序:這是在知乎看到的一個(gè)答案的總結(jié)輸出(原答案:https://www.zhihu.com/question/22017267/answer/26468016)
1.計(jì)算機(jī)的發(fā)展史
在計(jì)算機(jī)組成原理的第一章就會(huì)說(shuō)到蹄胰,計(jì)算機(jī)發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段:電子管——>晶體管——>中小規(guī)模集成電路時(shí)代——>大規(guī)模集成電路時(shí)代。(http://www.icpcw.com/Information/Industry/News/3232/323257.htm ?非正經(jīng)科普文)
可以知道奕翔,我們從很久之前就開(kāi)始拋棄慢掉渣的繼電器和占地面積巨大對(duì)真空要求傲嬌又易碎又耗電裕寨,還慢熱傳輸又不夠快的電子管,開(kāi)始寵晶體管了派继。
以下是晶體管的優(yōu)點(diǎn):(from weki)
沒(méi)有因加熱陰極而產(chǎn)生的能量耗損宾袜,應(yīng)用真空管時(shí)產(chǎn)生的橙光是因?yàn)榧訜嵩斐桑悬c(diǎn)類(lèi)似傳統(tǒng)的燈泡驾窟;體積小庆猫,重量低,因此有助于電子設(shè)備的小型化绅络;工作電壓低月培,只要用電池就可以供應(yīng);在供電后即可使用恩急,不需加熱陰極需要的預(yù)熱期杉畜;可透過(guò)半導(dǎo)體技術(shù)大量的生產(chǎn)。
但是晶體管也有以下的限制:硅晶體管會(huì)老化及失效衷恭;高功率此叠,高頻的應(yīng)用中(例如電視廣播),因真空管中的真空有助提升電子遷移率匾荆,效果會(huì)比晶體管要好拌蜘;固體電子元件在應(yīng)用時(shí)比較容易靜電放電杆烁。
電子三極管的輸入阻抗非常高(如果FET并不算在內(nèi)),也就是說(shuō)對(duì)弱信號(hào)靈敏度高简卧,而電子三極管由于作為真空導(dǎo)電器件兔魂,效率相當(dāng)?shù)拖拢⑶覠o(wú)法實(shí)現(xiàn)小型化举娩,電子三極管最小是鉛筆管析校,但是它的大小依然有花生米大,而晶體三極管可以在指甲蓋大小的面積上做數(shù)億個(gè)……這就是區(qū)別(from:知乎 陸永民)
但是呢一個(gè)晶體管可以傳輸?shù)臇|西太少了铜涉,所以就慢慢集成成了大規(guī)模的晶體管電路智玻。
晶體管是一種半導(dǎo)體,可以依靠半導(dǎo)體技術(shù)的增長(zhǎng)而進(jìn)步芙代。
計(jì)算機(jī)用1和0兩種信號(hào)或者是電位差來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)吊奢,實(shí)現(xiàn)加法等運(yùn)算和或非與門(mén)的設(shè)計(jì)。(這個(gè)好像是數(shù)字邏輯學(xué)的東西纹烹,怎么用晶體管設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)呢页滚,等我考完研有時(shí)間在預(yù)習(xí)一下)這樣計(jì)算就可以通過(guò)晶體管組成的電子元件的電流變化和電路切換加上電容和電阻來(lái)完成啦。具體是這樣的:控制輸入的電流铺呵,組成的數(shù)字流過(guò)一個(gè)運(yùn)算的電路裹驰,結(jié)果再存入電容,最后能得到希望的輸出片挂。
后來(lái)覺(jué)得除了每次輸入數(shù)字之外還要設(shè)計(jì)電路都好麻煩幻林,就把計(jì)算抽象成指令,每次使用時(shí)調(diào)用指令組合起來(lái)方便多了音念,于是就有了CPU沪饺。
之后又覺(jué)得配置輸入信號(hào)也好苦逼啊,就出現(xiàn)了紙帶輸入闷愤。
還是覺(jué)得麻煩呢随闽,就有了輸入終端和存儲(chǔ)設(shè)備。
然后新的問(wèn)題又出現(xiàn)了肝谭,計(jì)算量增大了,要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)好多拿什么裝呢蛾扇,就有了內(nèi)存攘烛。
這就是計(jì)算機(jī)組成原理的主要內(nèi)容啦。
2.操作系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)有了镀首,但是還是不夠好用啊坟漱,我想輸入簡(jiǎn)單化,而且能看到我輸了什么更哄,又想看到最后的結(jié)果芋齿。于是就有了鍵盤(pán)腥寇,屏幕。
我希望程序能夠在不同的機(jī)子都能運(yùn)行觅捆,遠(yuǎn)離該死的底層赦役。(兼容性)希望我可以一邊聽(tīng)歌一邊上網(wǎng),一邊寫(xiě)文章栅炒,就出現(xiàn)了程序的并行掂摔。那我又想他們之間必須獨(dú)立互不干擾,就涉及了資源管理赢赊。我想計(jì)算機(jī)的使用變得傻瓜一點(diǎn)這樣老年人也能用乙漓,就會(huì)粗線了GUI界面。計(jì)算機(jī)就從一開(kāi)始的原始的用bios遮羞的野人释移,變成了有衣服的小公舉叭披。它在bios上加了一層驅(qū)動(dòng)程序小內(nèi)褲,作為外衣和身體之間的連接玩讳,然后衣服就變得很好看又實(shí)用啦涩蜘。
那么這套衣服有什么用呢。它可以進(jìn)行資源的調(diào)度處理锋边,這跟穿衣打扮一樣有很多很多方法在里面的皱坛,你要怎么搭配,用什么顏色豆巨,露多少腿等等剩辟,操作系統(tǒng)也要考慮,給這個(gè)程序分配多少的空間才能讓使用效率更高往扔。CPU分時(shí)調(diào)度贩猎,就要讓內(nèi)存或者I/O更大效率的利用起來(lái),就像你在夏天突然天氣變冷了萍膛,你總不能傻愣愣的把冬天的衣服扔在一邊吭服,冷得要死就是不知道要加衣服吧。操作系統(tǒng)還涉及硬件的中斷信號(hào)的相應(yīng)蝗罗,就像消防車(chē)一樣艇棕,哪里叫你你就跑去哪里,當(dāng)然不一定是因?yàn)槠鸹鹆舜堋R约绊樞蜃x寫(xiě)的方法沼琉,怎么樣使用才能提高磁頭的利用率和降低轉(zhuǎn)向的時(shí)間。
3.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)組成原理
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呢桩匪,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存在就是為了提高硬件的利用率以及減少程序運(yùn)行的時(shí)間打瘪。通過(guò)索引和算法來(lái)提高效率。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)講的就是使用計(jì)算的用戶在操作系統(tǒng)上,通過(guò)網(wǎng)卡闺骚,網(wǎng)線和交換機(jī)這些網(wǎng)絡(luò)硬件搭起了一個(gè)數(shù)據(jù)分享的大網(wǎng)站彩扔,不同的計(jì)算機(jī)之間通過(guò)協(xié)議來(lái)確定數(shù)據(jù)的組織方式,識(shí)別數(shù)據(jù)僻爽,得到數(shù)據(jù)訪問(wèn)的權(quán)限和傳輸數(shù)據(jù)虫碉,并且保證其正確性和安全性。
這就是計(jì)算機(jī)考研四大學(xué)科啦进泼。我現(xiàn)在才大致認(rèn)識(shí)他們蔗衡。之后我會(huì)更深入更細(xì)致的講解他們之間是干什么的。一定會(huì)有更多好玩的事情發(fā)生的乳绕。
這個(gè)世界就是這樣子绞惦,你要去找到你覺(jué)得它好玩的地方,保持好奇心一直洋措,的好好玩下去济蝉。