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硬件工程师培训教程(15个

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硬件工程师培训教程（一）

硬件工程师培训教程（一）

第一章计算机硬件系统概述

要想成为一名计算机硬件工程师，不了解计算机的历史显然不行。在本书的第一章中，我们将带你走

进计算机硬件世界，去回顾计算机发展历程中的精彩瞬间。

第一节计算机的发展历史

现代电子计算机技术的飞速发展，离不开人类科技知识的积累，离不开许许多多热衷于此并呕心沥血的科

学家的探索，正是这一代代的积累才构筑了今天的“信息大厦”。从下面这个按时间顺序展现的计算机发

展简史中，我们可以感受到科技发展的艰辛及科学技术的巨大推动力。

一、机械计算机的诞生

在西欧，由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革，极大地促进了自然科学技术的发展，人们长期被

神权压抑的创造力得到了空前的释放。而在这些思想创意的火花中，制造一台能帮助人进行计算的机

器则是最耀眼、最夺目的一朵。从那时起，一个又一个科学家为了实现这一伟大的梦想而不懈努力着。但

限于当时的科技水平，多数试验性的创造都以失败而告终，这也就昭示了拓荒者的共同命运:往往在倒

下去之前见不到自己努力的成果。而后人在享用这些甜美成果的时候，往往能够从中品味出

汗水与泪水交织的滋味……

1614年:苏格兰人JohnNapier(1550～1617年)发表了一篇论文，其中提到他发明了一种可

以进行四则运算和方根运算的精巧装置。

1623年:WilhelmSchickard(1592～1635年)制作了一个能进行6位数以内加减法运算，并能

通过铃声输出答案的“计算钟”。该装置通过转动齿轮来进行操作。

1625年:WilliamOughtred(1575～1660年)发明计算尺。

1668年:英国人SamuelMorl(1625～1695年)制作了一个非十进制的加法装置，适宜计算钱币。

1671年:德国数学家GottfriedLeibniz设计了一架可以进行乘法运算，最终答案长度可达16位

的计算工具。

1822年:英国人CharlesBabbage(1792～1871年)设计了差分机和分析机，其设计理论非常

超前，类似于百年后的电子计算机，特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所采用。

1834年:Babbage设想制造一台通用分析机，在只读存储器(穿孔卡片)中存储程序和数据。Babb

age在以后的时间里继续他的研究工作，并于1840年将操作位数提高到了40位，并基本实现了控制中

心(CPU)和存储程序的设想，而且程序可以根据条件进行跳转，能在几秒内做出一般的加法，几分钟内做

出乘、除法。

1848年:英国数学家GeorgeBoole创立二进制代数学，提前近一个世纪为现代二进制计算机的发

展铺平了道路。

1890年:美国人口普查部门希望能得到一台机器帮助提高普查效率。HermanHollerith(后来他

的公司发展成了IBM公司)借鉴Babbage的发明，用穿孔卡片存储数据，并设计了机器。结果仅用6周

就得出了准确的人口统计数据(如果用人工方法，大概要花10年时间)。

1896年:HermanHollerith创办了IBM公司的前身。

二、电子计算机问世

在以机械方式运行的计算器诞生百年之后，随着电子技术的突飞猛进，计算机开始了真正意义上的由

机械向电子时代的过渡，电子器件逐渐演变成为计算机的主体，而机械部件则渐渐处于从属位置。二者地

位发生转化的时候，计算机也正式开始了由量到质的转变，由此导致电子计算机正式问世。下面就是这一

过渡时期的主要事件:

1906年:美国人LeeDeForest发明电子管，为电子计算机的发展奠定了基础。

1924年2月:IBM公司成立，从此一个具有划时代意义的公司诞生。

相距甚远，而且各行业对计算机也产生了较大的需求，生产性能更强、重量更轻、价格更低的机器成了当

务之急。集成电路的发明解决了这个问题。高集成度不仅使计算机的体积得以减小，也使速度加快、故障

减少。从此，人们开始制造革命性的微处理器。

1958年9月