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大家好,我是马术,今天带大家学习预备知识阶段的第一个知识点。计算机的发展史。我们预备阶段呢,一共有三个知识点,第一呢是计算机的发展史,第二是计算机组成,第三是二进制,那我们的重点和难点都是这个二进制,下面我们先来看看计算机的发展史。计算机的发展呢,我们可以大致分为五个阶段,第一阶段呢,就是我们1946年到1958年这一阶段的计算机使用了电子管。作为它的元器件。这就是电子管。这就是我们的第一台计算机,1946年诞生的,它的名字叫埃尼阿克。所以它叫第一台通用型计算机,因为在他之前其实还有其他的一些计算机。
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是为了满足特定的场景而设计的。呃,也没有采用二进制,这台计算机呢,它采用了二进制,并且呢,使用了可重用的存储器。呃,由冯诺伊曼参与研制。所以说这台计算机呢,它是满足冯诺伊曼的架构体系的,我们把它叫做我们人类史上的第一台通用型计算机。那么这台计算机呢?有以下几个特点,第一,非常大。它有多大呢?长大约有30米,宽呢大约有六米,高呢大约有2.4米。那么它的占地呢?达到了约。170平米。这个如果放在现在我们这个城市里面,如果您家的房子能够达到170多平米,那也算豪宅呢。第二个呢,就是它比较重,它的重量呢达到了约30吨。
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第三呢,就是它耗电大。他的耗电达到了一百五十千瓦,当时他这台计算机开机的时候,周边的居民都得断电。另外呢,它的速度比较慢,所以这个慢呢,是相对于我们现在的计算机而言,因为我们现在计算机的CPU啊,动辄就是G赫兹,多少G赫兹这么一个速度,那么它当时能达到多少呢?就是每秒钟5000次的加法运算。这个在我们现在看来呢,是非常慢的,但是在当时,呃,这个速度呢,已经不慢了。因为这台计算机呢,是当时美国军方为了计算大炮和导弹的弹道而研制的,嗯,当时呢,这台计算机研制出来之后呢,能够把当时20分钟的计算量。
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啊,缩短到30秒,这个呢,已经是一个非常了不起的进步了啊,第五一个特点呢,就是它的维护比较困难,因为它采用了呃电子管技术,电子管的呃空间比较大,另外呢,它采用了大约17000多根的电子管,那么在这么大的空间里面,有的时候呢,虫子都能爬进去。那么重置进去之后呢,就造成电路的短路啊,电路烧了之后呢,那么运维人员就得去找到是哪个地方短路了,那么它其实很简单,它就是去找到虫子在哪里啊,这个我们后面再说,找计算机bug的时候,我们做编程啊,写软件的时候,我们去找bug,那么其实啊,就是从这个地方来的,第二呢,就是它的电子管的散热性能不好啊,也容易烧啊,你从17000多个里面烧一个,要去找到这一个被烧掉的替换掉,所以说这个困难啊,可想而知,所以说它的维护也是比较困难的。
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好了,这就是我们第一代啊,就第一阶段的这个计算机,嗯,到了第二阶段呢,我们晶体管技术发展起来啊,这时候呢,我们的计算机呢,体积有缩小啊,能耗呢也在降低,可靠性呢也在提高,速度也在提高啊,然后就到了我们的第三阶段,第三阶段呢,就是我们的集成电路阶段,这个呢是以中小规模的集成电路啊使用。那么这个时候呢,它的体积就变得更小了,功耗呢变得更低了啊,可靠性呢更高,注意在第三阶段啊的时候,我们的计算机才逐渐发展到个人的使用,在一二阶段呢,一般来说,计算机都是拿来做科学研究和科学计算的啊,到第三阶段,我们的集成电路发展起来,我们的计算机就能够供我们呃人们的那个凭日常的一个使用了,到了第四阶段呢,就是我们大规模的集成电路啊发展起来,这时候呢,是从1971年到现在啊,都一直是这个第四阶段,那么这个时候呢,体积缩的很小了,就是我们现在看到的呃,所谓原来的啊呃手机啊对吧啊,掌上电脑啊啊平板啊等等啊,然后呢,性能呢进一步提高啊,它不光小而且快啊,软件系统呢,也开始工程化。
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啊,几乎能够应用到所有的领域,像我们所知的手机电脑,以及我们的车载啊,万物互联的时代啊。那么注意,前四阶段,不管他怎么发展,其实它都是基于冯诺伊曼的结构体系。它只是体积在缩小,速度在加快,我们也可以说仅仅是芯片的制造工艺的发展,到现在呢,我们的芯片做的越来越小啊,现在中国呢,大约能够做到多少呢?啊,就是十几纳米20几纳米的这么一个啊,这么一个呃芯片,但是呢国呃国际顶尖的芯片呢,已经在三纳米五纳米啊方向发展啊,那么呃,我们芯片的发展呢,一直以来都有一个摩尔定律啊,摩尔定律说的什么呢?就是在相同的体积的啊上面,每经过18个月,那么它的元器件呢,会增加一倍,所以成本不会提高啊,也就是说它的芯片的这个集成电路呢,会越来越小,越来越小,但是呢,现在这个摩尔定律呢,已经出现了强弩之末的这个啊势头啊,为什么呢?因为这个芯片呢,现在是。
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就越做越小,越做越小,小到不能再小了啊,就是小到总有一个啊极限,那么这也是我们要讲啊第五代计算机啊,第五阶段呢,就是这个计算机呢,与人工智能结合,他提出了知识库的概念,人机接口的概念,以及能够自动的进行问题的求解和推理啊,那么这个时候的计算机已经突破了冯诺伊曼的架构体系。
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它也就是说它是一个全新的架构,全新的技术,这个就是技术的变革,技术的革新了啊,那么典型的代表呢,就有我们的生物计算机啊,光子计算机,以及我们的量子计算机啊,这个图就是我们国家的量子计算机九张的这张图,那么九张呢,将传统6亿年的计算机啊,计算量缩短到了我们现在的200秒。啊,这个呢,让我们不得不感慨,科学技术呢,才是第一生产力,计算机的未来啊,如何发展,让我们拭目以待。
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当你如果足够优秀,也有可能下一代计算机的发展呢,你是参与者,而不是旁观者。好了,这一讲我们就先讲到这儿,谢谢大家。
我来说两句