Aplicaciones informáticas
El nombre científico de computadora es computadora electrónica, que se desarrolló a partir de las primeras calculadoras electrónicas.
En términos generales, la mayoría de la gente considera que "la primera computadora digital electrónica reconocida del mundo" es la "ENIAC" que apareció en 1946. Se utiliza principalmente para calcular trayectorias. Lo fabrica el Instituto Moore de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Pensilvania, pero es enorme: cubre un área de más de 170 metros cuadrados, pesa alrededor de 30 toneladas y consume casi 100 kilovatios de electricidad. Evidentemente, estos ordenadores son caros e incómodos de utilizar. Esta afirmación se utiliza ampliamente en los libros de texto básicos de informática. De hecho, según el fallo de 1973 de la Corte Suprema de Estados Unidos, las primeras computadoras digitales electrónicas deberían ser John Atanasoff, profesor asociado en el Departamento de Física de la Universidad Ho Wah en Estados Unidos, y su asistente graduado Clifford Berry (1818-1818). 1963). La razón de este malentendido es que una persona llamada Moakley en el grupo de investigación "ENIAC" plagió los resultados de la investigación de John Atanasoff en 1941 y solicitó una patente en 1946. Por diversas razones, este error no se revirtió hasta 1973. Posteriormente, para elogiar y conmemorar la gran contribución de John Atanasoff en el campo de la informática, el ex presidente estadounidense George W. Bush otorgó a John Atanasoff el premio más alto de ciencia y tecnología en los Estados Unidos, la "Medalla Nacional de Ciencia y Tecnología".
En 1956 nació la computadora electrónica de transistores. Esta fue la segunda generación de computadoras electrónicas. Sólo se pueden instalar unos pocos gabinetes relativamente grandes y la velocidad de operación mejora considerablemente. La tercera generación de computadoras con circuitos integrados apareció en 1959.
La computadora original fue inventada por John von Neumann (la potencia informática de la computadora en ese momento era equivalente a la calculadora actual), que era tan grande como tres almacenes, y luego se desarrolló gradualmente.
Esta es la última etapa del desarrollo informático desde la década de 1970. En 1976, el "Cray I", fabricado con LSI y VLSI, llevó las computadoras a la cuarta generación. Con la invención de VLSI, las computadoras electrónicas continúan actualizándose hacia la miniaturización, miniaturización, bajo consumo de energía, inteligencia y sistematización.
En la década de 1990, las computadoras se desarrollaron en la dirección de la "inteligencia", creando computadoras similares al cerebro humano que pueden pensar, aprender, recordar y comunicarse en red.
En el siglo XIX, las computadoras se han vuelto más parecidas a computadoras portátiles, miniaturizadas y especializadas, con velocidades de computación que superan los 654,3800 mil millones de operaciones por segundo. No sólo son fáciles de operar y de bajo precio. , pero también puede reemplazar parte del trabajo mental de las personas e incluso ampliar la inteligencia de las personas en algunos aspectos. Por lo tanto, las microcomputadoras actuales se denominan en sentido figurado computadoras.
La primera computadora personal del mundo fue lanzada por IBM en 1980. IBM lanzó una computadora personal basada en la arquitectura de hardware x86 de Intel y el sistema operativo MS-DOS de Microsoft, y formuló la especificación PC/AT. El desarrollo posterior de los microprocesadores lanzados por Intel y los sistemas operativos lanzados por Microsoft es casi equivalente a la historia del desarrollo de las computadoras personales. La arquitectura Wintel reemplazó por completo la posición dominante de IBM en el campo de las computadoras personales.
[Editar este párrafo] Clasificación
Existen muchos tipos de ordenadores según su tipo, modo de trabajo, componentes, principios de funcionamiento y condiciones de aplicación.
En términos de representación de datos, las computadoras se pueden dividir en tres categorías: computadoras digitales, computadoras analógicas y computadoras híbridas.
Los ordenadores digitales se dividen en ordenadores mecánicos y ordenadores electromecánicos, ordenadores electrónicos actuales, ordenadores ópticos, ordenadores cuánticos, ordenadores biológicos, ordenadores neuronales, etc.
Según su escala o funciones del sistema, las computadoras electrónicas se pueden dividir en gigantes, grandes, medianas, pequeñas, microcomputadoras y microcomputadoras de un solo chip.
[Editar este párrafo] Composición
No importa qué tipo de computadora, está compuesta de hardware y software, y los dos son inseparables. Las computadoras sin ningún software instalado se llaman bare metal.
Hardware
Los circuitos electrónicos y dispositivos físicos utilizados en los sistemas informáticos son entidades visibles y tangibles, como la unidad central de procesamiento (CPU), la memoria, los dispositivos externos (dispositivos de entrada y salida, Dispositivos de E/S) y buses.
①Memoria. La función principal es almacenar programas y datos. Los programas son la base de las operaciones informáticas y los datos son los objetos de las operaciones informáticas. La memoria consta de un banco de memoria, un decodificador de direcciones, un circuito de control de lectura y escritura, un bus de direcciones y un bus de datos.
La memoria que puede acceder directa y aleatoriamente a instrucciones y datos mediante el procesador central se denomina memoria principal, y las memorias de gran capacidad, como discos magnéticos, cintas y discos ópticos, se denominan memoria externa (o memoria auxiliar). El sistema de almacenamiento de la computadora consta de una memoria principal, una memoria externa y el software correspondiente.
②La función principal de la unidad central de procesamiento es ejecutar las operaciones especificadas por el programa una por una según el programa almacenado en la memoria. Los componentes principales de la unidad central de procesamiento son: registro de datos, registro de instrucciones, decodificador de instrucciones, unidad lógica aritmética, controlador aritmético, contador de programa (contador de direcciones de instrucciones), registro de direcciones, etc.
③Los dispositivos externos son el puente entre los usuarios y las máquinas. La tarea del dispositivo de entrada es convertir diversas formas de información que el usuario requiere que la computadora procese, como datos, caracteres, texto, gráficos y programas, en una forma de codificación aceptable para la computadora y almacenarla en la computadora. La tarea del dispositivo de salida es generar los resultados del procesamiento de la computadora en la forma requerida por el usuario (como visualización en pantalla, impresión de texto, gráficos, sonidos de idiomas, etc.). ).La interfaz de E/S es un dispositivo de búfer entre los dispositivos externos y la CPU, responsable de la coincidencia del rendimiento eléctrico y la conversión del formato de la información.
Software
Una colección de programas que permiten que los sistemas de hardware informático funcionen sin problemas y de manera eficiente. Los programas siempre se almacenan y representan mediante algún medio físico, como discos, cintas, papel de programa, tarjetas perforadas, etc. Pero el software no se refiere a estos medios físicos, sino a los propios programas invisibles e intangibles. Un hardware informático fiable es como el cuerpo fuerte de una persona, y un software eficaz es como el pensamiento inteligente de una persona.
Los sistemas de software informático se pueden dividir en software de sistema y software de aplicación. El software del sistema es responsable de la gestión, programación, monitoreo y servicios de todos los recursos del sistema informático. El software de aplicación se refiere a diversas aplicaciones desarrolladas por usuarios en diferentes campos para sus propias necesidades. El sistema de software informático incluye:
① Sistema operativo: el núcleo del software del sistema, responsable de la gestión, control y seguimiento de diversos recursos duros y blandos en el sistema informático.
②Sistema de gestión de bases de datos: Responsable de gestionar y compartir todos los archivos, materiales y datos del sistema informático.
(3) Sistema de compilación: Responsable de compilar programas fuente escritos por usuarios en lenguajes de alto nivel en lenguaje de máquina que la máquina pueda entender y ejecutar.
④Sistema de red: Responsable de organizar y administrar los recursos de red del sistema informático para que múltiples computadoras independientes puedan compartir y comunicarse entre sí.
⑤Biblioteca de programas estándar: una colección de programas escritos en un formato estándar, incluidos programas de cálculo para resolver funciones elementales, ecuaciones lineales, ecuaciones diferenciales ordinarias, integración numérica, etc.
⑥Programa de servicio: también llamado programa de utilidad. Diversos programas proporcionados para mejorar las funciones de servicio de los sistemas informáticos, incluida la instalación, conexión, edición, detección de errores, corrección de errores y diagnóstico de programas de usuario. Para que los cálculos informáticos sean más rápidos y precisos y la memoria más sólida, en las últimas décadas se han realizado muchas mejoras para aumentar la velocidad de procesamiento y la precisión del procesador central en una sola máquina y la velocidad de acceso y la capacidad de la memoria. , como: aumentar la longitud básica de las palabras de los operadores, mejorar la precisión de los operadores; agregar nuevos tipos de datos o personalizar los datos para que los datos tengan identificadores para distinguir instrucciones y números, y explicar los tipos de datos para agregar registros de uso general a la CPU; , use registros de índice y agregue funciones de dirección de búsqueda indirecta, agregue caché, use tecnología de pila y use tecnología de memoria virtual, use canales de instrucciones y canales de operación, y agregue coprocesadores;
En comparación con las computadoras electrónicas, las computadoras fotónicas tienen las siguientes ventajas principales:
(1) Velocidad ultraalta. Las computadoras fotónicas tienen fuertes capacidades de procesamiento paralelo y, por lo tanto, tienen velocidades de computación más altas. La velocidad de los electrones es de 593 km/s, mientras que la velocidad de los fotones es de 3×10?5 km/s. Para las computadoras electrónicas, los electrones son portadores de información y solo pueden conducirse a través de algunos cables aislados. Incluso en el mejor de los casos, los electrones viajan en los sólidos a una velocidad mucho menor que la de la luz. Aunque la velocidad informática de las computadoras electrónicas mejora constantemente, su límite de capacidad aún es limitado. Además, a medida que la densidad del ensamblaje continúa aumentando, la interacción electromagnética entre los conductores aumentará y el calor emitido aumentará gradualmente, restringiendo así la velocidad de funcionamiento de las computadoras fotónicas, que funcionan mucho más rápido que las computadoras electrónicas y son perjudiciales para el medio ambiente; Las condiciones requeridas también son mucho más bajas que las de las computadoras electrónicas.
(2) Capacidades de almacenamiento de información a ultra gran escala. En comparación con las computadoras electrónicas, las computadoras fotónicas tienen una capacidad de almacenamiento de información muy grande.
Las computadoras fotónicas tienen una fuente ideal de radiación luminosa: los láseres. Los fotones pueden viajar sin cables e incluso si se cruzan, no habrá interacción entre ellos. De hecho, la densidad de canales paralelos capaces de transmitir información sin cables en una computadora fotónica es infinita. Un espejo del tamaño de una moneda de cinco centavos podría transportar muchas veces más información que los canales de cable telefónico existentes en todo el mundo.
(3) Bajo consumo energético y baja generación de calor, es un producto ahorrador de energía. El accionamiento de una computadora fotónica sólo requiere una fracción de la energía de accionamiento de una computadora electrónica de la misma especificación, lo que no sólo reduce el consumo de energía y reduce en gran medida el calor emitido por la máquina, sino que también proporciona condiciones convenientes para la miniaturización y portabilidad de Computadoras fotónicas. Los científicos están intentando combinar convertidores electrónicos tradicionales con fotones para crear una computadora "híbrida" que no sólo pueda procesar información más rápido sino que también supere el problema de sobrecalentamiento en el funcionamiento de las computadoras electrónicas gigantes.
En la actualidad existen muchas tecnologías clave para los ordenadores fotónicos, como la tecnología de almacenamiento óptico, la tecnología de interconexión óptica, los circuitos integrados optoelectrónicos, etc. , han logrado avances. Maximizar la potencia informática de las computadoras fotónicas es una cuestión clave a la que se enfrenta la investigación científica actual. La aparición, el mayor desarrollo y la mejora de las computadoras fotónicas proporcionarán un poder infinito para que la humanidad avance hacia un mañana mejor.
Computador híbrido
Un ordenador híbrido es un sistema informático capaz de procesar información digital y simular cantidades físicas. Las computadoras híbridas conectan computadoras digitales y analógicas a través de convertidores de digital a analógico y de analógico a digital para formar un sistema informático híbrido completo. Las computadoras híbridas generalmente constan de computadoras digitales, computadoras analógicas e interfaces híbridas. Las computadoras analógicas son responsables de cálculos rápidos y las computadoras digitales son responsables de operaciones y procesamiento de datos de alta precisión. Las computadoras híbridas tienen las características tanto de las computadoras digitales como de las analógicas: velocidad de operación rápida, alta precisión de cálculo, sólidas capacidades lógicas y de almacenamiento, gran capacidad de almacenamiento y sólidas capacidades de simulación. Con el continuo desarrollo de la tecnología electrónica, las computadoras híbridas se utilizan principalmente en sistemas complejos a gran escala en tiempo real, como los sistemas aeroespaciales y de misiles.
Cuando se ejecuta en una computadora híbrida, las variables analógicas de la computadora analógica se convierten en variables digitales mediante un convertidor analógico a digital y se transfieren a la computadora digital. Al mismo tiempo, el convertidor digital-analógico convierte las variables digitales de la computadora digital en señales analógicas y las transmite a la computadora analógica. Además de la conversión y transferencia de variables de cálculo, también existe la transferencia de señales lógicas y de control. Una computadora analógica que opera en paralelo y una computadora digital que opera en serie están sincronizadas en el tiempo. Cada vez que la computadora digital completa una operación de cuadro, intercambia información con la computadora analógica y corrige los datos. Dentro del intervalo de tiempo (cuadro) entre dos intercambios de información, ambas computadoras utilizan el resultado del cálculo del cuadro anterior como valor inicial. Este intervalo de tiempo se denomina tiempo de sincronización de fotogramas. El diseño de programas híbridos requiere que el usuario considere la distribución de modelos en diferentes computadoras, la elección de los tiempos de sincronización de cuadros y el conocimiento de las características del hardware del sistema conectado.
Las computadoras híbridas modernas se han convertido en sistemas híbridos multiprocesador con la capacidad de escribir automáticamente programas de simulación. Consiste en una computadora ultra pequeña, uno o dos procesadores de matriz periférica y varios procesadores analógicos con capacidades de programación automática. Entre los distintos procesadores, los datos y las señales de control se convierten y transmiten a través de interfaces híbridas inteligentes. Este sistema tiene sólidas capacidades de simulación en tiempo real, pero es caro.
Computadora inteligente
Hasta el momento, no existe una definición generalmente aceptada de computadora inteligente. Turing, uno de los fundadores de la teoría de la computación, definió las computadoras como computadoras digitales que procesan información discreta. Sin embargo, existen opiniones diametralmente opuestas sobre cómo las computadoras digitales pueden simular la inteligencia humana. 1937 A. Church y Turing propusieron de forma independiente la hipótesis de que la capacidad de pensamiento humano es equivalente a funciones recursivas. Esta hipótesis no probada fue expresada más tarde por algunos estudiosos de la inteligencia artificial de la siguiente manera: si un problema que puede someterse a una máquina de Turing no puede resolverse con una máquina de Turing, entonces el problema no puede resolverse mediante el pensamiento humano. Esta escuela de pensamiento hereda la tradición filosófica del racionalismo y el reduccionismo, dominada por el pensamiento lógico, y enfatiza el gran potencial de las computadoras digitales para simular el pensamiento humano. Otros estudiosos, como filósofos como H. Dreyfus, creen firmemente que los ordenadores digitales basados en máquinas de Turing no pueden simular la inteligencia humana. Creen que las computadoras digitales solo pueden procesar información formal, mientras que las actividades intelectuales humanas no son necesariamente formales o de procesamiento de información, y que la racionalidad humana no puede considerarse regida por reglas discretas y deterministas que no tienen nada que ver con las situaciones ambientales. En principio, esta escuela de pensamiento no niega la posibilidad de construir máquinas inteligentes con materiales cercanos al cerebro humano, pero este sentido amplio de máquinas inteligentes es diferente de las computadoras digitales.
Algunos estudiosos creen que ninguna máquina puede simular la inteligencia humana, pero muchos estudiosos creen que la mayoría de las actividades del cerebro pueden analizarse mediante símbolos y cálculos. Cabe señalar que la comprensión de la gente sobre la informática se profundiza y amplía constantemente. Algunos estudiosos consideran todos los procesos físicos que pueden realizarse como procesos computacionales. Los genes también pueden verse como interruptores, y el funcionamiento de una célula puede explicarse mediante computación, lo que se denomina computación molecular. En este sentido, una computadora inteligente en un sentido amplio es similar a una máquina inteligente o máquina inteligente.
Computadora de un solo chip
Computadora de un solo chip se refiere a una microcomputadora en la que los componentes principales de la computadora están fabricados en un chip integrado. La microcomputadora de un solo chip también se llama computadora de un solo chip o microcontrolador. Desde la década de 1970, han aparecido microcontroladores de 4 bits y microcontroladores de 8 bits. En la década de 1980, existían microcontroladores de 16 bits y su rendimiento mejoró enormemente. En la década de 1990 aparecieron los microcontroladores de 32 bits y los microcontroladores que usaban memoria flash. Debido al alto nivel de integración de las microcomputadoras de un solo chip, las microcomputadoras de un solo chip tienen las ventajas de tamaño pequeño, bajo consumo de energía, potentes funciones de control, expansión flexible, miniaturización y facilidad de uso. Se utilizan ampliamente en la fabricación de dispositivos inteligentes. instrumentos, la construcción de sistemas de aplicación de control industrial y la fabricación de electrodomésticos inteligentes, el uso de equipos de comunicación en red y la industria médica y de la salud.
[Editar este párrafo] Precauciones en el uso de ordenadores
Primero enciende y apaga la máquina:
El equipo informático debe estar apagado correctamente, de lo contrario no funcionará La vida se verá afectada, es el culpable de algunas averías.
La secuencia correcta de encendido y apagado es: encender el ordenador, primero encender los periféricos del ordenador (como monitores, impresoras, etc.). ), y luego encienda el host de la computadora; la secuencia de apagado es exactamente la opuesta: primero apague el host y luego apague la alimentación de otros dispositivos periféricos.
2. Instrucciones de seguridad para el uso de equipos informáticos:
(1). No coloque equipos informáticos en lugares polvorientos (como ventanas cerca de la carretera, etc.) Si es imposible cambiar la ubicación, cúbralos con una cubierta antipolvo cuando no los coloque en lugares húmedos (como; lugares donde se concentran botellas de agua o agua potable (cerca de la computadora, el agua puede salpicar fácilmente el dispositivo cuando alguien vierte agua), preste atención a la disipación de calor del chasis principal y evite la luz solar directa sobre la computadora;
(2) Está prohibido utilizar otros aparatos eléctricos, calentadores, etc. en la toma de corriente dedicada de la computadora. Equipos eléctricos personales como teléfonos móviles, etc., verifique si todos los equipos informáticos están apagados antes de salir después del trabajo. ;
(3) No lo mueva mientras la computadora está funcionando;
(4) Cuando la computadora está funcionando No enchufe ni desenchufe el equipo, encienda y apague con frecuencia. máquina y conecte y desconecte todas las interfaces (excepto la interfaz USB) mientras la alimentación esté encendida. Esto puede quemar fácilmente la tarjeta de interfaz o dañar el bloque integrado;
(5). Antiestático y antipolvo, no permita que entre agua en el teclado, el mouse y otros equipos;
(6) Realice copias de seguridad de los datos con regularidad y organice el disco. Algunos datos pueden perderse fácilmente debido al uso frecuente del disco duro, virus, mal funcionamiento, etc. Por lo tanto, es necesario realizar copias de seguridad de algunos datos importantes con frecuencia para evitar que todo el trabajo realizado durante varios meses se pierda debido a una copia de seguridad inoportuna. Desfragmente el disco con regularidad y limpie los archivos basura de manera oportuna para evitar que ocupen demasiado espacio en el disco y causen inconvenientes en la búsqueda y administración de archivos normales. No sólo puede eliminar archivos importantes fácilmente, sino que también puede usarse en emergencias.
(7) Si se encuentran problemas, deben informarse para su reparación a tiempo para garantizar que la máquina esté siempre funcionando en buenas condiciones, incluyendo: si hay problemas anormales con el equipo, si el cableado está suelto, etc
(8) Prevenir virus informáticos, instalar software antivirus y actualizar periódicamente el software antivirus.
Algunas precauciones al usar computadoras:
1. Vincular automáticamente a algunos sitios web desconocidos.
Al navegar por Internet, tenga cuidado de no meterse con cosas que no comprende, especialmente imágenes pornográficas y anuncios que flotan en algunas páginas del navegador. No haga clic en ellas si afectan su navegación; hacia arriba y hacia abajo. Deslice el control deslizante hasta alcanzar el ángulo óptimo.
Además, trate de no instalar algunos complementos de Internet, asistentes de Internet y barras de herramientas, que en ocasiones afectan el uso normal del navegador.
2. No descargue ni instale ningún software o programa pequeño en línea.
3. Correos electrónicos de desconocidos.
Reciba correos electrónicos de desconocidos, especialmente aquellos con títulos atractivos, como un chiste o una carta de amor, y archivos adjuntos.
4. Compruebe si hay virus antes de usar la unidad flash USB y utilice regularmente software antivirus para comprobar si el sistema tiene virus.
Manifestaciones comunes de ataques de virus informáticos;
1. La velocidad de ejecución es significativamente más lenta.
2. El software que solía ejecutarse normalmente tiene errores de memoria insuficiente; ;
3. Indique algunas palabras irrelevantes.
4. Generar imágenes específicas.
5. No se hace nada, la luz del disco duro sigue parpadeando.
6.Se ha cambiado el icono del escritorio de Windows.
7. La computadora falla o se reinicia repentinamente.
8. Enviar correos electrónicos automáticamente.
9. El ratón se ocupa automáticamente.
Posibles consecuencias adversas de los virus informáticos:
1. El disco duro no se puede iniciar y se pierden datos.
2. Los archivos del sistema se pierden o dañan.
3. El directorio de archivos es confuso.
4. Algunos archivos se pierden o destruyen.
5. Algunos documentos se cifrarán automáticamente.
6. La red está paralizada y no se pueden prestar los servicios normales.
[Editar este párrafo] Es necesario dominar el mantenimiento y montaje de ordenadores.
Composición y desarrollo básico de ordenadores, y comprensión de los principales componentes del sistema.
Comprender los periféricos del sistema y el hardware común, e identificar los parámetros de rendimiento
Montaje práctico de la computadora e instalación del software del sistema
Instalar controladores del sistema y software común, y realizar copias de seguridad ellos Controlador básico.
Copia de seguridad de archivos y sistemas, uso de fantasma.
Se debe completar la copia de seguridad de archivos y sistemas antes de decidir realizar una restauración fantasma.
1. Primero decida qué disco restaurar (como la unidad C);
2. Reorganice la unidad C y elimine el software extraviado (. Método de entrada Pinyin), Thunder, software de oficina, wps, etc.) para evitar que se reinstale después de cada recuperación.
3. Luego use un software antivirus para eliminar por completo el virus de la unidad c; utilice software de optimización (Super Rabbit, Optimization Master, etc.) para limpiar el registro y eliminar información inútil.
4. Utilice fantasma para hacer una copia de seguridad de la unidad C (no coloque los archivos respaldados en el disco de respaldo
5. Después de la copia de seguridad, restaure la unidad C).
6. Reiniciar y seguir escribiendo
Configuración básica y mantenimiento de la Bios
Pruebas básicas y optimización del sistema, así como detección de seguridad del sistema.
Solución de problemas y mantenimiento básicos