[day-6] 在正式开始写程序之前,先来认识电脑本身吧!(Part .1)

前面 [day-5] 有基本介绍Hello World的用途
在我们正式开始写程序之前,先来认识一下电脑的起源吧!

(因为内容较长且多处涉及较深入知识,因此本篇只提及概念不深入探讨)
为了方便初学者阅读,我们已经尽量简化,还请各位多多包涵


P.S.这篇主要是历史,有关电脑软件的执行请移驾Part.2

(一堆离题抱歉啦XD)


前情提要

  大家现在熟知的个人电脑(Personal Computer,缩写:PC),所使用的中央处理器(Central Processing Unit,缩写:CPU),是由 控制单元(CU)、算术逻辑单元(ALU)、暂存器(Register)、快取记忆体(Cache),汇流排 (Bus) 构成,它们互相配合来处理我们的资讯。

电脑就像是一个大型计算机,能够以类二进位的方式进行运算与储存,此外在电脑的作业系统中常用的数字系统还有十进位制(decimal number system)、八进位制(octal number system)、十六进位制(hexadecimal number system)。
你一定想问,ㄟ..电脑是用二进位进行运算跟储存,那为甚麽要使用这麽多其他的数字系统呢?

原因是为了让电脑方便操作也更贴近一般人的日常生活,除了二进位以外的所有型态,都必须经过转换。

早期还是机械化的时代,因此当时的自动计算还是非常缓慢的,近几年由於科技发展快速因此个人电脑逐渐普及资讯化的时代即将来临,而你准备好了吗?
如果你有时间不妨来看看电脑的发展一路是怎麽来的吧!


电脑的起源与演化

  说到计算,一定会想到 『 算盘 』 ,根据考古学家推测,在西元前 2400 年的巴比伦文化就极有可能出现算盘的踪迹;而历史上有具体纪录的算盘,则是在西元前五世纪的希腊,根据"希罗多得"的纪录,当时有埃及人正在使用算盘。

随着世界各地的商业行为开始流动,算盘也逐渐地被人们带向全世界;因为每个地区的使用需求不同,渐渐发展出了各种算盘。

经过一系列的历史改革、推演之下,目前的算盘种类主要分为几种:中式、日式、俄罗斯、二进制与教学算盘。
算盘的起源
▲ 算盘的起源 (取自於 学生计算机年会SITCON 2021 "算盘的後裔" )


1-1 电脑的演化史:

  • 17 世纪法国数学家、物理学家帕斯卡(Blaise Pascal)发明了最初的机械计算器
  • 19 世纪,英国数学家巴贝奇(Charles Babbage)组建了一台命名为差分机(Difference Engine)的计算器,可进行简易的微积分运算。
  • 1938 年英国数学家夏农(Claude Shannon)设计出一款能够实现布林代数的电子元件—二进制开关逻辑电路。
  • 1938 年德国人楚泽(Konrad Zuse)研制出世界上第一台能依靠打孔卡程序自我控制的机械式计算机 Z1。
  • 1945 年 美国 普林斯顿大学的 "范诺曼(Dr. John Von Neumann)" 提出了将程序储存在电脑记忆体中的重要概念。奠定日後电脑在执行工作前预先将程序载入记忆体的理论基础。
  • 1946 年 美国 宾州大学 毛其利(Mauchly)与艾克特(Eckert)合作完成第一部真空管式电子数位电脑,称为电子数值计算机(ENIAC)。此电脑是由18000支真空管所组成,每秒钟可以执行5000次加法运算,是第一部使用电子元件组成的计算机。

1-2 电脑的发展史

有关电脑的发展史,读过计算机概论的一定会想到"电脑发展的四个时期",我们在这边简单介绍。

第一代 - 真空管时期

  • 在1937年制造出第一部电子式电脑的雏型 - ABC电脑

第二代 - 电晶体时期

  • 1954年 第一部以电晶体为主要元件的电脑 - TRADIC

第三代 - 积体电路时期

  • 1958年德州仪器公司将数十个电晶体元件存放到称为积体电路(Integrated Circuit, IC)的晶片上。IBM公司在1964年所发展的电脑System/360,就是以积体 电路为主要元件的电脑。

第四代 - 超大型积体电路时期

  • 由於积体电路技术不断地进步,电脑科学家又研发出更高密度的积体电路,称为超大型积体电路(Very Large Scale Integration, VLSI);以此种电路所制成的电脑价格较便宜,体积也大幅缩小,现今的个人电脑就是以VLSI为主要元件所制成。

1-3 跨世代的竞争,电晶体密度(Transistor Density)
(後面的东西偏离主题了,这里先不多说了owo)

  


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