第1章微机简介

中国最早的“计算机“第一章微型计算机概述1.1电子计算机发展史1．微电子器件的发展电子管1904年英国电气工程师弗莱明（J.Fleming）研制出一种能够充当交流电整流和无线电检波的特殊灯泡——“热离子阀”，从而催生了世界上第一只电子管，也就是人们所说的真空二极管。1906年，为了提高真空二极管检波灵敏度，德·福雷斯特在弗莱明的玻璃管内添加了栅栏式的金属网，形成第三个极。这个“栅极”仿佛就像百叶窗那样，能控制阴极与屏极之间的电子流；只要栅极有微弱电流通过，就可在屏极上获得较大的电流，而且波形与栅极电流完全一致，标志着这是一种能够起放大作用的真空三极管器件。直到真空三极管的发明后，电子管才成为实用的器件。它的诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。人们不久还发现，真空三极管除了可以处于放大状态外，还可充当开关器件，其速度要比继电器快成千上万倍。电子管很快受到计算机研制者的青睐，计算机的历史也由此跨进电子的纪元。现在的电子管电子管功放机上的电子管晶体管二战结束后，贝尔实验室的科学家肖克利（W.Shockley）、布拉顿（W.Brattain）和巴丁（J.Bardeen）把目光集中在具有半导体特性的晶体。肖克利提出了研究框架，巴丁熟知固体物理学理论，布拉顿最擅长实验操作，三位科学家珠联璧合。1947年12月23日，布拉顿和巴丁用实验证明，只要两根金属丝在半导体上的接触点距离小于0.4毫米，就可能引起放大效果。当他们用一些金箔、一些半导体材料和一个弯曲的别针来展示他们的新发现时，代表数字化革命的一种新的器件诞生了。这种器件被他们命名为“晶体管”。不久，各种型号的晶体管纷纷涌现，不仅能替代电子管整流、检波和放大，而且比电子管体积小、寿命长、不发热、耗电省。为此，肖克利、布拉顿和巴丁分享了1956年诺贝尔物理奖。集成电路1959年，以诺依斯为首的仙童（Fairchild）半导体公司，提出了利用他们已成熟的半导体平面处理技术在硅芯片上集成几百个，乃至成千上万个晶体管这一闪光的设想。几乎在同一时期，德克萨斯仪器公司（TI）的青年研究人员基尔比（J.kilby）也想到了类似的技术创意。他成功地把晶体管、电阻和电容等集成在微小的平板上，用热焊方式把元件以极细的导线互连，在不超过4平方毫米的面积上，大约集成了20余个元件。1959年2月6日，基尔比向美国专利局申报专利，这种由半导体元件构成的微型固体组合件，从此被命名为“集成电路”（IC）。1959年7月30日，仙童公司采用先进的平面处理技术研制出集成电路，也申请到一项发明专利。基尔比被誉为“第一块集成电路的发明家”，而诺依斯被誉为“提出了适合于工业生产的集成电路理论”的人。1969年，美国联邦法院最后从法律上承认了集成电路是一项“同时的发明”。至此而后，集成电路迅速把计算机推上高速成长的快车道。2、计算机的发展史（1)电子管计算机时代（从1946年第一台计算机研制成功到50年代后期）电子计算机的主要特点是使用电子管作为逻辑元件。它的五个基本部分为运算器、控制器、存储器、输入器和输出器。运算器和控制器采用电子管，存储器采用电子管和延迟线，这一代计算机的一切操作，包括输入、输出在内，都由中央处理机集中控制。这种计算机主要用于科学技术方面的计算。IBM700系列计算机从1953年起，美国的IBM公司开始批量生产应用于科研的大型计算机IBM700系列，从此电子计算机走上了工业生产阶段。2)晶体管计算机时代（从50年代中期到60年代后期）在20世纪50年代之前，计算机都采用电子管作元件。电子管元件有许多明显的缺点。例如，在运行时产生的热量太多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大，这些都使计算机发展受到限制。于是，晶体管开始被用来作计算机的元件。晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小，重量轻，寿命长，效率高，发热少，功耗低等优点。使用了晶体管以后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机的设想也就更容易实现了。用晶体管制造的计算机标志着计算机发展进入了第二代。3)中、小规模集成电路计算机时代（从60年代中期到70年代前期）集成电路的发明和应用标志着计算机进入了第三代，由于采用集成电路，计算速度提高到几十万次，甚至上千万次，内存容量达几百K，结构实现了积木化，磁芯存储器被大规模集成电路的半导体存储器取代。因而一台大型机就成为一个计算中心，中间为中央处理机，左边为打印机，右边是内存储器和外存储器，桌上的终端设备可对存储器的信息作检查或更改，并有控制整个计算机系统的功能。计算机开始普及到商业管理领域，自动控制行业和科学单位等。4)大、超大规模集成电路（LSI、VLSI）计算机时代（70年代初到至今）进入20世纪60年代后，微电子技术发展迅猛。在1967年和1977年，分别出现了大规模集成电路和超大规模集成电路，并立即在电子计算机上得到了应用。由大规模和超大规模集成电路组装成的计算机，就被称为第四代电子计算机。1.2计算机第一定律——摩尔定律1965年，Intel公司的创办人之一摩尔发现了一个具有历史意义的现象(摩尔定律）：“在相等面积(制作成本)上，CPU上的晶体管数量以每18个月倍增的趋势增加，执行性能的提升大体也符合这个趋势。”1、集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18个月就翻一番。2、微处理器的性能每隔18个月提高一倍，而价格下降一倍。3、用一个美元所能买到的电脑性能，每隔18个月翻两番。软件系统运算器中央处理器(CPU)控制器只读存储器（ROM）存储器随机读写存储器（RAM）输入设备（键盘、鼠标、扫描仪等）输出设备（显示器、打印机等）系统软件（DOS、Windows、Unix等）应用软件（Office、Protel等）硬件系统微机系统1.7微机的结构形式1、台式个人微机（卧式、立式）2、一体机3、准系统机4、便携机（笔记本电脑）什么是准系统“准系统就是主板制造商把企业文化和众多的要求在产品中展现推出的，使用特制机箱+定制主板，然后消费者可以自行选配市场上价格变动比较大的其它产品，比如处理器、内存、硬盘等”。准系统的定位是对计算机性能要求不高，而又对移动性有一定要求的用户，他们都是有比较强购买能力的年轻白领、小资或者追求时尚的一族。准系统诞生的目的仅有一个理由，就是给电脑厂商降低成本风险。准系统最初是由半成品的PC系统发展而来。当时的制造商为了避免元件在运输过程中出现较大的价格波动，所以提供了一种较为灵活的定制模式。准系统产品是将一些价格不敏感的电脑元器件组装在一起，然后再销售到客户手中，这样做的好处一是减少配件价格浮动的风险，二是最大限度降低敏感元器件在运输中的损坏等。这样无疑便利了厂家的生产和销售。浩鑫XPCST61G4浩鑫XPCSB75G2映泰iDEQ200p准系统微星MEGA651华硕DiGiMatrix1.8微机的品牌进口原装机（品牌机）IBM、DELL、HP国产原装机（品牌机）联想、方正、清华同方、TCL兼容组装机1、品牌格局国内品牌机引领家庭消费市场目前，台式电脑几乎成为中国家庭的必需品，这种现象在大城市更是明显。国内品牌机在中国家庭消费者中占有相当大的比例，而国外品牌机在国内家庭消费者中所占份额并不大。虽然国外品牌在质量和口碑上享有较高声誉，但一方面由于服务网络较之国内PC厂商不广，另一方面市场侧重点更多在于商用市场，因此在国内家庭中尤其在三、四级城市家庭中，国外品牌机市场占有率相比国内品牌机低。2、品牌认知度虽然受到中小品牌和区域品牌的冲击，但联想、方正等中国PC产业与市场的老牌企业依然保持了市场领先的地位，品牌认知度仍旧高于其他品牌。从ZOL数据中心对一季度的市场调查看，联想电脑在家庭用户中享有极高的品牌知名度，在对家用电脑第一提及率的调查中，联想也是高居首位。而从销售情况看，家用PC也是联想最大的销售市场。虽然方正和同方的品牌认知度低于联想，但也处于较高的认知度地位。由此，联想、方正和同方形成了国内PC市场的三大支柱品牌。