强,数据存储安全、耗电量低、使用寿命长的特点。
由此可见,忆正高速SSD不但能解决传统机电式HDD的问题,更能强化系统的各项功能指标。
目前忆正的高速SSD已经完成了第一阶段的开发,其SSD产品已经具备了非常高的性能,处于世界领先的水平,且已经开始销售。(大多宣称有高速SSD的公司多部分产品还在实验室中)
忆正目前的产品研发生产分为四个阶段:
第一阶段主要采用的FLASH规格是SLC(Single Layer Cell)
第二阶段产品主要是采用MLC(Multi-Layer Cell) FLASH作为介质,目前SLC比MLC要贵4倍左右,所以采用MLC做SSD则是未来商用的主流,而MLC比SLC在性能及可靠性方面要差很多,这对新的SSD技术提出了更高的技术要求,目前忆正使用MLC FLASH的SSD速度可以达到读写80M/S,产品化的工作正在紧锣密鼓的进行中。
第三阶段主要是开发IC,目前已经在准备各种资料,预计到2008年将研发生产,IC研发出来后,在耗电,成本,体积上将有更大优势。
第四阶段将IC应用不同的领域或开发出不同的应用功能,以至开发出一些
特制性产品。
作为一家2006年成立的高新技术企业,忆正将满腔的热情投入到SSD系列产品的研发生产中,希望能领先世界先进水平,为中国的存储事业作出一份贡献。SSD技术是一个全新的开始,未来还有很长的路要走,忆正人将会肩负起这份重担,不断努力,将SSD技术领先到底。
我们期待着它能研发速度更高的SSD。
以闪存每年价格下滑幅度高达五成来计算,到了2010年,固态硬盘就可望取代传统硬盘,成为储存数据的媒介,厂商表示。
国内存储装置厂商宇瞻(Apacer)日前与国际内存大厂三星(Samsung)联袂发表固态硬盘(SSD, Solid State Disk)的发展趋势,表示不论就省电、效能等项目来看,固态硬盘的表现都优于传统硬盘,前者之所以还未在储存媒体市场大放异彩症结仅在于成本,三星资深经理Do Geun Kim表示。但是预计到了2009年末、2010年初,固态硬盘即可望吃掉60GB以下容量的硬盘市场。
虽然60GB在笔记型计算机市场已经是入门的储存容量,但是三星认为除此以外的市场还大有可为,例如UMPC、百元计算机、可携式多媒体播放器等。根据三星的预计,固态硬盘在行动装置的市场渗透率,将从目前的1.32%,至2009年成长至18.82%。数量从840万个成长至32亿5600万个。
原因即在于成本下滑,宇瞻科技产品经理林志亮表示。他指出目前固态硬盘1GB的价格约12块美金;但在闪存每年储存密度以两倍速度提升、价格每年下滑50%的趋势下,届时60GB的固态硬盘单价即可望趋近于同样容量的传统硬盘,也就是每1GB价格1块美金。
“传统硬盘的售价虽然每年都会下滑,但是硬盘价格再怎么跌,都会有固定成本,”林志亮说。
不过硬盘厂商可不同意闪存阵营的看法。日立技术支持协理蔡正平即指正,在一寸硬盘市场中,闪存的确来势汹汹。但是电脑使用者追求的是大容量。“至少五年之内,固态硬盘不会取代传统硬盘,”蔡正平说。
固态硬盘俗称闪存式硬盘,顾名思义是以NAND Flash为基础,仿真动态随机存取内存(DRAM)基本的存取模式,可以达到数据随机存取的高速传输。简单来说,固态硬盘的读取速度高达每秒53 MB,写入速度则为每秒28 MB,分别较标准硬盘快300%及150%。节电效益则为10%到20%。
虽然拥有如是优点,但在闪存单位价格仍居高不下,加上目前控制芯片和内存颗粒之间的搭配性、高速传输等能力尚达不到商品化阶段,因此虽然包括了宇瞻、三星(Samsung)、升碟(SanDisk)、创见(Transcend)等数间业者,预计在六月初、也就是从今年第二季开始,量产上市容量达32GB的固态硬盘,今年底以前,市场也可望现身容量达64GB、128GB的固态硬盘,但是以市场接受度而言,仍以4GB、8GB的固态硬盘为主,林志亮说。而在此阶段,固态硬盘也不被视为储存媒介,而是类似于微软和英特尔的内存加速技术Ready Boost、Turbo Memory等。
不过市场业已对固态硬盘的未来乐观以待。SanDisk引述Gartner的预测,显示家用与商用笔记本内建固态硬盘的全球消耗量,将从2007年的4百万左右,于2010年迅速攀升至3千2百万 。
继续粘贴(见谅):
伴随着闪存产品的越来越便宜,闪存技术的越来越进步,SSD固态硬盘从原先高高在上的位置逐渐走入了我们生活中。华硕Eee PC、苹果MacBook air、Thinkpad X300等笔记本的推出更是加强了固态硬盘的逐步流行。
那么,到底什么才是固态硬盘呢?
固态硬盘俗称闪存式硬盘,顾名思义是以NAND Flash为基础,仿真动态随机存取内存(DRAM)基本的存取模式,可以达到数据随机存取的高速传输。简单的说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘(目前最大容量为416GB),固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,.在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致,包括3.5",2.5",1.8"多种类型。
由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质,因而抗震性极佳,同时工作温度很宽,扩展温度的电子硬盘可工作在-45℃~+85℃。广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。
通俗点讲:目前的硬盘(ATA 或 SATA)都是磁盘型的,数据就储存在磁盘扇区里。而固态硬盘是使用闪存颗粒(flash disk)(即目前内存、mp3、U盘等存储介质)制作而成。
目前,三星等厂商已经发布过多款固态硬盘,其中宇瞻公司最新发布的新产品,使用单一控制芯片开发的高速SATA固态硬盘,其连续存取速度最高达200MB/sec,容量可达128GB,相较于目前市面上连续存取速度约50~60MB/sec的SATA接口的SSD,Apacer目前可是足足快了2~3倍!不过目前固态硬盘价格还高高在上,尚未普及到DIY市场。
SSD的存储介质分为两种,一种是采用FLASH芯片作为存储介质,另外一种是采用DRAM作为存储介质。使用FLASH芯片作为存储介质的固态硬盘,可以被广泛应用到笔记本硬盘、存储卡、U盘等。另外一种就是采用DRAM作为存储介质的SSD,目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理,并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。采用FLASH芯片作为固态存储器最大的优点就是可以移动,而且数据保护不受电源控制,能适应于各种环境,但是使用年限不高,适合于个人用户使用。
SSD固态存储器有以下几点优点:
首先,数据存取速度快。根据相关测试:两台电脑在同样配置的电脑下,搭载SSD固态存储器的笔记本从开机到出现桌面一共只用了18秒,而搭载传统硬盘的笔记本总共用了31秒,两者几乎有将近一半的差距。
其次,防震抗摔是SSD的一个特点之一,因为全部采用了闪存芯片,所以SSD固态存储器内部不存在任何机械部件,这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用,而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞时能够将数据丢失的可能性降到最小。
再次,固态存储器工作时静音(固态存储器因为没有机械马达和风扇,工作时噪音值为0分贝)、发热量小、散热快。第四,固态存储器在重量方面更轻,与常规1.8英寸硬盘相比,重量轻20-30克,减少的重量有利于移动设备的携带。
SSD固态存储器的不足:
固态存储器不足之处在于数据的可恢复性,一旦在硬件上发生损坏,如果是传统的磁盘或者磁带存储方式,通过数据恢复也许还能挽救一部分数据。但是如果是固态存储,一但芯片发生损坏,要想在碎成几瓣或者被电流击穿的芯片中找回数据那几乎就是不可能的。当然这种不足也是可以牺牲存储空间来弥补的,主要用RAID 1来实现的备份,和传统的存储的备份原理相同。但是由于目前SSD的成本较高,采用这种方式进行备份将会进一步加强产品成本。
官方观点:
国内存储装置厂商宇瞻(Apacer)日前与国际内存大厂三星(Samsung)联袂发表固态硬盘(SSD, Solid State Disk)的发展趋势。
三星资深经理Do Geun Kim表示:不论就省电、效能等项目来看,固态硬盘的表现都优于传统硬盘,前者之所以还未在储存媒体市场大放异彩症结仅在于成本。但是预计到了2009年末、2010年初,固态硬盘即可望吃掉60GB以下容量的硬盘市场。
虽然60GB在笔记型计算机市场已经是入门的储存容量,但是三星认为除此以外的市场还大有可为,例如UMPC、百元计算机、可携式多媒体播放器等。根据三星的预计,固态硬盘在行动装置的市场渗透率,将从目前的1.32%,至2009年成长至18.82%。数量从840万个成长至32亿5600万个。
同时,日立技术支持协理蔡正平也指出:在一寸硬盘市场中,闪存的确来势汹汹。但是电脑使用者追求的是大容量。“至少五年之内,固态硬盘不会取代传统硬盘。
小编观点:
不管是传统硬盘制造商,还是致力于发展新兴SSD硬盘的厂家都不可否认的是固态硬盘在诸多方面相对于传统盘片硬盘的优势,相信随着闪存产品制造成本的日渐降低,总有一天固态硬盘会完全取代现在盘片硬盘的地位。
B. 第一台计算机采用的存储设备是什么
主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯;外存储器采用磁带。
1946年2月,在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)。
这台计算机由电子管组成,每秒可进行5000次的加法运算,而且采用了着名的数学家冯·诺依曼(Von.Neumann,美籍匈牙利人) 的存储程序的设计思想, 即采用二进制计算、存储程序并在程序控制下自动执行的思想。
以后,这种模式的计算机被称为冯 · 诺依曼机。计算机发展至今, 一直沿用存储程序的思想。这是计算机科学发展史上的一个重要里程碑,它奠定了计算机发展的科学基础。
(2)存储器大战最新消息扩展阅读
世界上第一台电子计算机是个庞然大物:重30余吨,占地约170平方米,肚子里装有18000只电子管。它是1946年2月14日,在美国宾夕法尼亚大学诞生的。
在第二次世界大战中,敌对双方都使用了飞机和火炮,猛烈轰炸对方军事目标。要想打得准,必须精确计算并绘制出射击图表。经查表确定炮口的角度,才能使射出去的炮弹正中飞行目标。但是,每一个数都要做几千次的四则运算才能得出来,十几个人用手摇机械计算机算几个月,才能完成一份图表。
针对这种情况,人们开始研究把电子管作为电子开关来提高计算机的运算速度。许多科学家都参加了实验和研究,终于制成了世界上第一台电子计算机,起名为埃尼阿克。
C. 早期的冯诺依曼型计算机以运算器为中心,而现代计算机已发展变化为以存储器为中心,请尝试分析二者的区别.
一.计算机之父
1946年,世界上第一台电子计算机 ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator—电子数字积分器和计算器)在美国诞生,人们称之为新的工业革命的开始,世界文明进入了一个崭新时代。
早在13世纪,我国就发明了算盘,这是世界公认的最早的计算工具。促进计算工具研究发展的最初动力是编制初等函数表(如正弦、余弦、对数等等)。目前,已有几百种高精度的数学表,但在几个世纪前,一个人要用一生的时间才能计算出一种数学表。例如,对数是苏格兰数学家纳皮尔(John Napier)在 1600年左右发明的,到 1624年亨利·布利格斯(Henrg Briggs)制成对数表(到第14位小数)。 1642年,法国哲学家兼数学家布累斯·巴斯柯(Blaise Pascal)发明了第一台真正的机械计算器——加法器(Pascaline)。1777年,英国逻辑学家马洪(Charles Mahon)发明逻辑演示器(Logic Demons Trator),能解决传统的演绎推理、概率以及逻辑形式的数值问题。英国剑桥大学的查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)教授在马洪的逻辑演示器的激励下,于1822年研制成机械差分机,它能自动进行6次多项式计算,实际上被用来进行各种教学表的计算。 1833年,巴贝奇构想了一种新型的分析机(Analyfical Engine),分析机不但能够完成所有的算术运算,而且基本上可以将这些运算联系起来解决任何算术问题。该分析机由四个基本部件构成:存储库、运算室、传送机构和送人取出机构。因此说,巴贝奇的分析机的重大贡献在于它包括了现代计算机的五大装置:输入、控制、运算、存储和输出装置。目前,国际计算机界公认巴贝奇为当之无愧的计算机之父。
二.计算机科学之父
计算机理论的研究对计算机的诞生与发展起着至关重要的作用。从 1833年巴贝奇设计的机械分析机,到 1946年第一台电子计算机诞生,其间制造的各种机械型或机电型的计算机,包括第一台电子计算机及初期的几台计算机,都仅仅是一种计算工具,仅仅是代替人们完成繁杂的计算任务。计算机复杂潜能的开发和在广泛领域中的应用,是随着计算机科学(Computer Science)的发展而逐步进行的。在计算机科学的奠基和发展中,英国科学家图灵(Alan Mathison Turing)做出了杰出的贡献。早在 1936年,图灵发表了《论可计算数及其在密码问题的应用》的着名论文,首次提出了逻辑机的通用模型——图灵机的概念。图灵机对数字计算机的一般结构、可实现性和局限性产生了深远影响,为可计算性理论奠定了基础。在1939年至1945年间,图灵是英国外交部破译德军密码的主要成员,利用他设计的破译机一次次成功地破译了法西斯的密电。1945年,他起草了关于自动计算机器ACE(Automatic Computing Engine)的报告,描述了存储程序概念在计算机中的应用,阐明了电子程序实现某些运算而程序员不必了解机器内部的操作细节,从而预言了高级语言的功能,并想象出远程终端的使用。1950年,图灵发表了另一篇着名论文《计算机器与智能》(Computing Machinery and Intelligence),指出如果一台机器对质问的响应与人类做出的响应无法区别,那么这台机器就具有智能。今天,人们把这一论断称为图灵测试,它奠定了人工智能的理论基础。至1954年图灵去世,鉴于他在计算机理论方面的创造性的奠基工作,计算机界称他为计算机科学之父。
三.现代计算机为什么又称为冯.诺依曼型计算机
军事上的需要是推动计算机发展的另一个动力。在第二次世界大战期间, 1935年,布什博土(Vannerer Bush)及其助手在马萨诸塞理工学院开始设计大型计算器,于 1942年完成,被广泛用于计算炮击表。决定制造第一台电子计算机ENIAC的是美国陆军军械部。 1942年物理学家约翰.莫奇莱教授(John Mauchly)建议制造一台电子计算机来完成弹道表的计算。次年,他和埃克特博士(J.Presper Echert) 开始研制ENIAC。同年,美国陆军决定支持并采纳这个方案。到 1946年 2月 15日, ENIAC成功地投入运行。此后的许多大型计算机也是应军事的需要而建造的,如第一台亿次计算机 ILLIAC IV则是为反导弹系统设计的。冯·诺依曼(John Vou Neumann)等人总结了设计 ENIAC的实践,完善了计算机设计理论,于 1946年 6月 28日发表了《关于电子计算机逻辑设计的初步讨论》学术报告。它的重要贡献之一是把二进制系统应用到计算机上,之二是把程序和数据一起作者:
D. 有谁知道
CPU综述
CPU是Central Processing Unit--中央处理器的缩写,它是计算机中最重要的一个部分,由运算器和控制器组成,如果把计算机比作一个人,那么CPU就是他的心脏,其重要作用由此可见一斑。不管什么样的CPU,其内部结构归纳起来可以分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分,这三个部分相互协调,便可以进行分析,判断、运算并控制计算机各部分协调工作。那么到底CPU是怎么回事,它的过去、现在和将来会是什么样子的呢?下面就让各位随我一起去看看吧!
历史篇
CPU从最初发展至今已经有二十多年的历史了,这期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。 1971年,早期的Intel公司推出了世界上第一台微处理器4004,这便是第一个用于计算机的四位微处理器,它包含2300个晶体管,由于性能很差,其市场反应十分不理想。
随后,Intel公司又研制出了8080处理器、8085处理器,加上当时Motorola公司的MC6800微处理器和Zilog公司的Z80微处理器,一起组成了八位微处理器的家族。
十六位微处理器的典型产品是Intel公司的8086微处理器,以及同时生产出的数学协处理器,即8087。这两种芯片使用互相兼容的指令集,但在8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算指令,由于这些指令应用与8086和8087,因此被人们统称为X86指令集。此后Intel推出的新一代的CPU产品,均兼容原来的X86指令。
1979年Intel推出了8088芯片,它仍是十六位微处理器,内含29000个晶体管,时钟频率为4.77MHz,地址总线为20位,可以使用1MB内存。8088的内部数据总线是16位,外部数据总线是8位。1981年,8088芯片被首次用于IBM PC机当中,如果说8080处理器还不为各位所熟知的话,那么8088则可以说是家喻户晓了,个人电脑――PC机的第一代CPU便是从它开始的。1982年的80286芯片虽然是16位芯片,但是其内部已包含13.4万个晶体管,时钟频率也达到了前所未有的20MHz。其内、外部数据总线均为16位,地址总线为24位,可以使用16MB内存,可使用的工作方式包括实模式和保护模式两种。
三十二位微处理器的代表产品首推Intel公司1985年推出的80386,这是一种全三十二位微处理器芯片,也是X86家族中第一款三十二位芯片,其内部包含27.5万个晶体管,时钟频率为12.5MHz,后逐步提高到33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位,地址总线也是32位,可以寻址到4GB内存。它除了具有实模式和保护模式以外,还增加了一种虚拟86的工作方式,可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。1989年Intel公司又推出准三十二位处理器芯片80386SX。它的内部数据总线为三十二位,与80386相同,外部数据总线为十六位。也就是说,80386SX的内部处理速度与80386接近,也支持真正的多任务操作,而它又可以接受为80286开发输入/输出接口芯片。80386SX的性能优于80286,而价格只是80386的三分之一。386处理器没有内置协处理器,因此不能执行浮点运算指令,如果您需要进行浮点运算时,必须额外购买昂贵的80387协处理器芯片。
八十年代末九十年代初,80486处理器面市,它集成了120万个晶体管,时钟频率由25MHz逐步提升到50MHz。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内,并在X86系列中首次使用了RISC(精简指令集)技术,可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式,大大提高了与内存的数据交换速度,由于这些改进,80486的性能比带有80387协处理器的80386提高了4倍。早期的486分为有协处理器的486DX和无协处理器的486SX两种,其价格也相差许多。随着芯片技术的不断发展,CPU的频率越来越快,而PC机外部设备受工艺限制,能够承受的工作频率有限,这就阻碍了CPU主频的进一步提高,在这种情况下,出现了CPU倍频技术,该技术使CPU内部工作频率为处理器外频的2-3倍,486DX2、486DX4的名字便是由此而来。
九十年代中期,全面超越486的新一代586处理器问世,为了摆脱486时代处理器名称混乱的困扰,最大的CPU制造商Intel公司把自己的新一代产品命名为Pentium(奔腾)以区别AMD和Cyrix的产品。AMD和Cyrix也分别推出了K5和6x86处理器来对付Intel,但是由于奔腾处理器的性能最佳,Intel逐渐占据了大部分市场。
此后CPU的发展情况不用我说想必大家都已经很了解了,97年初Pentium MMX上市,年中Pentium II和AMD K6上市,年末Cyrix 6x86MX面市,98年更是“三足”鼎立,PII、赛扬、K6-2、MII杀得你死我活。自从推出Pentium II后,Intel便放弃了逐渐老化的Socket 7市场转而力推先进的Slot 1架构,但是这一次Intel却打错了主意,随着全球低于1000美元低价PC需求量的增长,AMD的K6-2处理器填补了Intel在这个低端领域的空白,AGP总线技术、100MHz外频,这些原先只有在Slot 1上才能实现的技术在AMD首先倡导的Super 7时代也实现了,虽然K6-2和Super 7的性能比起同主频的PII来说还有差距,但是低廉的价格还是让AMD抢得了将近30%的CPU零售市场份额。AMD更是以一副不畏强者的姿态,博得了众多消费者的好感。
可惜到了99年,面对Intel猛烈反扑,AMD开始走下坡路,市场销量很糟。Cyrix更是在这场处理器大战中一败涂地,本想依*NS(美国国家半导体公司)东山再起,无奈时机已晚,最终在六月份被芯片组厂商VIA(威盛)收购。
随后的IDT和Rise两家新杀入处理器市场的公司在技术的创新上以及市场定位上均有自己的独到之处,IDT的Winchip C6、Winchip C6-2主要面向低端家用市场,Rise的处理器则主要进军移动电脑领域。无奈生不逢时,在Intel产品的挤压下,它们的日子也是举步为坚,99年年中,也正是Cyrix被收购一个月以后,威盛又收购了IDT公司,同时,Rise也被另一家芯片组厂商SIS(矽统科技)收购,随后传出Rise退出PC处理器市场,主攻家电处理芯片市场的消息,这样,经过重新调整之后,PC处理器市场呈现新三足鼎立的局面:Intel凭借自己优秀的产品以及良好的市场运作继续占领大部分市场份额;AMD则通过8月份发布的Athlon—K7打了个漂亮的翻身仗,K7成为历史上首次性能全面超越Intel同类产品的最快处理器,其市场占有率有进一步扩大的趋势;威盛在收购Cyrix和IDT之后,集成两家公司的最新技术,计划在2000年初推出Socket370兼容的Joshua—约书亚处理器,主攻低端市场。
E. 世界计算机历史重大事件
计算机的发展历史
一、第一台计算机的诞生
第一台计算机(ENIAC)于1946年2月,在美国诞生。
ENIAC PC机
耗资 100万美圆 600美圆
重量 30吨 10kg
占地 150平方米 0.25平方米
电子器件 1.9万只电子管 100块集成电路
运算速度 5000次/秒 500万次/秒
二、计算机发展历史
1、第一代计算机(1946~1958)
电子管为基本电子器件;使用机器语言和汇编语言;主要应用于国防和科学计算;运算速度每秒几千次至几万次。
2、第二代计算机(1958~1964)
晶体管为主要器件;软件上出现了操作系统和算法语言;运算速度每秒几万次至几十万次。
3、第三代计算机(1964~1971)
普遍采用集成电路;体积缩小;运算速度每秒几十万次至几百万次。
4、第四代计算机(1971~ )
以大规模集成电路为主要器件;运算速度每秒几百万次至上亿次。
三、我国计算机发展历史
从1953年开始研究,到1958年研制出了我国第一台计算机
在1982年我国研制出了运算速度1亿次的银河I、II型等小型系列机。
计算机的历史
计算机是新技术革命的一支主力,也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。
现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息,处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法,都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则,它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。
信息处理的一般过程,是计算机使用者针对待解抉的问题,事先编制程序并存入计算机内,然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作,直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式,其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法。
计算机的历史
现代计算机的诞生和发展 现代计算机问世之前,计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。
早在17世纪,欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年,法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置,制成了最早的十进制加法器。1678年,德国数学家莱布尼兹制成的计算机,进一步解决了十进制数的乘、除运算。
英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想,每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程。1884年,巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型,但限于当时的技术条件而未能实现。
巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间,电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展,在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管;在系统技术方面,相继发明了无线电报、电视和雷达……。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。
与此同时,数学、物理也相应地蓬勃发展。到了20世纪30年代,物理学的各个领域经历着定量化的阶段,描述各种物理过程的数学方程,其中有的用经典的分析方法已根难解决。于是,数值分析受到了重视,研究出各种数值积分,数值微分,以及微分方程数值解法,把计算过程归结为巨量的基本运算,从而奠定了现代计算机的数值算法基础。
社会上对先进计算工具多方面迫切的需要,是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后,各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山,已经阻碍了学科的继续发展。特别是第二次世界大战爆发前后,军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间,德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作,几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。
德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3,已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。在美国,1940~1947年期间也相继制成了继电器计算机MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不过,继电器的开关速度大约为百分之一秒,使计算机的运算速度受到很大限制。
电子计算机的开拓过程,经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加式程序”到“存储程序”的演变。1938年,美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件。1943年,英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机,在第二次世界大战中得到了应用。
1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC),最初也专门用于火炮弹道计算,后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机,运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机。但是,这种计算机的程序仍然是外加式的,存储容量也太小,尚未完全具备现代计算机的主要特征。
新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案—电子离散变量自动计算机(EDVAC)。随后于1946年6月,冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7~8月间,他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》,推动了存储程序式计算机的设计与制造。
1949年,英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC);美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。至此,电子计算机发展的萌芽时期遂告结束,开始了现代计算机的发展时期。
在创制数字计算机的同时,还研制了另一类重要的计算工具——模拟计算机。物理学家在总结自然规律时,常用数学方程描述某一过程;相反,解数学方程的过程,也有可能采用物理过程模拟方法,对数发明以后,1620年制成的计算尺,己把乘法、除法化为加法、减法进行计算。麦克斯韦巧妙地把积分(面积)的计算转变为长度的测量,于1855年制成了积分仪。
19世纪数学物理的另一项重大成就——傅里叶分析,对模拟机的发展起到了直接的推动作用。19世纪后期和20世纪前期,相继制成了多种计算傅里叶系数的分析机和解微分方程的微分分析机等。但是当试图推广微分分析机解偏微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时,人们逐渐认识到模拟机在通用性和精确度等方面的局限性,并将主要精力转向了数字计算机。
电子数字计算机问世以后,模拟计算机仍然继续有所发展,并且与数字计算机相结合而产生了混合式计算机。模拟机和混合机已发展成为现代计算机的特殊品种,即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具。
20世纪中期以来,计算机一直处于高速度发展时期,计算机由仅包含硬件发展到包含硬件、软件和固件三类子系统的计算机系统。计算机系统的性能—价格比,平均每10年提高两个数量级。计算机种类也一再分化,发展成微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机),以及各种专用机(如各种控制计算机、模拟—数字混合计算机)等。
计算机器件从电子管到晶体管,再从分立元件到集成电路以至微处理器,促使计算机的发展出现了三次飞跃。
在电子管计算机时期(1946~1959),计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时,主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型,通常按此对计算机进行分类。
到了晶体管计算机时期(1959~1964),主存储器均采用磁心存储器,磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展,而且中、小型计算机,特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。
1964年,在集成电路计算机发展的同时,计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位,磁盘成了不可缺少的辅助存储器,并且开始普遍采用虚拟存储技术。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展,以及微程序技术的发展和应用,计算机系统中开始出现固件子系统。
20世纪70年代以后,计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平,微处理器和微型计算机应运而生,各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用,对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了。
微型计算机在社会上大量应用后,一座办公楼、一所学校、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机。实现它们互连的局部网随即兴起,进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。
在电子管计算机时期,一些计算机配置了汇编语言和子程序库,科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。在晶体管计算机阶段,事务处理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言,和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型,使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。
进入集成电路计算机发展时期以后,在计算机中形成了相当规模的软件子系统,高级语言种类进一步增加,操作系统日趋完善,具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强,明显地改变了计算机的使用属性,使用效率显着提高。
在现代计算机中,外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上,其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强,既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合,又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。
外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类。辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等;输入输出设备又分为输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中,对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备等。
新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理,而且能面向知识处理,具有形式化推理、联想、学习和解释的能力,将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。
计算技术在中国的发展 在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。远在商代,中国就创造了十进制记数方法,领先于世界千余年。到了周代,发明了当时最先进的计算工具——算筹。这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算每一个数学问题时,通常编出一套歌诀形式的算法,一边计算,一边不断地重新布棍。中国古代数学家祖冲之,就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。这一结果比西方早一千年。
珠算盘是中国的又一独创,也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具,最初大约出现于汉朝,到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用,而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区,经受了历史的考验,至今仍在使用。
中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等,不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献,而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。例如,张衡制作的水运浑象仪,可以自动地与地球运转同步,后经唐、宋两代的改进,遂成为世界上最早的天文钟。
记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序控制的发展有过间接的影响。中国古代用阳、阴两爻构成八卦,也对计算技术的发展有过直接的影响。莱布尼兹写过研究八卦的论文,系统地提出了二进制算术运算法则。他认为,世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。
经过漫长的沉寂,新中国成立后,中国计算技术迈入了新的发展时期,先后建立了研究机构,在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业,并且着手创建中国计算机制造业。
1958年和1959年,中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期,中国研制成功一批晶体管计算机,并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件。60年代后期,中国开始研究集成电路计算机。70年代,中国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后,中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用;在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展;建立了计算机服务业,逐步健全了计算机产业结构。
在计算机科学与技术的研究方面,中国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面,中国在科学计算与工程设计领域取得了显着成就。在有关经营管理和过程控制等方面,计算机应用研究和实践也日益活跃。
计算机科学与技术
计算机科学与技术是一门实用性很强、发展极其迅速的面向广大社会的技术学科,它建立在数学、电子学 (特别是微电子学)、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上。但是,它并不是简单地应用某些学科的知识,而是经过高度综合形成一整套有关信息表示、变换、存储、处理、控制和利用的理论、方法和技术。
计算机科学是研究计算机及其周围各种现象与规模的科学,主要包括理论计算机科学、计算机系统结构、软件和人工智能等。计算机技术则泛指计算机领域中所应用的技术方法和技术手段,包括计算机的系统技术、软件技术、部件技术、器件技术和组装技术等。计算机科学与技术包括五个分支学科,即理论计算机科学、计算机系统结构、计算机组织与实现、计算机软件和计算机应用。
理论计算机学 是研究计算机基本理论的学科。在几千年的数学发展中,人们研究了各式各样的计算,创立了许多算法。但是,以计算或算法本身的性质为研究对象的数学理论,却是在20世纪30年代才发展起来的。
当时,由几位数理逻辑学者建立的算法理论,即可计算性理论或称递归函数论,对20世纪40年代现代计算机设计思想的形成产生过影响。此后,关于现实计算机及其程序的数学模型性质的研究,以及计算复杂性的研究等不断有所发展。
理论计算机科学包括自动机论、形式语言理论、程序理论、算法分析,以及计算复杂性理论等。自动机是现实自动计算机的数学模型,或者说是现实计算机程序的模型,自动机理论的任务就在于研究这种抽象机器的模型;程序设计语言是一种形式语言,形式语言理论根据语言表达能力的强弱分为O~3型语言,与图灵机等四类自动机逐一对应;程序理论是研究程序逻辑、程序复杂性、程序正确性证明、程序验证、程序综合、形式语言学,以及程序设计方法的理论基础;算法分析研究各种特定算法的性质。计算复杂性理论研究算法复杂性的一般性质。
计算机系统结构 程序设计者所见的计算机属性,着重于计算机的概念结构和功能特性,硬件、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。使用高级语言的程序设计者所见到的计算机属性,主要是软件子系统和固件子系统的属性,包括程序语言以及操作系统、数据库管理系统、网络软件等的用户界面。使用机器语言的程序设计者所见到的计算机属性,则是硬件子系统的概念结构(硬件子系统结构)及其功能特性,包括指令系统(机器语言),以及寄存器定义、中断机构、输入输出方式、机器工作状态等。
硬件子系统的典型结构是冯·诺伊曼结构,它由运算器控制器、存储器和输入、输出设备组成,采用“指令驱动”方式。当初,它是为解非线性、微分方程而设计的,并未预见到高级语言、操作系统等的出现,以及适应其他应用环境的特殊要求。在相当长的一段时间内,软件子系统都是以这种冯·诺伊曼结构为基础而发展的。但是,其间不相适应的情况逐渐暴露出来,从而推动了计算机系统结构的变革。
计算机组织与实现 是研究组成计算机的功能、部件间的相互连接和相互作用,以及有关计算机实现的技术,均属于计算机组织与实现的任务。
在计算机系统结构确定分配给硬子系统的功能及其概念结构之后,计算机组织的任务就是研究各组成部分的内部构造和相互联系,以实现机器指令级的各种功能和特性。这种相互联系包括各功能部件的布置、相互连接和相互作用。
随着计算机功能的扩展和性能的提高,计算机包含的功能部件也日益增多,其间的互连结构日趋复杂。现代已有三类互连方式,分别以中央处理器、存储器或通信子系统为中心,与其他部件互连。以通信子系统为中心的组织方式,使计算机技术与通信技术紧密结合,形成了计算机网络、分布计算机系统等重要的计算机研究与应用领域。
与计算实现有关的技术范围相当广泛,包括计算机的元件、器件技术,数字电路技术,组装技术以及有关的制造技术和工艺等。
软件 软件的研究领域主要包括程序设计、基础软件、软件工程三个方面。程序设计指设计和编制程序的过程,是软件研究和发展的基础环节。程序设计研究的内容,包括有关的基本概念、规范、工具、方法以及方法学等。这个领域发展的特点是:从顺序程序设计过渡到并发程序设计和分币程序设计;从非结构程序设计方法过渡到结构程序设计方法;从低级语言工具过渡到高级语言工具;从具体方法过渡到方法学。
基础软件指计算机系统中起基础作用的软件。计算机的软件子系统可以分为两层:靠近硬件子系统的一层称为系统软件,使用频繁,但与具体应用领域无关;另一层则与具体应用领域直接有关,称为应用软件;此外还有支援其他软件的研究与维护的软件,专门称为支援软件。
软件工程是采用工程方法研究和维护软件的过程,以及有关的技术。软件研究和维护的全过程,包括概念形成、要求定义、设计、实现、调试、交付使用,以及有关校正性、适应性、完善性等三层意义的维护。软件工程的研究内容涉及上述全过程有关的对象、结构、方法、工具和管理等方面。
软件目动研究系统的任务是:在软件工程中采用形式方法:使软件研究与维护过程中的各种工作尽可能多地由计算机自动完成;创造一种适应软件发展的软件、固件与硬件高度综合的高效能计算机。
计算机产业
计算机产业包括两大部门,即计算机制造业和计算机服务业。后者又称为信息处理产业或信息服务业。计算机产业是一种省能源、省资源、附加价值高、知识和技术密集的产业,对于国民经济的发展、国防实力和社会进步均有巨大影响。因此,不少国家采取促进计算机产业兴旺发达的政策。
计算机制造业包括生产各种计算机系统、外围设备终端设备,以及有关装置、元件、器件和材料的制造。计算机作为工业产品,要求产品有继承性,有很高的性能-价格比和综合性能。计算机的继承性特别体现在软件兼容性方面,这能使用户和厂家把过去研制的软件用在新产品上,使价格很高的软件财富继续发挥作用,减少用户再次研制软件的时间和费用。提高性能-价格比是计算机产品更新的目标和动力。
计算机制造业提供的计算机产品,一般仅包括硬件子系统和部分软件子系统。通常,软件子系统中缺少适应各种特定应用环境的应用软件。为了使计算机在特定环境中发挥效能,还需要设计应用系统和研制应用软件此外,计算机的运行和维护,需要有掌握专业知识的技术人员,这常常是一股用户所作不到的。
针对这些社会需要,一些计算机制造厂家十分重视向用户提供各种技术服务和销售服务。一些独立于计算机制造厂家的计算机服务机构,也在50年代开始出现。到60年代末期,计算机服务业在世界范围内已形成为独立的行业。
计算机的发展与应用
计算机科学与技术的各门学科相结合,改进了研究工具和研究方法,促进了各门学科的发展。过去,人们主要通过实验和理论两种途径进行科学技术研究。现在,计算和模拟已成为研究工作的第三条途径。
计算机与有关的实验观测仪器相结合,可对实验数据进行现场记录、整理、加工、分析和绘制图表,显着地提高实验工作的质量和效率。计算机辅助设计已成为工程设计优质化、自动化的重要手段。在理论研究方面,计算机是人类大脑的延伸,可代替人脑的若干功能并加以强化。古老的数学靠纸和笔运算,现在计算机成了新的工具,数学定理证明之类的繁重脑力劳动,已可能由计算机来完成或部分完成。
计算和模拟作为一种新的研究手段,常使一些学科衍生出新的分支学科。例如,空气动力学、气象学、弹性结构力学和应用分析等所面临的“计算障碍”,在有了高速计算机和有关的计算方法之后开始有所突破,并衍生出计算空气动力学、气象数值预报等边缘分支学科。利用计算机进行定量研究,不仅在自然科学中发挥了重大的作用,在社会科学和人文学科中也是如此。例如,在人口普查、社会调查和自然语言研究方面,计算机就是一种很得力的工具。
计算机在各行各业中的广泛应用,常常产生显着的经济效益和社会效益,从而引起产业结构、产品结构、经营管理和服务方式等方面的重大变革。在产业结构中已出观了计算机制造业和计算机服务业,以及知识产业等新的行业。
微处理器和微计算机已嵌入机电设备、电子设备、通信设备、仪器仪表和家用电器中,使这些产品向智能化方向发展。计算机被引入各种生产过程系统中,使化工、石油、钢铁、电力、机械、造纸、水泥等生产过程的自动化水平大大提高,劳动生产率上升、质量提高、成本下降。计算机嵌入各种武器装备和武器系统干,可显着提高其作战效果。
经营管理方面,计算机可用于完成统计、计划、查询、库存管理、市场分析、辅助决策等,使经营管理工作科学化和高效化,从而加速资金周转,降低库存水准,改善服务质量,缩短新产品研制周期,提高劳动生产率。在办公室自动化方面,计算机可用于文件的起草、检索和管理等,显着提高办公效率。
计算机还是人们的学习工具和生活工具。借助家用计算机、个人计算机、计算机网、数据库系统和各种终端设备,人们可以学习各种课程,获取各种情报和知识,处理各种生活事务(如订票、购物、存取款等),甚至可以居家办公。越来越多的人的工作、学习和生活中将与计算机发生直接的或间接的联系。普及计算机教育已成为一个重要的问题。
总之,计算机的发展和应用已不仅是一种技术现象而且是一种政治、经济、军事和社会现象。世界各国都力图主动地驾驭这种社会计算机化和信息化的进程,克服计算机化过程中可能出现的消极因素,更顺利地向高
时代的车轮即将驶进21世纪的大门。人们将怎样面向未来?无论你从事什么工作,也不论你生活在什么地方,都会认识到我们所面临的世纪是科技高度发展的信息时代。计算机是信息处理的主要工具,掌握计算机知识已成为当代人类文化不可缺少的重要组成部分,计算机技能则是人们工作和生活必不可少的基本手段。
基于这样的认识,近年来我国掀起了一个全国范围的学习计算机热潮,各行各业的人都迫切地要求学习计算机知识和掌握计算机技能。对于广大的非计算机专业的人们,学习计算机的目的是应用,希望学以致用,立竿见影,而无须从系统理论学起。
掌握计算机技能关键是实践,只有通过大量的实践应用才能真正深入地掌握它。光靠看书是难以真正掌握计算机应用的。正如同在陆地上是无法学会游泳一样,要学游泳必须下到水中去。同样,要学习计算机应用,必须坐到计算机旁,经常地、反复地操作计算机,熟能生巧。只要得法,你在计算机上花的时间愈多,收获就愈大......
F. 冯.诺依曼的三大原理是什么
一、数字计算机的数制采用二进制;计算机应该按照程序顺序执行。
二、采用二进制作为计算机数值计算的基础,以0、1代表数值。不采用人类常用的十进制计数方法,二进制使得计算机容易实现数值的计算。
三、程序或指令的顺序执行,即预先编好程序,然后交给计算机按照程序中预先定义好的顺序进行数值计算。
拓展资料:
冯·诺依曼,原籍匈牙利,布达佩斯大学数学博士。20世纪最重要的数学家之一,在现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等领域内的科学全才之一,被后人称为“计算机之父”和“博弈论之父”。
计算机五大组成部分
运算器:用于完成各种算术运算、逻辑运算和数据传送等数据加工处理。
控制器:用于控制程序的执行,是计算机的大脑。运算器和控制器组成计算机的中央处理器(CPU)。控制器根据存放在存储器中的指令序列(程序)进行工作,并由一个程序计数器控制指令的执行。控制器具有判断能力,能根据计算结果选择不同的工作流程。
存储器:用于记忆程序和数据,例如:内存。程序和数据以二进制代码形式不加区别地存放在存储器中,存放位置由地址确定。
输入设备:用于将数据或程序输入到计算机中,例如:鼠标、键盘。
输出设备:将数据或程序的处理结果展示给用户,例如:显示器、打印机。
G. 数据恢复对存储器有危害吗
当然,在现今的信息时代,软盘或是数据磁带的使用量都比较小,更多的是使用硬盘进行数据存储,只在极少的领域才使用数据磁带进行备份,因此,我们重点看看硬盘上的数据恢复。
硬盘上的数据恢复,我们可以将其分为软件故障或是硬件故障,由于硬盘属于精密设备,当其内部磁头,或是外部电路板出现故障时,都会造成硬盘的损坏,从而使得数据丢失,在这样的情况下,如果具备专业的设备和环境,是可以轻松地修复好硬盘而重新将数据读取出来的,我们在本文中涉及的,是由软件系统造成的数据丢失情况。
首先我们需要讲解一下磁存储技术的原理,这有助于我们更深刻的了解数据恢复工作。磁存储技术的工作原理是通过改变磁粒子的极性来在磁性介质上记录数据。在读取数据时,磁头将存储介质上的磁粒子极性转换成相应的电脉冲信号,并转换成计算机可以识别的数据形式。进行写操作的原理也是如此。要使用硬盘等介质上的数据文件,通常需要依靠操作系统所提供的文件系统功能,文件系统维护着存储介质上所有文件的索引。因为效率等诸多方面的考虑,在我们利用操作系统提供的指令删除数据文件的时候,磁介质上的磁粒子极性并不会被清除。操作系统只是对文件系统的索引部分进行了修改,将删除文件的相应段落标识进行了删除标记。同样的,目前主流操作系统对存储介质进行格式化操作时,也不会抹除介质上的实际数据信号。正是操作系统在处理存储时的这种设定,为我们进行数据恢复提供了可能。值得注意的是,这种恢复通常只能在数据文件删除之后相应存储位置没有写入新数据的情况下进行。因为一旦新的数据写入,磁粒子极性将无可挽回的被改变从而使得旧有的数据真正意义上被清除。另外,除了磁存储介质之外,其它一些类型存储介质的数据恢复也遵循同样的原理,例如U盘、CF卡、SD卡等等。因为这些存储设备也和磁盘一样使用类似扇区、簇这样的方式来对数据进行管理。举个例子来说,目前几乎所有的数码相机都遵循DCIM标准,该标准规定了设备以FAT形式来对存储器上的相片文件进行处理。
相信大家了解了数据恢复的原理之后,就可以很容易的理解为什么使用普通的删除方法,无法彻底和安全的清除数据了。这也是为什么很多企业求助于专业的数据擦除服务公司,请他们使用专业的设备和软件彻底的对企业的敏感数据进行销毁。越来越多的情况证明,只是单纯的对存储介质进行覆写,乃至从物理上破坏存储设备,都不能保证数据不会被恢复出来。在一些拥有尖端设备的实验室中,既使被覆盖多次的磁盘,也可能被还原出最早存储在上面的磁性信号。这种情况对那些需要恢复他们宝贵数据的用户来说可能是个另人激动的消息,但对于希望保护自己数据的人们来说则恰恰相反。我们希望用户在了解了更多有关数据恢复技术的细节信息之后,能够选择恰当的方式来照管他们的数据。
有很多种原因可能造成数据问题。最常见的原因当数人为的误操作,比如错误的删除文件、用错误的文件覆盖了有用数据等等。而存储器本身的损坏也占据了相当大的比重,高温、震动、电流波动、静电甚至灰尘,都是存储设备的潜在杀手。另外,很多应用程序特别是备份程序的异常中止,也可能造成数据损坏。在所有的原因当中,由于删除和格式化等原因造成的数据丢失是比较容易处理的,因为在这些情况下数据并没有从存储设备上真正擦除,利用数据恢复软件通常能够较好的将数据恢复出来。如果存储设备本身受到了破坏(例如硬盘盘片坏道、设备芯片烧毁等),会在很大程度上增加恢复工作的难度,并需要一些必备的硬件设施才能执行恢复,如果存储数据的介质本身(例如硬盘盘片、Flash Memeory)没有损坏的话,数据恢复的可能性仍然很大。我们通常称存储设备本身的损坏为物理性损坏,而对于非存储设备问题称之为逻辑性损坏。我们讨论的问题或者说在现实情况下遇到的大多数问题都属于逻辑性损坏之列。
对问题的情况和起因了解的越清楚,就越有可能完好的恢复出数据。因为不同的数据恢复手段会对存储设备造成不同的影响,采用错误方法带来的后果不仅仅是无法成功恢复,还有可能对数据造成进一步的破坏。工作人员应在已有信息的基础上进行进一步的检查工作,并根据检查的结果最终判断问题原因,拟定出处理方法。
我们以对硬盘进行数据恢复为例,介绍在进行专业性的数据恢复工作时所执行的基本步骤。所有恢复工作都是在具备国际百级要求的无尘净室(Clean Room)中进行的,并且所有的操作设备都会置于非写入状态,以防对数据产生破坏。待处理的硬盘会先连入经过特殊改装的控制板,在禁止硬盘主轴电机启动的状态下拆开外壳。硬盘的磁头会被固定以使其无法接触磁盘表面,之后再利用高频示波器、信号分析仪等专业设备全面检查硬盘受损情况。如果对当前情况有足够的把握进行处理,再使用专用的读盘机进行介质读取工作。所有读出的原始信号会由专业工作人员根据原有操作系统情况还原成可用的数据文件,至此完成所有数据恢复工作。
专业级的数据恢复成本较为高昂,通常起价就需要几百元人民币,而根据恢复的数据量大小,价格很可能还要高得多。很多情况下数据的重要性和价值并非都值得使用该种方式进行恢复,那么我们是否能够自己处理一些平常的问题呢。上面我们曾经提到过,我们遇到的绝大多数数据问题都是逻辑性损坏,所以我们也可以根据情况,对相对要求较低的数据恢复任务,使用数据恢复软件进行低成本的数据恢复工作。
目前流行的数据恢复软件包括EasyRecovery、FinalData、Acronis Disk Director、PC Inspector File Recovery、RecoverNT、Recover4all等等。其中EasyRecovery提供了相当多的恢复方式,兼具功能性和易用性,恢复能力也比较令人满意,是我们最常使用的一种数据恢复软件。需要注意的是,每种恢复软件都有其独到之处,并且在处理恢复工作时方式也不尽相同。如果一种软件无法正确的恢复数据,不妨试试其它的,大家不必追求一个在任何情况下都能产生完美结果的产品。
H. 信息的永久存储设备常又称为
计算机里只有硬盘能够永久性储存数据。
硬盘作为一种存储设备从计算机诞生的时候就一直扮演着不可或缺的角色。从某种程度上来讲,计算机性能的好坏仅仅影响运算数据的速度,而存储设备的任务则是保证各类运算数据得以存续。
硬盘的容量以兆字节(MB/MiB)、千兆字节(GB/GiB)或百万兆字节(TB/TiB)为单位,而常见的换算式为:1TB=1024GB,1GB=1024MB而1MB=1024KB。
但硬盘厂商通常使用的是GB,也就是1G=1000MB,而Windows系统,就依旧以“GB”字样来表示“GiB”单位(1024换算的)。