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1、计算机概述
计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。 计算机由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。计算机可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。 计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革，计算机已遍及一般学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。 计算机的应用在中国越来越普遍，改革开放以后，中国计算机用户的数量不断攀升，应用水平不断提高，特别是互联网、通信、多媒体等领域的应用取得了不错的成绩。1996年至2009 年，计算机用户数量从原来的630万增长至6710 万台，联网计算机台数由原来的2.9万台上升至5940万台。互联网用户已经达到3.16 亿，无线互联网有6.7 亿移动用户，其中手机上网用户达1.17 亿，为全球第一位。 最近半个世纪以来，世界计算机科学界的重大进步，离不开图灵等人的理论奠基作用和多方面的开创性研究成果。 艾伦·麦席森·图灵（英语：Alan Mathison Turing，1912年6月23日—1954年6月7日），英国数学家、逻辑学家，被称为计算机科学之父，人工智能之父。 图灵对于人工智能的发展有诸多贡献，提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法，即图灵试验，至今，每年都有试验的比赛。此外，图灵提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。 图灵论文中的“用有限的指令和有限的存储空间可算尽一切可算之物”理论让当时所有的科学家震惊。 美国计算机学会（ACM）的年度“图灵奖”，自从1966年设立以来，一直是世界计算机科学领域的最高荣誉，相当于计算机科学界的诺贝尔奖。至今，中国人只有姚期智院士获该奖项。 图灵机: 所谓的图灵机就是指一个抽象的机器，它有一条无限长的纸带，纸带分成了一个一个的小方格，每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸带上移来移去。机器头有一组内部状态，还有一些固定的程序。在每个时刻，机器头都要从当前纸带上读入一个方格信息，然后结合自己的内部状态查找程序表，根据程序输出信息到纸带方格上，并转换自己的内部状态，然后进行移动。 图灵机，又称图灵计算机，即将人们使用纸笔进行数学运算的过程进行抽象，由一个虚拟的机器替代人类进行数学运算。 约翰·冯·诺依曼（John von Neumann，1903年12月28日-1957年2月8日），美籍匈牙利数学家、计算机科学家、物理学家，是20世纪最重要的数学家之一。 冯·诺依曼是罗兰大学数学博士，是现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等领域内的科学全才之一，被后人称为“现代计算机之父”、“博弈论之父”。 冯·诺依曼先后执教于柏林大学和汉堡大学，1930年前往美国，后入美国籍。历任普林斯顿大学教授、普林斯顿高等研究院教授，入选美国原子能委员会会员、美国国家科学院院士。早期以算子理论、共振论、量子理论、集合论等方面的研究闻名，开创了冯·诺依曼代数。冯·诺依曼第二次世界大战期间曾参与曼哈顿计划，为第一颗原子弹的研制作出了贡献。 计算机基本工作原理是存储程序和程序控制，它是由世界著名数学家冯·诺依曼提出的。最简单的来说，冯诺依曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。 同样有着“计算机之父”称号的冯·诺依曼的助手弗兰克尔在一封信中写到：“……计算机的基本概念属于图灵。按照我的看法，冯·诺依曼的基本作用是使世界认识了由图灵引入的计算机基本概念……” 根据冯诺依曼体系结构构成的计算机，必须具有如下功能： 把需要的程序和数据送至计算机中。 必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。 能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。 能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。 能够按照要求将处理结果输出给用户。 操作系统（英语：operating system，缩写作 OS）是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。 操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。 操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。 简而言之: 操作系统(Operating System)是运行在计算机上的最重要的程序，它可以管理和控制计算机的活动。 **硬件、操作系统、应用程序和用户之间的关系：** 操作系统的主要任务： 控制和监视系统的活动 分配和调配系统资源 调度操作 操作系统并不是与计算机硬件一起诞生的，它是在人们使用计算机的过程中，为了满足两大需求：提高资源利用率、增强计算机系统性能，伴随着计算机技术本身及其应用的日益发展，而逐步地形成和完善起来的。 1946年第一台计算机诞生--20世纪50年代中期，还未出现操作系统，计算机工作采用手工操作方式。 PC机上的第一个图形界面——Xerox Alto(该系统并未商用，主要用于研究和大学)，其于1973年被施乐公司Xerox Palo Alto Research Center (PARC)所 设计，从此，开启了计算机图形界面的新纪元，80年代以来，操作系统的界面设计经历了众多变迁，OS/2, Macintosh, Windows, Linux, Symbian OS ，各种操作系统将 GUI设计带进新的时代。 图形用户界面（Graphical User Interface，简称 GUI，又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。 接下来我们看下Windows操作系统的各个版本界面: Windows 1.0x (released in 1985): 微软作为一个图形界面的狂热者，在图形界面上的有着执着的热情，1985年，微软终于在图形用户界面大潮中占据了一席之地，Windows1.0是其第一款基于 GUI 的操作系统 。使用了 32×32 像素的图标以及彩色图形，其最有趣的功能是模拟时钟动画图标。 Windows 2.0x (released in 1987): Windows在这个版本有重大的改进。比如窗口可以重叠，可以改变大小，可以最大化和最小化。 Windows 3.0 (released in 1990): 自从微软和IBM分开后，微软就意识到图形界面对用户的体验会是一个很不错东西，于是他们开始了有意义的改进。操作系统支持386 扩展模式，也就是说可以使用除了640K更多的内存和硬盘空间。并且有能力有更好的显示，如Super VGA 800×600 和 1024×768. 此时，Microsoft 雇佣了 Susan Kare ，她设计了Windows 3.0 的图标并统一了图形界面的风格。 Windows 3.1 (released in 1992): 这个版本的 Windows 引入了TrueType 字体，第一次使 Windows 成为可以用于印刷的系统。整个界面有非常大的改善，Windows 3.0 中,只能通过 Adobe 字体管理器(ATM)实现该功能。 该版本同时包含一个叫做 Hotdog Stand 的配色主题,并且配色还能够照顾有色盲症的人。 Windows 95 (released in 1995): Windows 3.x 之后，微软对整个GUI被完全重新设计，这是第一个在每个窗口上加上了关闭按钮的GUI。设计团队让图标有了几个状态 (enabled, disabled, selected, checked, etc.) 这也是最著名的“开始”按钮第一次出现的时候。这是Microsoft历史上最大的一步,从此走上了帝国之路。 Windows 98 (released in 1998): 图标风格和 Windows 95 几无二致，不过颜色支持得更多了。支持超过了256色的图标。第一次出现了“Active Desktop”，桌面和IE集成，开始了internet的全面集成。 Windows XP (released in 2001): 每一次微软推出重要的操作系统版本，其 GUI 也必定有巨大的改变，Windows XP 也不例外，这个 GUI 支持皮肤，用户可以改变整个GUI 的外观与风格，默认图标为 48×48，支持上百万颜色。 Windows Vista (released in 2007): 开始3D桌面了。这是微软向其竞争对手做出的一个挑战，Vista 中同样包含很多 3D 和动画，自 Windows 98 以来，微软一直尝试改进桌面，在 Vista 中，他们使用类似饰件的机制替换了活动桌面。不过Linux下的3D桌面可更为夸张。 Windows 7 (released in 2009): 2009年7月14日，Windows 7正式开发完成，并于同年10月22日正式发布。10月23日，微软于中国正式发布Windows 7。2015年1月13日，微软正式终止了对Windows 7的主流支持，但仍然继续为Windows 7提供安全补丁支持，直到2020年1月14日正式结束对Windows 7的所有技术支持。 Windows 10: Windows 10是美国微软公司研发的跨平台及设备应用的操作系统。是微软发布的最后一个独立Windows版本。 硬件（英文名Hardware）是计算机硬件的简称，是指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。 简而言之，硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。从外观上来看，微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等；外部设备包括鼠标、键盘等。 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个逻辑部件组成。 冯·诺依曼体系结构是现代计算机的基础，现在大多计算机仍是冯·诺依曼计算机的组织结构，只是作了一些改进而已，并没有从根本上突破冯体系结构的束缚。冯·诺依曼也因此被人们称为“计算机之父”。 中央处理器（central processing unit，简称CPU）作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU自产生以来，在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展。 CPU由运算器和控制器组成，分别由运算电路和控制电路实现，是任何计算机系统中必备的核心部件。 简而言之：CPU是计算机的大脑。它从内存中获取指令，然后执行这些指令 运算器 运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。 算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。 简而言之：用于完成数值运算(+、-、*、/)和逻辑运算(比较)。 控制器 控制器（Control Unit），是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。 控制器从存储器中逐条取出指令，分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等，然后根据分析的结果向计算机其它部件发出控制信号，统一指挥整个计算机完成指令所规定的操作。 简而言之：用于控制和协调其他组件的动作。 赫兹 赫兹是国际单位制中频率的单位，它是每秒钟的周期性变动重复次数的计量。 每台计算机都有一个内部时钟，该时钟以固定速度发射电子脉冲。时钟速度越快，在给定的时间段内执行的指令就越多。速度的计量单位是赫兹(Hz)，1Hz相当于每秒1个脉冲。随着CPU速度不断提高，目前以千兆赫(GHz)来表述。 国际单位制符号衍生单位 1千赫 （kHz 103 Hz） =1 000 Hz 1兆赫 （MHz 106 Hz） =1 000 000 Hz 1吉赫 （GHz 109 Hz） =1 000 000 000 Hz 1太赫 （THz 1012 Hz） =1 000 000 000 000 Hz 1拍赫 （PHz 1015 Hz） =1 000 000 000 000 000 Hz 1艾赫 （EHz 1018 Hz） =1 000 000 000 000 000 000 Hz 内核 内核是操作系统最基本的部分。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件，这种访问是有限的，并且内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。内核的分类可分为单内核和双内核以及微内核。严格地说，内核并不是计算机系统中必要的组成部分。 最初一个CPU只有一个核(core)。核是处理器中实现指令读取和执行的部分。一个多核CPU是一个具有两个或者更多独立核的组件。可提高CPU的处理能力。 存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。存储器可分为主存储器(简称主存或内存)和辅助存储器(简称辅存或外存)两大类。和CPU直接交换信息的是主存。 比特(bit)和字节(byte) 在讨论存储器前，先清楚数据是如何存储在计算机中的。 计算机就是一系列的电路开关。每个开关存在两种状态：关(off)和开(on)。如果电路是开的，它的值是1。如果电路是关的，它的值是0。 比特是英文 binary digit的缩写。比特是表示计算机中最小的存储单位，是二进制数的一位包含的信息或2个选项中特别指定1个的需要信息量。只有两种状态：0和1。这两个值也可以被解释为逻辑值(真/假、yes/no)、代数符号(+/-)、激活状态(on/off)或任何其他两值属性。 字节（Byte）是计算机信息技术用于计量存储容量的一种计量单位，也表示一些计算机编程语言中的数据类型和语言字符。一个字节(byte)为8个比特，一个英文字母通常占用一个字节，一个汉字通常占用两个字节。普通计算机系统能读取和定位到最小信息单位是字节(byte)，也就是说实际上普通的计算机系统是无法精确读取和定位到比特(bit)级的信息。 计算机的存储能力是以字节和多字节来衡量的。如下： 1字节(Byte)=8位(bit) 1KB( Kilobyte，千字节)=1024B 1MB( Megabyte，兆字节)=1024KB 1GB( Gigabyte，吉字节，千兆)=1024MB 1TB( Trillionbyte，万亿字节，太字节)=1024GB 1PB( Petabyte，千万亿字节，拍字节)=1024TB 1EB( Exabyte，百亿亿字节，艾字节)=1024PB 1ZB(Zettabyte，十万亿亿字节，泽字节)=1024EB 1YB( Yottabyte，一亿亿亿字节，尧字节)=1024ZB 1BB( Brontobyte，千亿亿亿字节)=1024YB 内存 内存(Memory)是计算机的重要部件之一，它用于暂时存放CPU中的运算数据，与硬盘等外部存储器交换的数据。它是外存与CPU进行沟通的桥梁，计算机中所有程序的运行都在内存中进行，内存性能的强弱影响计算机整体发挥的水平。只要计算机开始运行，操作系统就会把需要运算的数据从内存调到CPU中进行运算，当运算完成，CPU将结果传送出来。 一个程序和它的数据在被CPU执行前必须移到计算机的内存中。 实测发现：内存存取数据的速度比硬盘的存取速度快10倍，在某些环境里，硬盘和内存之间的速度差距可能会更大。而CPU的速度比内存不知还要快多少倍。当我们把程序从硬盘放到内存以后，CPU就直接在内存运行程序，这样比CPU直接在硬盘运行程序就要快很多。 内存解决了一部分CPU运行过快，而硬盘数据存取太慢的问题。 提高了我们的电脑的运行速度。内存就如同一条“高速车道”一般，数据由传输速度较慢的硬盘通过这条高速车道传送至CPU进行处理！ 内存由一个有序的字节序列组成，用于存储程序及程序需要的数据。 每个字节都有一个唯一的地址。使用这个地址确定字节的位置，以便于存储和获取数据。 内存的运行也决定计算机整体运行快慢的程度。 一个计算机具有的RAM越多，它的运行速度越快，但是此规律是有限制的。 内存与CPU一样，也构建在表面嵌有数百万晶体管的硅半导体芯片上。但内存芯片更简单、更低速、更便宜。 但内存是带电存储的(一旦断电数据就会消失)，而且容量有限，所以要长时间储存程序或数据就需要使用硬盘。 内存在这里起了两个作用： 1. 保存从硬盘读取的数据，提供给CPU使用。 2. 保存CPU的一些临时执行结果，以便CPU下次使用或保存到硬盘。 存储设备 外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。 内存中的信息在断电时会丢失。那我们可以考虑将程序和数据永久的保存在存储设备上。当计算机确实需要这些数据时，再移入内存，因为从内存中读取比从存储设备读取要快得多。 存储设备主要有以下三种： 硬盘驱动器、光盘驱动器(CD和DVD)、USB闪存驱动器。 硬盘驱动器: 硬盘驱动器（Hard-Disk Drive）简称硬盘，是一种主要的电脑存储媒介，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。现在可移动硬盘越来越普及，种类也越来越多。 每台计算机至少有一个硬盘驱动器。硬盘(hard disk)用于永久的保存数据和程序。 光盘驱动器: 光盘驱动器就是我们平常所说的光驱，是一种读取光盘信息的设备。因为光盘存储容量大，价格便宜，保存时间长，适宜保存大量的数据，如声音、图像、动画、视频信息、电影等多媒体信息，所以光驱是多媒体电脑不可缺少的硬件配置。 随着多媒体电脑的盛行，光盘（CD-ROM）的应用越来越普及，大家对多媒体光盘软件的需求也越来越大，因此，在自己的电脑上配备一台驱动器，可以说是再平常不过的事情。然而，由于其体积较大，以及闪存盘等的普及，越来越多便携式计算机不再内置光驱，以腾出空间予其它硬件。 USB闪存驱动器: USB闪存驱动器，俗称U盘，是一种使用USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，通过USB接口与电脑连接，实现即插即用。 输入设备：向计算机输入数据和信息的设备。是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。 输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。键盘，鼠标，摄像头，扫描仪，光笔，手写输入板，游戏杆，语音输入装置等都属于输入设备。 输入设备（InputDevice）是人或外部与计算机进行交互的一种装置，用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。计算机能够接收各种各样的数据，既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据，如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中，进行存储、处理和输出。 输出设备（Output Device）是计算机硬件系统的终端设备，用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等 通信设备，英文简称ICD，全称Industrial Communication Device。用于工控环境的有线通讯设备和无线通讯设备。计算机可以通过通信设备进行联网。 常见的设备有： 拨号调制解调器：使用的是电话线，传输速度可达56 000bps(bps:每秒比特) DSL（数字用户线）：使用的也是电话线，但传输速度叫上面的快20倍 电缆调制解调器：利用有线电视电缆进行数据传输，通常速度比DSL快。 网络接口卡（NIC）：将计算机接入局域网（LAN）的设备。局域网通常用于大学、商业组织和政府组织。速度甚至可达1000Mbps。 无线网络：在家庭、商业和学校中极其常见。计算机可通过无线适配器连接到局域网或internet上。 计算机软件( Software，也称软件)是指计算机系统中的程序及其文档，程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述；文档是为了便于了解程序所需的阐明性资料。程序必须装入机器内部才能工作，文档一般是给人看的，不一定装入机器。 软件是用户与硬件之间的接口界面。用户主要是通过软件与计算机进行交流。软件是计算机系统设计的重要依据。为了方便用户，为了使计算机系统具有较高的总体效用，在设计计算机系统时，必须通盘考虑软件与硬件的结合，以及用户的要求和软件的要求。 程序设计是给出解决特定问题程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。程序设计往往以某种程序设计语言为工具，给出这种语言下的程序。程序设计过程应当包括分析、设计、编码、测试、排错等不同阶段。专业的程序设计人员常被称为程序员。 定义：创建（或开发）软件。软件包含了指令，告诉计算机做什么。 应用场景：软件遍布我们周围。除了个人计算机，飞机、汽车、手机甚至烤面包机中，同样运行着软件。 程序设计语言是用于书写计算机程序的语言。语言的基础是一组记号和一组规则。根据规则由记号构成的记号串的总体就是语言。在程序设计语言中，这些记号串就是程序。 程序设计语言有3个方面的因素，即语法、语义和语用。语法表示程序的结构或形式，亦即表示构成语言的各个记号之间的组合规律，但不涉及这些记号的特定含义，也不涉及使用者。语义表示程序的含义，亦即表示按照各种方法所表示的各个记号的特定含义，但不涉及使用者。 软件开发人员在称为程序设计语言的强大工具的帮助下创建软件。 摩尔定律是英特尔创始人之一戈登·摩尔的经验之谈，其核心内容为：集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月便会增加一倍。换言之，处理器的性能每隔两年翻一倍。 摩尔定律是内行人戈登·摩尔的经验之谈，汉译名为“定律”，但并非自然科学定律，它一定程度揭示了信息技术进步的速度。 安迪-比尔定理 （Andy and Bill’s Law）是对IT产业中软件和硬件升级换代关系的一个概括。原话是 “Andy gives, Bill takes away.（安迪提供什么，比尔拿走什么。）” 安迪指英特尔前CEO安迪·格鲁夫，比尔指微软前任CEO比尔·盖茨，这句话的意思是，硬件提高的性能，很快被软件消耗掉了。 摩尔定理给所有的计算机消费者带来一个希望，如果我今天嫌计算机太贵买不起，那么我等十八个月就可以用一半的价钱来买。要真是这样简单的话，计算机的销售量就上不去了。需要买计算机的人会多等几个月，已经有计算机的人也没有动力更新计算机。其它的 IT 产品也是如此。 事实上，在过去的二十年里，世界上的个人微机销量在持续增长。2004 年，英特尔公司估计，五年内，即到 2009 年，世界上PC（包括个人机和小型服务器）的销量会增长 60%，远远高于经济的增长。那么，是什么动力促使人们不断地更新自己的硬件呢？IT 界把它总结成安迪-比尔定理，即比尔要拿走安迪所给的（What Andy gives, Bill takes away）。 安迪是原英特尔公司 CEO 安迪·格鲁夫（Andy Grove），比尔就是微软的创始人比尔·盖茨。在过去的二十年里，英特尔处理器的速度每十八个月翻一番，计算机内存和硬盘的容量以更快的速度在增长。但是，微软的操作系统等应用软件越来越慢，也越做越大。所以，现在的计算机虽然比十年前快了一百倍，运行软件感觉上还是和以前差不多。而且，过去整个视窗操作系统不过十几兆大小，现在要几千兆，应用软件也是如此。虽然新的软件功能比以前的版本强了一些，但是，增加的功能绝对不是和它的大小成比例的。因此，一台十年前的计算机能装多少应用程序，现在的也不过装这么多，虽然硬盘的容量增加了一千倍。更糟糕的是，用户发现，如果不更新计算机，现在很多新的软件就用不了，连上网也是个问题。而十年前买得起的车却照样可以跑。 这种现象，乍一看来是微软在和大家作对。实际上，盖茨本人和其它厂商也不想把操作系统和应用程序搞得这么大。据了解，盖茨本人多次说，他过去搞得 BASIC 只有几十 K，你们（微软工程师们）搞一个.NET 就要几百兆，其中一定可以优化。当然，我们知道微软现在的.NET 比二十年前的 BASIC 功能要强的多，但是否强了一万倍，恐怕没有人这么认为。这说明，现在软件开发人员不再像二十年前那样精打细算了。我们知道，当年的 BASIC 解释器是用汇编语言写成的，精炼得不能再精炼了，否则在早期的 IBM-PC 上根本运行不了。但是，要求软件工程师使用汇编语言编程，工作效率是极低的，而且写出的程序可读性很差，不符合软件工程的要求。今天，由于有了足够的硬件资源，软件工程师做事情更讲究自己的工作效率，程序的规范化和可读性等等。另外，由于人工成本的提高，为了节省软件工程师写程序和调程序的时间，高级的语言越来越好用，同时效率却越来越低。比如，今天的 Java 就比 C++ 效率低得多，C++ 又比二十年前的 C 效率低。因此，即使是同样功能的软件，今天的比昨天的占用硬件资源多是一件在所难免的事。 反摩尔定律是Google的前CEO埃里克·施密特提出的：如果你反过来看摩尔定律，一个IT公司如果今天和18个月前卖掉同样多的、同样的产品，它的营业额就要降一半。IT界把它称为反摩尔定律。 反摩尔定律对于所有的IT公司来讲，都是非常可怕的，因为一个IT公司花了同样的劳动，却只得到以前一半的收入。反摩尔定律逼着所有的硬件设备公司必须赶上摩尔定律所规定的更新速度，而所有的硬件和设备生产厂活得都是非常辛苦的。曾经引领风骚的太阳公司就是受反摩尔定律影响的著名例子，其由于无法跟上整个行业的速度，被IT生态链上游的软件公司甲骨文并购了。AMD要不是因为政府对英特尔反垄断的限制，恐怕也已经不存在了。 中新网北京5月21日电(记者 任思雨)1821年，迈克尔·法拉第制成历史上第一台电动机模型，此后两百年，信息革命与网络革命深刻改变了人们的生活。 近日，由清华大学科学博物馆(筹)和清华大学科学史系主办、北京时代睿杰文化发展有限公司协办的“光电之迹——信息科技先驱手迹展”开幕，共展出49位信息技术发展史代表性人物的信札、手稿、签名本、便条、签名照等，观众们可以有机会，亲眼目睹这些曾出现在教科书中的著名科学家的手迹。 “光电之迹——信息科技先驱手迹展”。中新网任思雨 摄 信息技术发展史 走进“光电之迹”展览，目光首先会被一张巨大的人物谱系图所吸引。 法拉第、约瑟夫·亨利、摩尔斯、贝尔、马可尼、爱迪生、卢米埃尔兄弟、香农、肖克利、楚泽、海蒂·拉玛、基尔比、马丁·库帕、温顿·瑟夫、比尔·盖茨、伯纳斯·李……一众先驱曾用创造力和行动力点亮信息之光，他们的科技发明依然影响至今。 “我们现在处于一个信息时代，毫无疑问，我们现在每天手机拿出来就是一些微信的提醒，一些新到的邮件，我就想信息时代怎么造成的？我们不可能绕过一些创造性的，还有执行力的一些人物。”联合策展人、清华大学科学史系博士后刘年凯说。 “光电之迹——信息科技先驱手迹展”。中新网任思雨 摄。 联合策展人、名人手迹收藏家、西元收藏联合创始人程昊介绍，这次展览共展出10类手迹载体总计49件藏品，其中不乏股票凭证、采访提纲、备忘录等罕见题材，且大多为国内首次亮相。入围展览的49位先驱中，有4位曾获得诺贝尔物理学奖，20位入选美国发明家名人堂。 本次展览聚焦第四、五次信息革命中重要里程碑事件和关键性人物的背景故事，并在科学家生活的年代中，融入社会因素的推动作用，方便观众更直观地了解这些科学研究和技术应用的诞生背景。 北京百年世界老电话博物馆馆长车志红谈及展览时说，“其实让孩子们包括让市民们，应该大家知道科技是怎么来的，奠基人是谁，他们的发展的脉络是什么，这样对大家学习，认清未来的方向是很有帮助的。” “光电之迹——信息科技先驱手迹展”。中新网任思雨 摄。 “见字见物如见人” 本次展览通过时间轴将近代以来光电领域的发展分为两个部分，第一部分是从美国“电报之父”摩尔斯到法国的卢米埃尔兄弟，第二部分为香农时代。 开幕式现场，“西元收藏”将展览的一件重磅级展品——克劳德·香农亲笔签名的个人藏书、哥伦比亚大学出版社1944年出版的《个人及其社会：原始社会组织的心理动力学》捐赠给清华大学科学博物馆。 来源：主办方供图。 跟随展览的时间线，观众可以看到两百年间的时代巨变：贝尔发明了电话，使千里之外的即时通信成为可能；马可尼摆脱了电线的藩篱，利用空中无处不在的电磁波，揭开了无线通讯的大幕；爱迪生的留声机使声音得以保留，卢米埃尔兄弟的电影则让历史变得鲜活…… 西元收藏联合创始人刘潮介绍，本次展览汇集信息技术发展史180年里程碑式事件和49位标志性先驱人物，基于行业沿革、人物经历和藏品故事的脉络展开记述，而手迹作为反映私历史的物证，对正史的生动补充作用不容忽视。 清华大学校学术委员会副主任、电子工程系教授黄翊东看过展览后表示，“像我们大家都非常熟悉的法拉第发现电磁感应、摩尔斯电码、马可尼做的第一个无线传输实验，在展览中都有表现。电子信息技术的发展，正在深刻地改变着我们人类社会。这些先驱都是电子信息历史发展过程中里程碑式的人物，展览的内容已经超出了简单的手迹展，实际上是一个电子信息发展史的缩影。” 展览现场除了科技先驱的手迹，还有一些做实验的设备样机。黄翊东说，在展厅里看到少年时期崇拜偶像的手写真迹，内心十分激动。“特别震撼，见字见物如见人，有一种穿越历史直面伟人的神圣感觉！” “光电之迹——信息科技先驱手迹展”。中新网任思雨 摄。 名人手迹里的“温度” 不同于传统的器物类展示，在“光电之迹”展览中，许多名人手迹的藏品都是首次亮相。展览视觉统筹、西元收藏联合创始人刘潮以“发明大王”托马斯·爱迪生的手迹举例，1926年爱迪生的蓄电池公司的一份会议纪要中，在爱迪生飘逸的署名下，大家还发现了他儿子查尔斯·爱迪生的签名。 多年后，查尔斯·爱迪生接班成为公司的新董事长，在后期的会议纪要中，他的签名就会位于第一行，而父亲已退居其后，手迹的背后，体现的是两代人的传承。 “光电之迹——信息科技先驱手迹展”。中新网任思雨 摄。 在这些信件、备忘录中，还记录着科学家们对于科技和未来的人文思考。1930年，法国摄影家、发明家、“照片传真机”发明人爱德华·贝兰在备忘录里写道：“昨天的不可能很可能会在明天成为可能，但持续不断的技术进步会使人类走向更大的幸福吗？这是我最担心的问题。” 而在一些手迹中，还记录了科学家们的日常琐事与生活。比如“埃菲尔铁塔”设计者古斯塔夫·埃菲尔曾与医生交流化验报告，美国全国广播公司(NBC)创始人大卫·沙诺夫还向一位列车长写信道谢，“我现在感觉和今早一样好，特别是在你的火车上睡了一晚。向你的路和你的服务致敬！”。 “我们可能去看一个科学的展览，会注意一些科学的发明，但是我们从这些手迹里面能看到科学家们作为一个人的情绪、温度。”刘年凯说。 “光电之迹——信息科技先驱手迹展”。中新网任思雨 摄。 “手迹，实际上是一个正在消失的信息形态，特别是纸质载体。”联合策展人、名人手迹收藏家、西元收藏联合创始人程昊表示，当前，电报、电话等古老的科技成果依然应用在工作生活中，但纸质载体的手迹却随着人类社会的信息化、数字化、网络化和智能化在慢慢消亡。 据悉，“光电之迹——信息科技先驱手迹展”将展出至8月31日。(完) 信息革命 第四次工业革命 信息革命指由于信息生产、处理手段的高度发展而导致的社会生产力、生产关系的变革，被视为第四次工业革命。以互联网与全球化普及为重要标志。 由于现代电子信息技术的巨大变革引起的一场新的技术变革及其带来的社会经济结构的质的飞跃。后者意义更大，更有深远影响，是信息革命的主要内容。 信息高速公路是一种高速多媒体传输系统，能在全球甚至更大的范围内传输声像图文并茂的多媒体信息。由美国率先提出的“信息高速公路”是指数字化大容量光纤通信网络，用以将政府机构、企业、大学、科研机构等和家庭的计算机联网。一些国家和公司还提出利用卫星架设“空中信息高速公路”的设想。 基本信息 中文名 信息革命 外文名 The information revolution 定义 现信息技术变革，技术、经济飞跃 信息技术革命 信息技术自人类社会形成以来就存在，并随着科学技术的进步而不断变革。语言、文字是人类传达信息的初步方式，烽火台则是远距离传达信息的最简单手段。纸张和印刷术使信息流通范围大大扩展。自19世纪中期以后，人类学会利用电和电磁波以来，信息技术的变革大大加快。电报、电话、收音机、电视机的发明使人类的信息交流与传递快速而有效。第二次世界大战以后，半导体、集成电路、计算机的发明，数字通信、卫星通信的发展形成了新兴的电子信息技术，使人类利用信息的手段发生了质的飞跃。具体讲，人类不仅能在全球任何两个有相应设施的地点之间准确地交换信息，还可利用机器收集、加工、处理、控制、存储信息。机器开始取代了人的部分脑力劳动，扩大和延伸了人的思维、神经和感官的功能，使人们可以从事更富有创造性的劳动。这是前所未有的变革，是人类在改造自然中的一次新的飞跃。 信息技术革命不仅为人类提供了新的生产手段，带来了生产力的大发展和组织管理方式的变化，还引起了产业结构和经济结构的变化。这些变化将进一步引起人们价值观念、社会意识的变化，从而社会结构和政治体制也将随之而变。例如计算机的推广普及促进了工厂自动化、办公自动化和家庭自动化，形成所谓“3A”革命。计算机和通信技术融合形成的信息通信网推动了经济的国际化。金融界组成的全球金融信息网使资金可以克服时差，在一昼夜间经全球流通而大大增值。跨国公司已控制着很大部分的生产与国际贸易。同时，这种系统还扩展了人们受教育的机会，使更多的人可以从事更富创造性的劳动。信息的广泛流通促进了权力分散化、决策民主化。随着人们教育水平的提高，将有更多的人参与各种决策。这一形势的发展必然带来社会结构的变革。总之，现代信息技术的出现和进一步发展将使人们生产方式和生活方式发生巨大变化，引起经济和社会变革，使人类走向新的文明。 信息的发展 信息高速公路 回顾过去几千年，人类社会的进步在很大程度上依赖于基础设施的建设，如住房、道路、农田水利、工厂等等都是人类社会发展不可缺少的基础。20世纪，信息高速公路这一全球基础设施兴建。 美国政府制定“信息高速公路”的政策基于5项原则：其一，鼓励私人企业增加投资；其二，促进并保护私人企业间的竞争；其三，公众都有机会获得服务；其四，避免在信息拥有方面出现“贫富不均”现象；其五，维护技术设计上的灵活性。 半年后日本政府也决定建立全国超高速信息网。1994年2月16日，欧洲委员会宣布将建立自己的“信息高速公路”。新加坡的“信息高速公路”计划也已完成。这些情况说明，第二次信息革命已拉开序幕。 自40年代中期计算机问世以来，在全世界范围内兴起的 第一次信息革命对人类社会产生了空前的影响，信息产业应运而生，人类迈向信息社会。到90年代初期，美国每年应用计算机完成的工作量相当于4000亿人一年的工作量。以信息技术为基础的产业已占发达国家内生产总值的一半以上。在世界各国纷纷提出建立信息高速公路之际，全世界拥有4亿台计算机和10亿部电话（1994年初），但是，全球范围内的信息传递仍不畅通。美国计划在10—15年内建成的“信息高速公路”是指数字化大容量光纤通信网络，用以把政府机构、企业、大学、科研机构和家庭的计算机联网。用90年代计算机网络传输33卷《大不列颠百科全书》需要13小时，而利用“信息高速公路”将只需4.7秒。 “信息高速公路”掀起的第二次信息革命的特征是网络化、多媒体化。“信息高速公路”能传递数据、图像、声音等信息，其服务范围包括教育、卫生、娱乐、商业、金融和科研等，并将采取双向交流形式。 在当今经济竞争中，掌握信息并使之转化为经济优势，就将取得胜利。著名美国未来学家阿尔文·托夫勒在他的《力量转移》一书中指出：以信息为基础创造财富体系的崛起是当代经济方面最重要的事情，知识已成军事和经济中最重要的因素。日本全国科技政策研究所预测，从2011—2020年的10年内，人类知识将比现增加3—4倍。美国《未来学家》1994年1—2月号载文指出，到2110年，信息技术应用范围将涉及到90%的劳动力，大大促进经济的发展，改变人们的生活和工作方式。 但是，第二次信息革命也有可能扩大南北差距，发展中国家因信息技术、资金和人才不足而更加处于不利地位，因此应高度重视第二次信息革命，加紧培养人才，争取迎头赶上；发达国家应实行优惠政策，帮助发展中国家迎接第二次信息革命的到来。 作用变化 在信息革命时代信息的作用有质的变化。 世界管理思想大师彼德·德鲁克，在他最新出版的著作——《21世纪的管理挑战》一书中指出，现我们正经历着一场信息革命。这不是在技术上，机器设备上，软件上或速度上的一场革命，而是一场“概念”上的革命。以往50年信息技术集中在数据上——收集、储存、传输和打印数据，其重点放在“技术”上，而新的信息革命则把重点放在“信息”上。 过去对企业有用的数据主要是用来计算成本的，会计制度就是为提供成本信息和对成本加以控制而设立的。但现企业要取得成功所依据的是要着眼于所创造的价值与财富，这就需要进行带有风险的决策：依靠经营理念、经营战略、放弃旧的进行创新、达到短期利润与夺取市场份额之间的平衡等等。这类战略决策是企业高层领导所真正需要的。但传统的会计制度所提供的数据完全无法提供这些。因此，现对信息技术的要求已不是得到更多的数据、技术、速度。现需要的是对信息的新的概念，其中一个新的领域，而且是最重要的领域就是怎样去组织企业外部的信息，这些信息都是互不相关并由不同的来源提供的，但它们有两点是共同的，即它们提供的是信息而不是数据，它们是高层领导为作出高层决策所需要的信息。 企业的根本目标是创造财富，为了创造财富，企业需要四种信息：基础信息、生产力信息、素质信息以及资源配置信息。但这些信息只告诉我们企业的现状，它用以指导“策略”。至于“战略”所需要的信息则应包括：市场、顾客与非顾客、本行业和其它行业的技术、世界金融，以及变化中的国际经济秩序等等。 信息不只是一种知识，它能够导向采取正确的行动。生产数据的人一般并不知道用户需要什么样的数据使之变为信息。只有个别的知识工作者，特别是个别的企业领导人才会把数据转变为信息，并把这些信息组织起来采取有效的行动。 信息技术趋势 《财富》全球论坛年会留给我们的不仅是这些影响世界跨国公司对中国的有形投资，更重要的是他们对未来世界的描绘，从智力的较量所折射出的各自成功历史的光环，展现出当今世界信息技术革命初现端倪的十大趋势。 趋势一 快吃慢。正处于局部大爆发阶段，占领局部市场（特别是美欧市场）的领先地位将有利于成为全球市场标准化制定者，成败的关键正从传统意义上的“大吃小”模式转化为“快吃慢”。 趋势二 地变天。由于信息技术本身的跨国界，传统意义上的地缘经济、地缘文化、地缘军事、地缘政治正在让位于现代意义上的网络经济、网络文化、网络军事、网络政治等。 趋势三 西融东。由于信息技术革命将使世界的财富在三维空间再一次进行划分，作为技术革命发源地的西半球经济圈对乍暖还寒的东半球经济圈渗透愈演愈烈，与此同时东半球国家借助信息革命升级换代自身产业结构，以摆脱下个世纪被沦为新一轮全球网络圈地战的“殖民地”，对西方先进技术也在无奈中积极引进着。 趋势四 聪变傻。由于信息技术革命已从单一信息技术产业扩张为跨产业的革命，越来越多的聪明人，不断推出“傻瓜版”的信息技术产品，以面向成百上千倍于技术用户的普通百姓。 趋势五 窄拓宽。以信息技术革命引发的电子商务革命，为全球信息基础设施走向终端用户的传输通路提出了巨大的市场需求，无论是在电信基础层，还是接入服务层，还是商务应用层，带宽越拓越宽，已成为竞争与制胜的重要因素。 趋势六 分让直。由于信息技术革命可以将厂商与最终用户在任何时间、任何地点连接起来。传统意义上的分销代理制正在受到直销交互制的冲击。 趋势七 老让少。由于创新是信息技术革命的灵魂，那些成于过去也终将归于过去的老资格企业、老朽思想的企业家将让位于致力革新，充满生气的新企业和少年英雄（美国1999年40位最富有的年轻人中有百分之九十五以上来自信息技术）。 趋势八 收即开。当全球信息技术革命潮流向中国等发展中国家传播时，既要妥善处理好技术领先国与技术接受国之间平等与不平等关系，又要处理好东西政治体制的不同，南北贫富差距加大的现实关系，稳健的信息技术政策对发展中国家十分重要，先制定规则，再进行开放可能是明智之举。 趋势九 高喝低。由于这场信息技术革命使得东西方政治与军事冲突出现有利于西方的不均衡，南北方经济与利益摩擦差距拉大，全球产业将再次划分结构，高技术含量的剥削低技术含量的，一场没有硝烟的战争正在掀起。 趋势十 技变贸。信息技术革命从军事到科研，从教育到商贸，2003年全球电子商务仅企业之间的贸易额将超过1万亿美元。以信息技术革命为诱因，以全球电子贸易为形式，以争夺全球财富的制高点为实质的新世纪“制网权”战争已经开始。计算机概述的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于计算机概述、计算机概述的信息别忘了在本站进行查找喔。
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