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电脑硬件科普知识 普及电脑知识篇一
计算机的发展到目前为止共经历了四个时代，从1946年到1959年这段时期我们称之为“电子管计算机时代”。第一代计算机的内部元件使用的是电子管。由于一部计算机需要几千个电子管，每个电子管都会散发大量的热量，因此，如何散热是一个令人头痛的问题。电子管的寿命最长只有3000小时，计算机运行时常常发生由于电子管被烧坏而使计算机死机的现象。第一代计算机主要用于科学研究和工程计算。
从1960年到1964年，由于在计算机中采用了比电子管更先进的晶体管，所以我们将这段时期称为“晶体管计算机时代”。晶体管比电子管小得多，不需要暖机时间，消耗能量较少，处理更迅速、更可靠。第二代计算机的程序语言从机器语言发展到汇编语言。接着，高级语言fortran语言和cobol语言相继开发出来并被广泛使用。这时，开始使用磁盘和磁带作为辅助存储器。第二代计算机的体积和价格都下降了，使用的人也多起来了，计算机工业迅速发展。第二代计算机主要用于商业、大学教学和政府机关。
从1965年到1970年，集成电路被应用到计算机中来，因此这段时期被称为“中小规模集成电路计算机时代”。集成电路(integrated circuit，简称r)是做在晶片上的一个完整的电子电路，这个晶片比手指甲还小，却包含了几千个晶体管元件。第三代计算机的特点是体积更小、价格更低、可靠性更高、计算速度更快。第三代计算机的代表是ibm公司花了50亿美元开发的ibm 360系列。
从1971年到现在，被称之为“大规模集成电路计算机时代”。第四代计算机使用的元件依然是集成电路，不过，这种集成电路已经大大改善，它包含着几十万到上百万个晶体管，人们称之为大规模集成电路(largescale lntegrated circuit，简称lsi)和超大规模集成电路(very large scale lntegrated circuit，简称vlsi)。1975年，美国1bm公司推出了个人计算机pc(personai computer)，从此，人们对计算机不再陌生，计算机开始深入到人类生活的各个方面, 这就是我们平常所说的电脑。
一般人认为世界上第一台电子计算机，是美国1946年研制出的“电子数值积分计算机” (eniac)但英国争辩说：第一台电子计算机的桂冠应属于英国1940年研制出来的“巨人”计算机。第二次世界大战前，德国发明了一种机械式密码编码机“ enic-ma谜广，它能够编制出无数种同一系列的密码。这种密码十分复杂，德国人对它的保密性能十分自信，认为它所编制的密码几乎是不可破译的，因此在军队的高级保密通信中广泛使用由它所编制的密码。
英国情报机关从战前就开始注意到了“谈式”密码，经过窃听和谋报人员、破译人员的长时间努力，窃得了“谜式”密码的秘密，终于可以用人工破译出其中部分内容了。但破译～种用“谜”式密码机编制的新密码都要耗费很长时间，难以满足作战的需要。
美国情报机关与数学、电子学专家合作，组成了以数学家阿兰?丘利姆为首的研究小组，研制出了一种使用2000多只电子管的大型电子运算装置，被称作“巨人”机，专门用于对德国“谜式”密码的解析和破译。从此人类可以对密码进行机器破译了，并且大幅度提高了破译的成功率和速度。英国把这种通过电子窃听、电子破译“谜式”密码得来的情报定为国家最高级机密情报，命名为“超级机密(ultra)”情报。
在抵抗德国空袭英国的“不列颠战役”中，“超级机密”适时地发挥了作用。英国空军通过“超级机密”，事先就得到了德国空军的空袭计划、攻击目标及作战要领等许多重要情报，及时调配战斗机和高射炮等防空力量，在最佳时间和地点拦截德国轰炸机群，使数量处于劣势的英国空军掌握了空战的主动权。
后来，由于德军在空中攻势受挫，始终无法获得制空权，不得不放弃了进攻英国本土的“海狮”计划。英国首相丘吉尔也正是通过“超级机密”获得了这一情报，而长长地舒了一口气
英国为保守“超级机密”的秘密，付出了沉重的代价。1940年11月12日清晨，英国情报机关通过“超级机密”获悉：德国空军在14日夜间和15日凌晨，将出动500多架轰炸机空袭英国的重要工业城市考文垂。可以预料，考文垂市将受到多么巨大的损失。
除了可以使用战斗机和高射炮迎击德国飞机外，要不要通知考文垂市居民紧急疏散呢?这样做固然可以减少许多人员伤亡，但也意味着英国通过某种渠道得到了德国的秘密计划，这就有可能暴露“超级机密”，导致这条重要情报来源的中断，造成以后更大的损失。
丘吉尔作为英国首相，怀着沉重的心清断然地下了决心：为了今后的利益和战争的需要，考文垂市的居民们将不得不付出巨大的牺牲。
结果， 15 000故燃烧弹和1400枚其它炸弹落在了毫无防备的考文垂市民头上。
550人死亡，约5000人受伤，50 000间房屋被毁坏，12家工厂受到严重破坏。
英国付出了沉重代价，但它使德国人直到第二次世界大战结束也未能知道“超级机密”的秘吉，保证了这条情报来源的畅通。
经常使用“谜式”密码与在北非的德军统帅隆美尔进行通信联络。
正是由于英国对“超级机密”的严密保密措施，它才一直不为世人所知，“巨人”机也长期扮演着“无名英雄”。
第二次世界大战后期，美国宾夕法尼亚大学受美国陆军委托研制电子化的通用计算机“eniac(埃尼阿克疗，目的在于计算炮弹及火箭、导弹武器的弹道轨迹。
36岁的物理学家莫克利是主要设计者，24岁的埃克特担任总工程师。
经过两年多的艰苦努力，“埃尼阿克”终于在1945年底制造完成，1946年初做了公开展示。
“埃尼阿克”是个庞然大物，整个机器使用18 000只电子管、 6000个继电器、 7000个电阻、10 000个电容;总重30吨，机房面积170平方米，耗电150千瓦，耗资约为50万美元。
这部计算机每秒钟可做5000次加法或500次乘法或50次除法，比人工计算快20万倍。
用“埃尼阿克”计算炮弹弹道只要3秒钟。
“埃尼阿克”于1955年“退役”，现陈列在华盛顿一家博物馆里。
“埃尼阿克”有两大缺点，一是没有内存储器，二是要由人像措积木一样，将大量运算部件搭配成各种解题布局，每算一题就要重搭一次，又费时，又麻烦。有的题只要计算1秒钟，准备工作却要花上几十分钟。对“埃尼阿克”的改进应归功于匈牙利裔美国数学家冯?诺依曼。
冯?诺依曼有非凡的数学才能，曾被誉为“万能数学家”。
1930年，他到美国普林斯顿大学任教，曾担任过美国陆军弹道研究所、海军兵器研究所等单位的顾问，参与了研制第一批原子弹的曼哈顿计划。
1944年夏，冯?诺依曼正在负责研制核武器，需要进行大量高速的计算。
他偶然听说“埃尼阿克”小组正在研制计算机，喜出望外，立即参加进去，担任小组顾问。
那时“埃尼阿克”的研制已接近尾声，为了克服已经意识到的“埃尼阿克”的缺点，通过与小组成员共同研讨，冯?诺依曼提出一个全新的存储程序通用电子计算机方案，方案明确规定，新机器有五个组成部分：运算器、控制器、存储器、输出和输入。
此外，新方案还有两点重大改进，一是采用二进数制，简化了计算机结构;二是建立存储程序，将指令和数据放进存储器，加快了运算速度。
新机器edvac于1952年研制成功。
冯.诺依曼概念被认为是计算机发展史上的一个里程碑，它标志着电子计算机时代的真正开始。
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