最早的电脑系统怎么做出来的-什么是最早的电脑系统

1.什么是计算机

2.世界上的第一台电脑是什么样的？

3.电脑系统的分类

什么是计算机

分类: 电脑/网络

解析:

一、 什么是计算机

计算机（Computer）是一种能接收和存储信息，并按照存储在其内部的程序（这些程序是人们意志的体现）对输入的信息进行加工、处理，然后把处理结果输出的高度自动化的电子设备。

二、 电子计算机的诞生

1、世界上第一台计算机ENIAC，1946年2月在美国诞生，它不具备现代计算机的主要原理特征--存储程序和程序控制。

2、世界上第一台按存储程序功能设计的计算机EDVAC，美国1946年开始设计，1950年研制完成。

3、世界上第一台实现存储程序功能的计算机EDSAC，英国1947开始设计，1949年5月投入运行。

三、 计算机的发展

电子计算机的发展按电子逻辑器件可划分为4个阶段：

1、第一代计算机（从ENIAC问世～20世纪50年代初期），电子管时代，用光屏管或汞延时电路作存储器，输入输出采用穿孔纸带或卡片。软件处于初始阶段，没有系统软件，语言只有机器语言或汇编语言。应用以科学计算为主。

2、第二代计算机（20世纪50年代中期～20世纪60年代中期），晶体管时代，用磁芯和磁鼓做存储器，产生了高级程序设计语言和批量处理系统。应用领域扩大至数据处理和事务处理，并逐渐用于工业控制。

3、第三代计算机（20世纪60年代中期～20世纪70年代初期），中小规模集成电路时代，主存储器开始采用半导体存储器，外存储器有磁盘和磁带，有了操作系统和标准化的程序设计语言和人机会话式的Basic语言。不仅应用于科学计算，还应用于企业管理、自动控制、辅助设计和辅助制造等领域。

4、第四代计算机（20世纪70年代中期至今），大规模超大规模集成电路时代，计算机的应用涉及各个领域如办公自动化、数据库管理、图像识别、语音识别、专家系统，并且进入了家庭。

四、 计算机分类

计算机可按用途、规模或处理对象等多方面进行划分。

1、按用途划分

（1）通用机：适用解决多种一般问题，该类计算机使用领域广泛、通用性较强，在科学计算、数据处理和过程控制等多种用途中都能适应。

（2）专用机：用于解决某个特定方面的问题，配有为解决某问题的软件和硬件，如在生产过程自动化控制、工业智能仪表等专门应用。

2、按规模划分

（1）巨型计算机：应用于国防尖端技术和现代科学计算中。巨型机的运算速度可达每秒百万亿次，研制巨型机是衡量一个国家经济实力和科学水平的重要标志。

（2）大/中型计算机：具有较高的运算速度，每秒可以执行几千万条指令，而且有较大的存储空间。往往用于科学计算、数据处理或作为网络服务器使用。

（3）小型计算机：规模较小、结构简单、运行环境要求较低，一般应用于工业自动控制、测量仪器、医疗设备中的数据采集等方面。小型机在用作巨型计算机系统的辅助机方面也起了重要作用。

（4）微型计算机：中央处理器（CPU）采用微处理器芯片，体积小巧轻便，广泛用于商业、服务业、工厂的自动控制、办公自动化以及大众化的信息处理。

（5）工作站：以个人计算环境和分布式网络环境为前提的高机能计算机，工作站不单纯是进行数值计算和数据处理的工具，而且是支持人工智能作业的作业机，通过网络连接包含工作站在内的各种计算机可以互相进行信息的传送，资源、信息的共享，负载的分配。

（6）服务器：在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备，一般分为文件服务器、打印服务器、计算服务器和通信服务器等。

3、按处理对象划分

（1）数字计算机：计算机处理时输入和输出的数值都是数字量。

（2）模拟计算机：处理的数据对象直接为连续的电压、温度、速度等模拟数据。

（3）数字模拟混合计算机：输入输出既可是数字也可是模拟数据。

五、 计算机的特点

计算机是一种高度自动化的信息处理设备。主要特点有处理速度快、计算精度高、记忆能力强、可靠的逻辑判断能力、可靠性高，通用性强。

1、处理速度快：计算机的运算速度用MIPS（每秒钟执行多少百万条指令）来衡量。

2、计算精度高：数的精度主要由表示这个数的二进制码的位数决定。

3、记忆能力强：存储器能存储大量的数据和计算机的程序。

4、可靠的逻辑判断能力：具有可靠的逻辑判断能力是计算机的一个重要特点，是计算机能实现信息处理自动化的重要原因。

5、可靠性高，通用性强。

六、 计算机的性能指标

计算机的主要技术性能指标有主频、字长、内存容量、存取周期、运算速度及其他指标。

1、主频（时钟频率）：是指计算机CPU在单位时间内输出的脉冲数。它在很大程度上决定了计算机的运行速度。单位MHz。

2、字长：是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数。字长决定了计算机的运算精度。

3、内存容量：是指内存贮器中能存贮的信息总字节数。能常以8个二进制位(bit)作为一个字节（Byte）。

4、存取周期：存贮器连续二次独立的"读"或"写"操作所需的最短时间，单位来纳秒（ns,1ns=10-9s）。存储器完成一次"读"或"写"操作所需的时间称为存储器的访问时间（或读写时间）。

5、运算速度：是个综合性的指标，单位为MIPS（百万条指令/秒）。影响运算速度的因素，主要是主频和存取周期，字长和存储容量也有影响。

其他指标：机器的兼容性（包括数据和文件的兼容、程序兼容、系统兼容和设备兼容）、系统的可靠性（平均无故障工作时间MTBF）、系统的可维护性（平均修复时间MTTR）、机器允许配置的外部设备的最大数目、计算机系统的汉字处理能力、数据库管理系统及网络功能等。性能/价格比是一项综合性评价计算机性能的指标。

七、 计算机的应用领域

计算机的应用范围，按其应用特点可分为科学计算、信息处理、过程控制、计算机辅助系统、多媒体技术、计算机通信、人工智能。

1、科学计算：指计算机应用于完成科学研究和工程技术中所提出的数学问题（数值计算）。一般要求计算机速度快、精度高，存储容量相对大。科学计算是计算机最早的应用方面。

2、信息处理：信息处理主要是指非数值形式的数据处理，包括对数据资料的收集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等一系列工作。信息处理包括办公自动化（OA）、企业管理、情报检索、报刊编排处理等。特点是要处理的原始数据量大，而算术运算较简单，有大量的逻辑运算与判断，结果要求以表格或文件形式存储、输出。要求计算机的存储容量大，速度则不怎么要求。信息处理目前应用最广，占所有应用的80％左右。

3、过程控制：把计算机用于科学技术、军事领域、工业、农业等各个领域的过程控制。且计算机控制系统中，需有专门的数字-模拟转换设备和模拟-数字转换设备（称为D/A转换和A/D转换）。由于过程控制一般都是实时控制，有时对计算机速度的要求不高，但要求可靠性高、响应及时。

4、计算机辅助系统：有计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系统。

5、多媒体技术，：把数字、文字、声音、图形、图像和动画等多种媒体有机组合起来，利用计算机、通信和广播电视技术，使它们建立起逻辑联系，并能进行加工处理（包括对这些媒体的录入、压缩和解压缩、存储、显示和传输等）的技术。目前多媒体计算机技术的应用领域正在不断拓宽，除了知识学习、电子图书、商业及家庭应用外，在远程医疗、视频会议中都得到了极大的推广。

6.、计算机通信：是计算机技术与通信技术结合的产物，计算机网络技术的发展将处在不同地域的计算机用通讯线路连接起来，配以相应的软件，达到资源共享的目的。

7、人工智能：研究解释和模拟人类智能、智能行为及其规律的一门学科。其主要任务是建立智能信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智能行为的计算系统。人工智能学科包括：知识工程、机器学习、模式识别、自然语言处理、智能机器人和神经计算等多方面的研究。

世界上的第一台电脑是什么样的？

电子计算机的出现尽管只有60年的时间，但它的诞生却是人类数百年努力的积累。早在17世纪，一批欧洲数学家就已开始研制计算机。1642年，为了协助担任税务局长的父亲，年仅19岁的法国数学家帕斯卡成功地制造了第一台钟表齿轮式机械计算机，但仅能做加减法运算。

世界第一台机械式加法计算机（1642年）

法国人帕斯卡于1642年设计出了世界上第一台计算机，虽然它只是利用手转动齿轮来实现加法运算，但它向人类揭示了：用机械装置可以代替人的大脑进行思考和记忆。从此，计算机开始了它神奇发展的道路。

1674年发明的乘法计算机

在此基础上，德国数学家莱布尼兹于1678年发明了可做乘除运算的计算机。但这些机械计算机的性能过于落后，远远满足不了人们的需要。

1822年研制的差分机

1834年研制的分析机

巴贝奇

1822年，英国人巴贝奇在他研制的差分机中第一次体现了计算机程序设计，这种程序设计思想为现代计算机发展开辟了道路。

1936年制造的手摇式机械计算机

电动机械式计算机（1930年）

1941年研制的Z-3型计算机

1938年，德国科学家朱斯成功制造了第一台二进制Z-1型计算机，此后他又研制了Z系列计算机。其中，Z-3型计算机是世界第一台通用程序控制机电式计算机，它不仅全部采用继电器，同时采用了浮点记数法、带数字存储地址的指令形式等，如上图所示。

1943年12月，“巨人”计算机运行。

集数千继电器的“马克”1号全机电式计算机

马克3号第一次使用磁鼓作为存储器

美国麻省理工学院科学家艾肯研制成功了一台机电式计算机，它被命名为自动顺序控制计算器MARK-Ⅰ。1947年，艾肯又研制出运算速度更快的机电式计算机MARK-Ⅱ。到1949年由于当时电子管技术已取得重大进步，于是艾肯研制出采用电子管的计算机MARK。

从此，在计算机技术上存在着两条发展道路。一条是各种台式机械和较大机械式计算机的发展道路；另一条是采用继电器作为计算机电路元件的发展道路。后来建立在电子管和晶体管之类电子元件基础上的计算机正是受益于这两条发展道路。

1946年运行的人类第一台电子计算机（ENIAC）埃尼阿克

1946年运行的人类第一台电子计算机（ENIAC）~美国军方花费了48万美元经费在ENIAC项目上，这在当时可是一笔巨款，要不是为了二次世界大战，谁能舍得出这么大的钱？事实上ENIAC也是美国陆军军械部和宾州大学莫尔学院联合发布的，而非书本上所提的只有宾州大学。

从技术上而言，ENIAC是没有太明晰的CPU概念的。因为它采用电子管作为基本电子元件。用了足足18800个电子管，而每个电子管大约有一个普通家用 25瓦灯泡那么大。这样整部电脑就有了8英尺高、3英尺宽、100英尺长的身躯，体积有研立方米，重达30吨，耗电高达140千瓦。每秒能进行5000次加法运算(而人最快的运算速度每秒仅5次加法运算)，还能进行平方和立方运算，计算正弦和余弦等三角函数的值及其它一些更复杂的运算。这样的速度在当时已经是人类智慧的最高水平。

内部有成千上万个电子管、二极管、电阻器等元件，电路的焊接点多达50万个；在机器表面，则布满电表、电线和指示灯。令人哭笑不得的是，它的耗电量超过 174千瓦小时，据说在使用时全镇的电灯都会变暗；而且它的电子管平均每隔15分钟就要烧坏一只，科学家们不得不满头大汗地不停更换。然而，“埃尼阿克” 的计算速度却是手工计算的20万倍、继电器计算机的1000倍。美国军方也从中尝到了甜头，因为它计算炮弹弹道只需要3秒钟，而在此之前，则需要200人手工计算两个月。除了常规的弹道计算外，它后来还涉及诸多的科研领域，曾在第一颗的研制过程中发挥了重要作用。

1955年10月2日，“ENIAC埃尼阿克”宣告“退役”后，被陈列在华盛顿的一家博物馆里。

1959年IBM7090晶体管计算机

IBM公司推出IBM7090型全晶体管大型机， 运算速度达到每秒229000次，成为第二代电脑的标志产品。美洲航空公司为它的订票系统购买了两台主机，远程连接65座城市。

这是IBM公司的黄金季节，它登上了美国《幸福》杂志500家大企业排行榜的榜首；它创造出年销售额数十亿美元的天文数字； 在美国运转的64部电脑中，有 44部是IBM生产；它的企业标志和商品标志“IBM” 三个大写字母，每个字都由八根蓝条拼成；它的销售人员，一律着深蓝色的西装，以代表公司形象。人们开始把IBM公司称作“蓝色巨人”（BigBlue）。

IBM360

1964 年4月7日，美国IBM公司同时在14个国家，全美63个城市宣告，世界上第一个采用集成电路的通用计算机系列IBM 360系统研制成功，该系列有大，中，小，型计算机，共6个型号，它兼顾了科学计算和事务处理两方面的应用，各种机器全都相互兼容，适用于各方面的用户，具有全方位的特点，正如罗盘有 360度刻度一样，所以取名为360。它的研制开发经费高达50亿美元，是研制第一颗的曼哈顿计划的2.5倍。

IBM 360系统是最早使用集成电路元件的通用计算机系列，它开创了民用计算机使用集成电路的先例，计算机从此进入了集成电路时代。IBM 360成为第三代计算机的里程碑。

1967 年，美国无线电有限公司制成了领航用的机载计算机LIMAC，其逻辑部件采用双极性大规模集成电路，缓冲存储器用MOS大规模集成电路。1969年，美国自动化公司制成计算机D－200，采用了MOS场效应晶体管大规模集成电路，中央处理器由24块大规模集成电路做成；得克萨斯仪器公司也制成机载大规模集成电路计算机。载大规模集成电路试验的成功，为过渡到民用大规模集成电路通用机积累了丰富的经验。1971年，IBM公司开始生产IBM370系列机，它采用大规模集成电路做存储器，小规模集成电路做逻辑元件，被称之为三代半电子计算机。

1976年研制的CRAY巨型电子计算机

1976年，CRAY公司推出CRAY-1矢量电子计算机，开始了矢量电子计算机的蓬勃发展，其运算速度可达每秒2.5亿次。

1978年 第一款32位超级计算机——DEC VAX

在1978 年，DEC公司建立了第一个基于VAX（ virtual address extension）即虚拟地址扩展的计算机体系，它是DEC计算机系统特有的复杂指令计算（CISC）体系结构的计算机VAX11、780。这台大家伙在当时是基本32位的计算机，并且能够有高达1MIPS的运算性能。在那个年代，这台计算机的速度和性能都是无与伦比的。在当时要值$200,000。但显然他是最棒的。

日本的CM-5超级电子计算机

20 世纪80年代中期思维机公司开始推出著名的“连接机”(Connection Machine)系列CM-1，CM-2和CM-5，把大量简单的存储一处理单元连接成一个多维结构，在宏观上构成大容量的智能存储器，再通过常规计算机执行控制、I／O和用户接口功能，能有效地用于智能信息处理。CM—l由4 个象限组成，每个象限包含多达16 384个一位处理器，全部处理器则分为4096组，组间形成12维超立方体结构，其集成峰值速度达到每秒600亿次。 CM-5的结点数更多，功能更强。

美国CM-200电子计算机

IBM深蓝计算机

IBM巨型计算机。运算速度每秒500万亿次以上。

1981年 IBM 第一台个人电脑5150

1981年8月12日，IBM 公司推出世界上第一台个人电脑5150，这标志着个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中，也标志着一个新时代的开始。

当时该个人计算机，售价2880美元。第一台 IBMPC 采用 Intel 4.77M 的 8088 芯片，仅 64K 内存；采用低分辨率单色或彩色显示器；有可选的盒式磁带驱动器；两个 160KB 单面软盘驱动器。并配置了微软公司的 MS-DOS 操作系统软件。该产品特点是包含多项创新、荧幕每列能显示80个字元、拥有大小写字元的键盘、可扩充的记忆体、零件可向其他厂商采购、其他的个人电脑制造商可以依照 IBM 的标准生产 IBM 的相容机种电脑，称为“clones”等。

5150的设计抛弃了繁文缛节，脱离了 IBM 正常的工作流程，这是为了对抗当时已经红透半边天的 Apple II（Apple II 是第一个带有彩色图形的个人计算机，售价为1300美元，1977年6月启售，处理器为1MHz，内存4KB）。IBM 5150一面市即取得了巨大的成功，上市仅一个月其订单数已达24万台。

由于5150，IBM 品牌开始跨越专业领域，“飞入寻常百姓家”，为大众所熟知。从此，IBM PC 成为高端、价高以及信赖的代名词。

1996年 首款Java架构的网络PC——SUN JavaStation

1996年，Sun推出的JavaStation网络计算机，被称做是一个“瘦客户机”，专门用来在网络中执行Java应用程序。

其主要应用于通信、金融业机构等，比如可以将出纳员柜台、用户电话咨询中心和交易大厅的单功能PC机替换为更通用的、无须管理的JavaStation网络计算机，以大大减少在信息技术方面的投资。

电脑系统的分类

电脑系统操作系统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，分类如下：

一、Windows操作系统：

Windows操作系统是最常见的计算机操作系统，是微软公司开发的操作软件。该软件经历了多年的发展历程，目前推出的win10系统相当成熟。Windows操作系统具有人机操作互动性好，支持应用软件多，硬件适配性强等特点。该系统从1985年诞生到现在，经过多年的发展完善，相对比较成熟稳定，是当前个人计算机的主流操作系统。

二、Mac OS系统：

Mac OS是一套运行于苹果Macintosh系列电脑上的操作系统。Mac OS是首个在商用领域成功的图形用户界面操作系统。现行的最新的系统版本是macOS 10.15 beta 4 ，且网上也有在PC上运行的Mac系统。Mac系统是基于Unix内核的图形化操作系统；一般情况下在普通PC上无法安装的操作系统。由苹果自行开发。苹果机的操作系统已经到了OS 10，代号为Mac OS X(X为10的罗马数字写法），它的许多特点和服务都体现了苹果的理念。

三、linux系统：

Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和Unix的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的Unix工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。

百度百科-linux

百度百科-Mac OS

百度百科-Windows操作系统