电脑简史

早期计算方式发展 :手指和石头 -》结绳 -》算筹-》计算尺 -》 算盘   

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19岁时(1642),帕斯卡发明了人类有史以来第一台机械计算机——帕斯卡加法器。它是一种系列齿轮组成的装置,外形像一个长方盒子,用儿童玩具那种钥匙旋紧发条后才能转动,只能够做加法和减法。

在德国的大数学家莱布尼茨看到了帕斯卡关于加法计算机的论文, 1674年,莱布尼茨制造出了一台更完美的机械计算机。

1924年,IBM——一个有划时代意义的公司成立了。

1936年,美国青年霍德华·艾肯去哈佛共度物理学博士学位,由于博士论文设计设计空间电荷传导理论,需要计算非常复杂的非线性微分方程。艾肯想发明一种机器代替人工计算,幻想有一台计算机帮他解决数学难题。正好艾肯的一位老师正在IBM出资创办的“哥伦比亚大学统计局”里任职,艾肯从这位老师这里听说了IBM董事长沃森的大名。这位老师为艾肯写了一封推荐信。艾肯拿到推荐信后,准备好了一份可行性报告,就去找沃森。沃森听完了艾肯的话以后,直接给艾肯划了100W美元。艾肯发明了马克1号,马克1号被称为最后一台“史前”计算机——机械/电动方式。

阿塔纳索夫和克利福德·贝瑞的计算机工作直到1960年才被发现和广为人知,并且陷入了谁才是第一台计算机的冲突中。那时候,ENIAC普遍被认为是第一台现代意义上的计算机,但是在1973年,美国联邦地方法院注销了ENIAC的专利,并得出结论:ENIAC的发明者从阿塔纳索夫那里继承了电子数字计算机的主要构件思想。因此,ABC被认定为世界上第一台计算机

在埃历阿克尚未投入运行前,冯·诺依曼就已开始着手起草一份新的设计报告,要对这台电子计算机进行脱胎换骨的改造。他把新机器的方案命名为“离散变量自动电子计算机”,英文缩写译音是“埃德瓦克”(EDVAC)。冯·诺依曼是当之无愧的“电脑之父”。

总之:

第一代电子计算机(1946-1958):

特点: 操作指令是为特定任务而编制的,每种机器有各自不同的机器语言,功能受到限制,速度也慢。另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存数据。

第二代晶体管计算机(1956-1963):

特点: 晶体管代替了体积庞大电子管,使用磁芯存储器。体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。还有现代计算机的一些部件:打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。在这一时期出现了更高级的COBOL和FORTRAN等编程语言,使计算机编程更容易。新的职业(程序员、分析员和计算机系统专家)和整个软件产业由此诞生。

第三代集成电路计算机(1964-1971):

特征是以中小规模集成电路,来构成计算机的主要功能部件。主存储器采用半导体存储器。运算速度可达每秒几十万次至几百万次基本运算。在软件方面,操作系统日趋完善。

第四代大规模集成电路计算机(1971-至今):

指从1970年以后采用大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)为主要电子器件制成的计算机,重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机。

 

计算机结构

计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。其中运算器和控制器被统称为中央控制单元。

操作系统历史

手工操作

 最开始的时候,每次只能一个人去业务窗口办理业务,等第一个人业务办理完成,回到等候区后,下一个人才可以去窗口办理业务。

 问题: 每次在用户走向/离开业务窗口的时候,都需要等到一分钟,办理一个人的业务就需要等待2分钟。如果业务处理一个人的业务需要一个小时的时候,这个问题并不明显,但     是随着业务窗口办理业务的速度加快,变成10分钟处理一个业务的时候,这个问题就凸显出来了。不那里业务的速度越快,问题就明显。

联机批处理

为了改进上面的问题,安排了一个调度员T,每次调度员T从等候区叫10个人,来窗口排队办理业务,这样就相对上面来说,节省了很多时间,但是还有一个问题。在每次队伍走向业务窗口和离开窗口的时候,还是会浪费时间。

问题: 如果业务窗口在为某人办理业务的时候,办理业务的人来了个电话,这个时候业务窗口就需要等待他打完电话后才能继续办理业务。

脱机批处理

为了克服与缓解告诉主机与慢速外设(输入输出设备),提高CPU利用率,用又引入了脱机批处理系统,即输入输出脱离主机控制。

多道程序系统

为了解决上述问题,业务窗口又进行了改进,这次是业务窗口一个让5个人同时等待窗口(而不是窗口前只等待一个人),如果在办理业务的时候,第一个人来电话,业务窗口就先暂停办理第一个人的业务,此时去办理第二个人的业务,如果第二个人此时也来了电话,业务窗口就去办理第三个人的业务。这样业务窗口就提高了工作效率。 在相同的时间内办理了更过的业务。

问题:办理业务的时候,一个人独占业务窗口,资源效率低。

分时操作系统

业务窗口再次进行了改进。 业务窗口同时接待10个人,没10秒处理一个人的业务,时间到了以后,不管有没有处理完成当前业务,都会在下一个10秒钟去处理下一个人的业务,这样去轮流给10个人处理业务。随着业务窗口办理业务速度的提高,变成每一秒处理一个人的业务。这样对在也窗口前的10个人来说,他们的业务就好像被同时处理一样。  

问题: 如果这个时候,行长的亲戚来办理业务,但是行长亲戚不想等,希望自己的业务马上被处理。这个时候,就无法满足需求了。现在无法满足实时问题的处理。

实时系统

业务窗口再次改进,对待特殊的业务需求马上处理。这样就可以对实时发生的问题进行处理,实时问题优先处理。(

通用操作系统

由于办理业务的时候需要处理多种情况,将上面的各种情况进行综合,吸取各自的优点,这样业务窗口就能根据情况来处理业务

python之01电脑和操作系统简史 Python 第1张

python之01电脑和操作系统简史 Python 第2张

 

 

二进制

由0和1组成。

字符编码与计算机容量

 计算机只识别0和1,而我们编写程序输入的是自然语言。要想计算机能够按输入执行,需要编码。ASCII (American Standard Code for Information Interchange)顺势而生。后来  计算机传入中国,利用ascii码对的保留位编制了GB2312-》GBK-》GB18030。后来考虑到不同的语言都需要一套编码,因此统一整理unicode编码,又叫万国码。但是使用英语的国家,他们本来只需要占用1个字节就能存储一个字符,使用unicodde编码后就要两个字节存储一个字符,这对于他们来说,存储空间造成了浪费。所以又出现可变长对的编码utf-8,随后也有utf-16和utf-32,不过后两种是可忽略的。

编程语言介绍

编程语言是制定对的一套语法规则。就像想说英语,就要学习英语的语法规则一样。

开发语言分类

开发语言按照执行方式的不同,可以分为编译型和解释型。可以由这样的场景。有一个中国人A和一个俄国人B交流,中间有个翻译C。编译型就是:A说完整个话,C翻译给B。解释型可以理解为A说一句,C翻译一句给B。

python版本的选择

python按照版本不同分为 python2.x和python3.x。但是官方对python2.x的支持是到2020年终止。

python基础知识:

       (1)缩进

缩进必须统一格式,敲一个tab键等于四个空格需要手动设置,否则表面上看上去缩进式一致对的,但是运行会报错。

        (2)注释

注释使用#,多行注释使用一对'''

        (3)用户输入输出

输入:  input("请输入")  

输出:print("xxx")   #默认输出会有换行,可以通过参数end="" 来设置

        (4)变量

变量是用来存储数据的。在python里是没有常量一说,大家通过把变量名全部大写来表示常量,这只是约定。

        (5)算术运算符

+     加

-      减

*      乘

/      除

%    求余

//     求商

**    开方

        (6)赋值运算符

=

+=

-=

*=

/=

%=

//=

**=

        (7)逻辑运算符

and 

or

not

        (8)条件语句

if a=b:

elif a=c:

else:

        (9)循环语句

 

while:

 

else:

 

备注:当while正常结束时执行else后的代码。如果while中包含 break 则else后的代码不再执行。

 

for i in range(0,10):

 

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