序列:这是知乎看到的答案的总结输出(原答案:https://www.zhihu.com/question/22017267/answer/26468016)
1.计算机发展史
在计算机组成原理的第一章中,计算机开发经历了四个阶段:电子管——>晶体管——>中小规模集成电路时代——>大规模集成电路时代。(http://www.icpcw.com/Information/Industry/News/3232/323257.htm 非正经科普文)
我们可以知道,很久以前,我们开始放弃慢渣继电器和巨大的真空要求骄傲、脆弱、耗电,但也慢热传输不够快,开始宠物晶体管。
晶体管的优点如下:(from weki)
没有加热阴极造成的能耗。真空管应用产生的橙光与传统灯泡有点相似;体积小,重量低,有利于电子设备的小型化;工作电压低,只需电池即可供应;供电后可使用,无需加热阴极所需的预热期;可通过半导体技术大量生产。
但晶体管也有以下限制:硅晶体管老化失效;高功率、高频应用(如电视广播),因为真空管中的真空有助于提高电子迁移率,效果优于晶体管;固体电子元件在应用中更容易静电放电。
如果电子三极管的输入阻抗很高(如果FET并不算在内),也就是说对弱信号灵敏度高,而电子三极管由于作为真空导电器件,效率相当低下,并且无法实现小型化,电子三极管最小是铅笔管,但是它的大小依然有花生米大,而晶体三极管可以在指甲盖大小的面积上做数亿个……这就是区别(from:知乎 陆永民)
但是一个晶体管能传输的东西太少了,所以大规模的晶体管电路慢慢集成。
晶体管是一种半导体,可以依靠半导体技术的。
计算机使用1和0两个信号或电位差来存储数据,实现加法等操作和非与门设计。(这似乎是一个数字逻辑的东西,如何使用晶体管设计电路,当我有时间预览研究生入学考试)这样计算可以通过晶体管电子元件的电流变化和电路切换加上电容和电阻来完成。具体来说,控制输入电流,组成的数字流过计算电路,然后存储到电容中,最终获得预期的输出。
后来,我觉得除了每次输入数字外,设计电路也很麻烦,所以我把计算抽象成指令。每次使用时,调用指令组合起来要方便得多,所以有CPU。
之后觉得配置输入信号好苦,纸带输入就出现了。
还是觉得麻烦,有输入终端和存储设备。
然后又出现了新的问题,计算量增加了。很多数据需要存储什么?
这是计算机组成原理的主要内容。
2.操作系统
有了电脑,但还是不够好用。我想简化输入,看看我输了什么,看看最后的结果。于是有了键盘和屏幕。
希望程序能在不同的机器上运行,远离该死的底层。(兼容性)希望我能边听歌边上网,边写文章序并行出现。然后我觉得他们必须独立互不干扰,这涉及到资源管理。我觉得电脑的使用变得有点傻,这样老人就可以用了,会粗线GUI界面。计算机从一开始就原始使用bios遮羞的野人,变成了有衣服的小公举。它在bios添加一层驱动程序内衣,作为外套和身体之间的连接,然后衣服变得非常漂亮和实用。
那这套衣服有什么用呢?它可以调度资源,里面有很多穿衣的方法,比如怎么搭配,用什么颜色,露出多少腿等等。操作系统还应考虑为这个程序分配多少空间,以提高使用效率。CPU分时调度需要内存或I/O更有效地使用它,就像夏天天气突然变冷一样。你不能把冬天的衣服扔在一边。天气太冷了,你不知道怎么加衣服。操作系统还涉及相应的硬件中断信号,就像消防车一样,你可以跑到任何地方,当然不一定是因为火灾。以及如何使用顺序读写方法来提高磁头的利用率,减少转向时间。
3.数据结构和计算机组成原理
至于数据结构,数据结构的存在是为了提高硬件利用率,减少程序运行时间。通过索引和算法提高效率。
计算机网络讲的就是使用计算的用户在操作系统上,通过网卡,网线和交换机这些网络硬件搭起了一个数据分享的大网站,不同的计算机之间通过协议来确定数据的组织方式,识别数据,得到数据访问的权限和传输数据,并且保证其正确性和安全性。
这是计算机研究生入学考试的四门学科。我现在大致认识他们了。在那之后,我将更深入、更详细地解释他们之间做了什么。会有更多有趣的事情发生。
这个世界就是这样。你必须找到一个你认为它有趣的地方,保持好奇心和乐趣。