C语言视频教程​——1.1节

Edward

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以下为图文内容

第一章  电子计算机

人类世界发展至2020年，电子计算机已经在我们生活的各方各面扮演着重要的角色，小到可穿戴设备，大到空间站，高铁，都离不开电子计算机。这里的电子计算机包含了我们平时所用到的个人电脑，嵌入式片上系统，单片机等产品。这些产品统称为“硬件”。

程序，展现在大家面前的是一行行代码或者一串串二进制数据。我们绞尽脑汁想出各种编程语言，各种解释性语言，目的只有一个，即是控制生活中各种各样微型计算机工作。这些各种不同的编程语言不管多复杂多高级，最终都只会变成二进制数据，在计算机上面运行。可以说，如果没有电子计算机，那么不管是C/C++，Java，C#，Python还是汇编语言都没有任何意义，这些程序就只是一些没有肉体的灵魂。

因此，在学习程序设计之前，必须对电子计算机有一定的认识，可以说学习的语言越低级，对计算机硬件的要求就越高。比如，学习汇编，就一定要把目标计算机的硬件知识学的越透彻。

这里有意思的是，由于操作系统的出现，在用C语言开发应用时，对硬件知识的要求又不是那么高了，而在微型计算机驱动开发，嵌入式驱动开发，单片机开发领域，对硬件的要求还是很高。这里利用单独的一章来简单介绍一下微型计算机，有兴趣的读者，可以深入地学习微机原理。

1.1 电子计算机发展历史

人类广义上的第一台电子计算机是1946年在宾夕法尼亚大学问世的，其名字为电子数字积分计算机（ENIAC，ElectronicNumerical And Calculator），这台计算器使用了17840支电子管，大小为80英尺×8英尺，重达28t（吨），功耗为170kW，其运算速度为每秒5000次的加法运算，造价约为487000美元。

到1958年，出现了晶体管计算机。所谓晶体管计算机，就是用晶体管（双极型，单极型等）组成具有计算能力的电路。相比于电子管计算机，晶体管计算机有着体积小，能耗低，速度快，造价低等优点。

从1964年开始，集成电路的设计就被用到了芯片设计上面，但此时的计算机还是以分立式的中小规模集成电路为主，如果数电知识比较好的，可以联想如何到用74138，7400，触发器等门电路芯片完成加减乘除等算数运算，或者与或非等逻辑运算。把这些芯片搭成的模块组合到一起去，就变成了一台可以用作计算的计算机，而此时的“中央处理器”概念还没有产生，我们后人可以叫它“中央处理盒子”。这一代的计算机和之前两代相比，除了体积小，能耗低，速度快，造价低等优点外，还有一个很大的优点，即比之前两代更为稳定。

到了1970年之后，大规模和超大规模集成电路的技术被用到了计算机行业，人们第一次想到可以将计算机用来计算的核心部件封装在一块芯片内。说到这个年代，一定要说一家公司——“仙童（Fairchild）半导体”（此仙童并非现在的Fairchild）。1955年，“晶体管之父”威廉·肖克利离开了贝尔实验室而创建了肖克利半导体实验室，他吸引了很多年轻有为的科学家，其中最有名的8人分别是，罗伯特·诺依斯（Robert Noyce）、戈登·摩尔（Gordon Moore）、朱利亚斯·布兰克（Julius Blank）、尤金·克莱尔（Eugene Kleiner）、金·赫尔尼（Jean Hoerni）、杰·拉斯特（Jay Last）、谢尔顿·罗伯茨（Sheldon Roberts）和维克多·格里尼克（Victor Grinich），后来由于这8个人不满肖克利的管理方法和怪异行为，这8个人集体辞职，他们又接受了仙童摄影器材公司的资助，成立了“仙童半导体”。这八个人的行为在计算机发展史上有重要意义，被称为“八天才叛逆”。比较有意思的是，仙童当时发明的半导体制作工艺和底片冲洗照片的工艺非常相似。“八天才”创立了仙童半导体，这只是开始，后来由于仙童半导体经营不善，这八个人先后离职，他们之中的罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔创立了大名鼎鼎的“英特尔”，从此计算机历史进入了蓬勃发展时代。