計算機
計算機
計算機（computer）俗稱電腦，是現代一種用於高速計算的電子計算機器，可以進行數值計算，又可以進行邏輯計算，還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行，自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。
由硬體系統和軟體系統所組成，沒有安裝任何軟體的計算機稱為裸機。可分為超級計算機、工業控制計算機、網路計算機、個人計算機、嵌入式計算機五類，較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。
計算機發明者約翰·馮·諾依曼。計算機是20世紀最先進的科學技術發明之一，對人類的生產活動和社會活動產生了極其重要的影響，並以強大的生命力飛速發展。它的應用領域從最初的軍事科研應用擴展到社會的各個領域，已形成了規模巨大的計算機產業，帶動了全球範圍的技術進步，由此引發了深刻的社會變革，計算機已遍及一般學校、企事業單位，進入尋常百姓家，成為信息社會中必不可少的工具。
計徠算機的應用在中國越來越普遍，改革開放以後，中國計算機用戶的數量不斷攀升，應用水平不斷提高，特別是網際網路、通信、多媒體等領域的應用取得了不錯的成績。1996年至2009 年，計算機用戶數量從原來的630萬增長至6710 萬台，聯網計算機台數由原來的2.9萬台上升至5940萬台。網際網路用戶已經達到3.16 億，無線網際網路有6.7 億移動用戶，其中手機上網用戶達1.17 億，為全球第一位。
ENIAC計算機
1889年，美國科學家赫爾曼·何樂禮研製出以電力為基礎的電動製表機，用以儲存計算資料。
1930年，美國科學家范內瓦·布希造出世界上首台模擬電子計算機。
1946年2月14日，由美國軍方定製的世界上第一台電子計算機“電子數字積分計算機”（ENIAC Electronic Numerical And Calculator）在美國賓夕法尼亞大學問世了。ENIAC（中文名：埃尼阿克）是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道需要而研製成的，這台計算器使用了17840支電子管，大小為80英尺×8英尺，重達28t（噸），功耗為170kW，其運算速度為每秒5000次的加法運算，造價約為487000美元。ENIAC的問世具有劃時代的意義，表明電子計算機時代的到來。在以後60多年裡，計算機技術以驚人的速度發展，沒有任何一門技術的性能價格比能在30年內增長6個數量級。
• 第1代：電子管數字機（1946—1958年）
電子管數字計算機
特點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般為每秒數千次至數萬次）、價格昂貴，但為以後的計算機發展奠定了基礎。
• 第2代：晶體管數字機（1958—1964年）
硬體方面的操作系統、高級語言及其編譯程序應用領域以科學計算和事務處理為主，並開始進入工業控制領域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高（一般為每秒數10萬次，可高達300萬次）、性能比第1代計算機有很大的提高。
• 第3代：集成電路數字機（1964—1970年）
硬體方面，邏輯元件採用中、小規模集成電路（MSI、SSI），主存儲器仍採用磁芯。軟體方面出現了分時操作系統以及結構化、規模化程序設計方法。特點是速度更快（一般為每秒數百萬次至數千萬次），而且可靠性有了顯著提高，價格進一步下降，產品走向了通用化、系列化和標準化等。應用領域開始進入文字處理和圖形圖像處理領域。
• 第4代：大規模集成電路機（1970年至今）
硬體方面，邏輯元件採用大規模和超大規模集成電路（LSI和VLSI）。軟體方面出現了資料庫管理系統、網路管理系統和面向對象語言等。1971年世界上第一台微處理器在美國矽谷誕生，開創了微型計算機的新時代。應用領域從科學計算、事務管理、過程式控制制逐步走向家庭。
由於集成技術的發展，半導體晶元的集成度更高，每塊晶元可容納數萬乃至數百萬個晶體管，並且可以把運算器和控制器都集中在一個晶元上、從而出現了微處理器，並且可以用微處理器和大規模、超大規模集成電路組裝成微型計算機，就是我們常說的微電腦或PC機。微型計算機體積小，價格便宜，使用方便，但它的功能和運算速度已經達到甚至超過了過去的大型計算機。另一方面，利用大規模、超大規模集成電路製造的各種邏輯晶元，已經製成了體積並不很大，但運算速度可達一億甚至幾十億次的巨型計算機。我國繼1983年研製成功每秒運算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機以後，又於1993年研製成功每秒運算十億次的銀河Ⅱ型通用并行巨型計算機。這一時期還產生了新一代的程序設計語言以及資料庫管理系統和網路軟體等。
隨著物理元、器件的變化，不僅計算機主機經歷了更新換代，它的外部設備也在不斷地變革。比如外存儲器，由最初的陰極射線顯示管發展到磁芯、磁鼓，以後又發展為通用的磁碟，現又出現了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光碟（CD—ROM）。
時代
| 時期 | 時間 | 典型計算機 | 描述 |
| 第一代計算機（電子管） | 1946年2月16日 | ENIAC | 美國賓夕法尼亞大學研製的人類歷史上真正意義的第一台電子計算機，佔地170平方米，耗電150千瓦，造價48萬美元，每秒可執行5000次加法或400次乘法運算。共使用了18000個電子管。 |
| 1950年 | EDVAC | 第一台并行計算機，實現了計算機之父“馮。諾伊曼”的兩個設想：採用二進位和存儲程序。 |
| 第二代計算機（晶體管） | 1954年 | TRADIC | IBM公司製造的第一台使用晶體管的計算機，增加了浮點運算，使計算能力有了很大提高 |
| 1958年 | IBM 1401 | 這是第二代計算機中的代表，用戶當時可以租用。 |
| 時期 | 時間 | 典型計算機 | 描述 |
| 第四代計算機（大規模和超大規模集成電路） | 1970年 | IBM S/370 | 這是IBM的更新換代的重要產品，採用了大規模集成電路代替磁芯存儲，小規模集成電路作為邏輯元件，並使用虛擬存儲器技術，將硬體和軟體分離開來，從而明確了軟體的價值。 |
| 1975年4月 | Altair 8800 | MITS製造的，帶有1KB存儲器。這是世界上第一台微型計算機。 | |
| 1977年4月 | Apple II | NMOS6500 1MHz CPU，4KB RAM 16KB ROM，這是計算機史上第一個帶有彩色圖形的個人計算機 | |
| 1981年8月12日 | IBM PC | 採用了主頻為4.77MHz的Intel 8088CPU，內存64KB,160KB軟碟機，操作系統是Microsoft提供的MS-DOS | |
| 1983年1月19日 | APPLE LISA | 第一台使用了滑鼠的電腦，第一台使用圖形用戶界面的電腦。 | |
| 1983年3月8日 | IBM PC/XT | 採用INTEL8088 4.77MHz的CPU，256K RAM和40K ROM,10MB的硬碟，兩部360KB軟碟機。 | |
| 1984年8月 | IBM PC/AT | 採用Intel 80286 6MHzCPU， 512KB內存，20MB硬碟和1.2M軟碟機。 | |
| 1986年9月 | Compaq Desktop PC | 採用了Intel 80386 16MHz CPU,640KB內存，20MB硬碟，1.2M軟碟機，是計算機史上第一台386計算機。 | |
| 1989年4月 | DELL 80486 | 採用Intel 80486DX CPU 640KB內存， 20MB硬碟，1.2M軟碟機。 | |
| 1996年 | 基本配置是奔騰或者奔騰MMX 的CPU，32M EDO或者SDRAM內存，2.1G硬碟，14寸球面顯示器為標準配置。 | ||
| 1997年 | 基本配置開始向賽揚處理器過渡，部分高檔的機器開始使用PentiumII CPU，同時內存也由早期的EDO過渡到SDRAM，4.3G左右的硬碟開始成為標準配置。 | ||
| 1998年 | 帶有128K二級高速緩存的賽揚處理器成為廣大裝機者的最愛，同時64M內存和15寸顯示器開始成為標準配置。 | ||
| 1999年 | 部分品牌廠商開始將PentiumIII CPU作為電腦的一個賣點，64M內存和6.4G硬碟開始成為電腦的標準配置。 | ||
| 2000年 | 66M和100M外頻的賽揚處理器佔領了大部分品牌或兼容機的市場，128M內存，10G以上的硬碟開始成為標準配置，17寸顯示器慢慢進入家庭。 | ||
| 2001年至今 | Pentium 4 CPU和Pentium 4賽揚CPU開始成為電腦的標準配置，內存由SDRAM實現了向DDR的過渡，同時17寸CRT顯示器或者15寸液晶顯示器開始成為用戶的首選，硬碟逐漸向40G以上的容量發展。 | ||
| 蘋果 iMac G5(M9248CH/A) | 處理器類型PowerPC G5配置，主頻1600MHz以上，內存容量256MB，硬碟容量80GB，顯示器類型17”液晶。這是蘋果電腦的創新，將主機的部件全部集成到顯示器內部。顯示器就是一台電腦。 |
計算機是由硬體系統（hardware system）和軟體系統（software system）兩部分組成的。
傳統電腦系統的硬體單元一般可分為輸入單元、輸出單元、算術邏輯單元、控制單元及記憶單元，其中算術邏輯單元和控制單元合稱中央處理單元（Center Processing Unit,CPU)。
• 電源
電源是電腦中不可缺少的供電設備，它的作用是將220V交流電轉換為電腦中使用的5V、12V、3.3V直流電，其性能的好壞，直接影響到其他設備工作的穩定性，進而會影響整機的穩定性。手提電腦在自帶鋰電池情況下，為手提電腦提供有效電源。
• 主板
主板是電腦中各個部件工作的一個平台，它把電腦的各個部件緊密連接在一起，各個部件通過主板進行數據傳輸。也就是說，電腦中重要的“交通樞紐”都在主板上，它工作的穩定性影響著整機工作的穩定性。
• CPU
CPU即中央處理器，是一台計算機的運算核心和控制核心。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。CPU由運算器、控制器、寄存器、高速緩存及實現它們之間聯繫的數據、控制及狀態的匯流排構成。作為整個系統的核心，CPU也是整個系統最高的執行單元，因此CPU已成為決定電腦性能的核心部件，很多用戶都以它為標準來判斷電腦的檔次。
• 內存
內存又叫內部存儲器或者是隨機存儲器（RAM），分為DDR內存和SDRAM內存，（但是SDRAM由於容量低，存儲速度慢，穩定性差，已經被DDR淘汰了）內存屬於電子式存儲設備，它由電路板和晶元組成，特點是體積小，速度快，有電可存，無電清空，即電腦在開機狀態時內存中可存儲數據，關機后將自動清空其中的所有數據。內存有DDR、DDR II、DDR III三大類，容量1-64GB。
• 硬碟
硬碟屬於外部存儲器，機械硬碟由金屬磁片製成，而磁片有記憶功能，所以儲到磁片上的數據，不論在開機，還是關機，都不會丟失。硬碟容量很大，已達TB級，尺寸有3.5、2.5、1.8、1.0英寸等，介面有IDE、SATA、SCSI等，SATA最普遍。移動硬碟是以硬碟為存儲介質，強調便攜性的存儲產品。市場上絕大多數的移動硬碟都是以標準硬碟為基礎的，而只有很少部分的是以微型硬碟（1.8英寸硬碟等）為基礎，但價格因素決定著主流移動硬碟還是以標準筆記本硬碟為基礎。因為採用硬碟為存儲介質，因此移動硬碟在數據的讀寫模式與標準IDE硬碟是相同的。移動硬碟多採用USB、IEEE1394等傳輸速度較快的介面，可以較高的速度與系統進行數據傳輸。固態硬碟用固態電子存儲晶元陣列而製成的硬碟，由控制單元和存儲單元（FLASH晶元）組成。固態硬碟在產品外形和尺寸上也完全與普通硬碟一致但是固態硬碟比機械硬碟速度更快。
• 音效卡
音效卡是組成多媒體電腦必不可少的一個硬體設備，其作用是當發出播放命令后，音效卡將電腦中的聲音數字信號轉換成模擬信號送到音箱上發出聲音。
• 顯卡
顯卡在工作時與顯示器配合輸出圖形、文字，作用是將計算機系統所需要的顯示信息進行轉換驅動，並向顯示器提供行掃描信號，控制顯示器的正確顯示，是連接顯示器和個人電腦主板的重要元件，是“人機對話”的重要設備之一。
• 網卡
網卡是工作在數據鏈路層的網路組件，是區域網中連接計算機和傳輸介質的介面，不僅能實現與區域網傳輸介質之間的物理連接和電信號匹配，還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、數據的編碼與解碼以及數據緩存的功能等。網卡的作用是充當電腦與網線之間的橋樑，它是用來建立區域網並連接到Internet的重要設備之一。
在整合型主板中常把音效卡、顯卡、網卡部分或全部集成在主板上。
•數據機
數據機
• 光碟機
光碟機
• 顯示器
英文名為“monitor”，顯示器有大有小，有薄有厚，品種多樣，其作用是把電腦處理完的結果顯示出來。它是一個輸出設備，是電腦必不可缺少的部件之一。分為CRT、LCD、LED三大類，介面有VGA、DVI兩類。
鍵盤
英文名為“Keyboard”，分為有線和無線，鍵盤是主要的人工學輸入設備，通常為104或105鍵，用於把文字、數字等輸到電腦上，以及電腦操控。
滑鼠
英文名為“Mouse”，當人們移動滑鼠時，電腦屏幕上就會有一個箭頭指針跟著移動，並可以很準確指到想指的位置，快速地在屏幕上定位，它是人們使用電腦不可缺少的部件之一。鍵盤滑鼠介面有PS/2和USB兩種。硬體的滑鼠分為光電和機械兩種（機械已被光電淘汰）。
• 音箱
音響
• 印表機
印表機
• 視頻設備
如攝像頭、掃描儀、數碼相機、數碼攝像機、電視卡等設備，用於處理視頻信號。
英文名為“Flash disk”，快閃記憶體盤通常也被稱作優盤，U盤，閃盤，是一個通用串列匯流排USB介面的無需物理驅動器的微型高容量移動存儲產品，它採用的存儲介質為快閃記憶體存儲介質（Flash Memory）。快閃記憶體盤一般包括快閃記憶體（Flash Memory）、控制晶元和外殼。快閃記憶體盤具有可多次擦寫、速度快而且防磁、防震、防潮的優點。閃盤採用流行的USB介面，體積只有大拇指大小，重量約20克，不用驅動器，無需外接電源，即插即用，不同電腦之間進行文件交流，存儲容量從1～128GB不等，滿足不同的需求。
移動存儲卡及讀卡器
存儲卡是利用快閃記憶體（Flash Memory）技術達到存儲電子信息的存儲器，一般應用在數碼相機、掌上電腦、MP3、MP4等小型數碼產品中作為存儲介質，所以樣子小巧，猶如一張卡片，所以稱之為快閃記憶體卡。根據不同的生產廠商和不同的應用，快閃記憶體卡有Smart Media（SM卡）、Compact Flash（CF卡），Multi Media Card（MMC卡），Secure Digital（SD卡）、Memory Stick（記憶棒），TF卡等多種類型，這些快閃記憶體卡雖然外觀、規格不同，但是技術原理都是相同的。由於快閃記憶體卡本身並不能直接被電腦辨認，讀卡器就是一個兩者的溝通橋樑。讀卡器Card Reader）可使用很多種存儲卡，如Compact Flash or Smart Media or Microdrive存儲卡等，作為存儲卡的信息存取裝置。讀卡器使用USB1.1/USB2.0的傳輸介面，支持熱拔插。與普通USB設備一樣，只需插入電腦的USB埠，然後插用存儲卡就可以使用了。按照速度來劃分有USB1.1、USB2.0以及USB3.0，按用途來劃分，有單一讀卡器和多合一讀卡器。
所謂軟體是指為方便使用計算機和提高使用效率而組織的程序以及用於開發、使用和維護的有關文檔。軟體系統可分為系統軟體和應用軟體兩大類。
1、系統軟體
系統軟體System software,由一組控制計算機系統並管理其資源的程序組成，其主要功能包括：啟動計算機，存儲、載入和執行應用程序，對文件進行排序、檢索，將程序語言翻譯成機器語言等。實際上，系統軟體可以看作用戶與計算機的介面，它為應用軟體和用戶提供了控制、訪問硬體的手段，這些功能主要由操作系統完成。此外，編譯系統和各種工具軟體也屬此類，它們從另一方面輔助用戶使用計算機。下面分別介紹它們的功能。
1）操作系統（Operating System，OS）
操作系統是管理、控制和監督計算機軟、硬體資源協調運行的程序系統，由一系列具有不同控制和管理功能的程序組成，它是直接運行在計算機硬體上的、最基本的系統軟體，是系統軟體的核心。操作系統是計算機發展中的產物，它的主要目的有兩個：一是方便用戶使用計算機，是用戶和計算機的介面。比如用戶鍵入一條簡單的命令就能自動完成複雜的功能，這就是操作系統幫助的結果；二是統一管理計算機系統的全部資源，合理組織計算機工作流程，以便充分、合理地發揮計算機的效率。操作系統通常應包括下列五大功能模塊：
（1）處理器管理：當多個程序同時運行時，解決處理器（CPU）時間的分配問題。
（2）作業管理：完成某個獨立任務的程序及其所需的數據組成一個作業。作業管理的任務主要是為用戶提供一個使用計算機的界面使其方便地運行自己的作業，並對所有進入系統的作業進行調度和控制，儘可能高效地利用整個系統的資源。
（3）存儲器管理：為各個程序及其使用的數據分配存儲空間，並保證它們互不干擾。
（4）設備管理：根據用戶提出使用設備的請求進行設備分配，同時還能隨時接收設備的請求（稱為中斷），如要求輸入信息。
（5）文件管理：主要負責文件的存儲、檢索、共享和保護，為用戶提供文件操作的方便。
操作系統的種類繁多，依其功能和特性分為分批處理操作系統、分時操作系統和實時操作系統等；依同時管理用戶數的多少分為單用戶操作系統和多用戶操作系統；適合管理計算機網路環境的網路操作系統。
微機操作系統隨著微機硬體技術的發展而發展，從簡單到複雜。Microsoft公司開發的DOS是一單用戶單任務系統，而Windows操作系統則是一多戶多任務系統，經過十幾年的發展，已從Windows 3.1發展Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows vista、Windows 7和Windows 8等等。它是當前微機中廣泛使用的操作系統之一。Linux是一個源碼公開的操作系統，程序員可以根據自己的興趣和靈感對其進行改變，這讓Linux吸收了無數程序員的精華，不斷壯大，已被越來越多的用戶所採用，是Windows操作系統強有力的競爭對手。
2）語言處理系統（翻譯程序）
人和計算機交流信息使用的語言稱為計算機語言或稱程序設計語言。計算機語言通常分為機器語言、彙編語言和高級語言三類。如果要在計算機上運行高級語言程序就必須配備程序語言翻譯程序（下簡稱翻譯程序）。翻譯程序本身是一組程序，不同的高級語言都有相應的翻譯程序。翻譯的方法有兩種：
一種稱為“解釋”。早期的BASIC源程序的執行都採用這種方式。它調用機器配備的BASIC“解釋程序”，在運行BASIC源程序時，逐條把BASIC的源程序語句進行解釋和執行，它不保留目標程序代碼，即不產生可執行文件。這種方式速度較慢，每次運行都要經過“解釋”，邊解釋邊執行。
另一種稱為“編譯”，它調用相應語言的編譯程序，把源程序變成目標程序（以.OBJ為擴展名），然後再用連接程序，把目標程序與庫文件相連接形成可執行文件。儘管編譯的過程複雜一些，但它形成的可執行文件（以.exe為擴展名）可以反覆執行，速度較快。運行程序時只要鍵入可執行程序的文件名，再按Enter鍵即可。
對源程序進行解釋和編譯任務的程序，分別叫作編譯程序和解釋程序。如FORTRAN、COBOL、PASCAL和C等高級語言，使用時需有相應的編譯程序；BASIC、LISP等高級語言，使用時需用相應的解釋程序。
3）服務程序
服務程序能夠提供一些常用的服務性功能，它們為用戶開發程序和使用計算機提供了方便，像微機上經常使用的診斷程序、調試程序、編輯程序均屬此類。
4）資料庫管理系統
資料庫是指按照一定聯繫存儲的數據集合，可為多種應用共享。資料庫管理系統（Data Base Management System，DBMS）則是能夠對資料庫進行加工、管理的系統軟體。其主要功能是建立、消除、維護資料庫及對庫中數據進行各種操作。資料庫系統主要由資料庫（DB）、資料庫管理系統（DBMS）以及相應的應用程序組成。資料庫系統不但能夠存放大量的數據，更重要的是能迅速、自動地對數據進行檢索、修改、統計、排序、合併等操作，以得到所需的信息。這一點是傳統的文件櫃無法作到的。
資料庫技術是計算機技術中發展最快、應用最廣的一個分支。可以說，在今後的計算機應用開發中大都離不開資料庫。因此，了解資料庫技術猶其是微機環境下的資料庫應用是非常必要的。
2、應用軟體
為解決各類實際問題而設計的程序系統稱為應用軟體。從其服務對象的角度，又可分為通用軟體和專用軟體兩類。
運算速度快：計算機內部電路組成，可以高速準確地完成各種算術運算。當今計算機系統的運算速度已達到 每秒萬億次，微機也可達每秒億次以上，使大量複雜的科學計算問題得以解決。例如：衛星軌道的計算、大型水壩的計算、24小時天氣算需要幾年甚至幾十年，而在現代社會裡，用計算機只需幾分鐘就可完成。
計算精確度高：科學技術的發展特別是尖端科學技術的發展，需要高度精確的計算。計算機控制的導彈之所以能準確地擊中預定的目標，是與計算機的精確計算分不開的。一般計算機可以有十幾位甚至幾十位（二進位）有效數字，計算精度可由千分之幾到百萬分之幾，是任何計算工具所望塵莫及的。
邏輯運算能力強：計算機不僅能進行精確計算，還具有邏輯運算功能，能對信息進行比較和判斷。計算機能把參加運算的數據、程序以及中間結果和最後結果保存起來，並能根據判斷的結果自動執行下一條指令以供用戶隨時調用。
存儲容量大：計算機內部的存儲器具有記憶特性，可以存儲大量的信息，這些信息，不僅包括各類數據信息，還包括加工這些數據的程序。
自動化程度高：由於計算機具有存儲記憶能力和邏輯判斷能力，所以人們可以將預先編好的程序組納入計算機內存，在程序控制下，計算機可以連續、自動地工作，不需要人的干預。
性價比高：幾乎每家每戶都會有電腦，越來越普遍化、大眾化，21世紀電腦必將成為每家每戶不可缺少的電器之一。計算機發展很迅速，有台式的還有筆記本。
超級計算機
1、伺服器
各種各樣計算機圖片展示
2、工作站
計算機
無盤工作站是指無軟盤、無硬碟、無光碟機連入區域網的計算機。在網路系統中，把工作站端使用的操作系統和應用軟體被全部放在伺服器上，系統管理員只要完成伺服器上的管理和維護，軟體的升級和安裝也只需要配置一次后，則整個網路中的所有計算機就都可以使用新軟體。所以無盤工作站具有節省費用、系統的安全性高、易管理性和易維護性等優點，這對網路管理員來說具有很大的吸引力。
無盤工作站的工作原理是由網卡的啟動晶元（Boot ROM）以不同的形式向伺服器發出啟動請求號，伺服器收到后，根據不同的機制，向工作站發送啟動數據，工作站下載完啟動數據后，系統控制權由Boot ROM轉到內存中的某些特定區域，並引導操作系統。
根據不同的啟動機制，比較常用無盤工作站可分為RPL 和PXE。RPL 為Remote Initial Program Load 的縮寫，此技術常用於Windows95 中。PXE 是RPL 的升級品，它是Preboot Execution Environment的縮寫。兩者不同之處在於RPL 是靜態路由，而PXE 是動態路由，其通信協議採用TCP/IP，實現了與Internet 連接高效而可靠，它常用於Windows98、Windows NT、Windows2000、Windows XP中。
3、集線器
集線器
4、交換機
交換機
5、路由器
路由器
交換機、路由器是一台特殊的網路計算機，它的硬體基礎CPU、存儲器和介面，軟體基礎是網路互聯操作系統IOS。
交換機、路由器和PC機一樣，有中央處理單元CPU，而且不同的交換機、路由器，其CPU一般也不相同，CPU是交換機、路由器的處理中心。
內存是交換機、路由器存儲信息和數據的地方，CISCO交換機、路由器有以下幾種內存組件：
ROM（Read Only Memory）存儲交換機、路由器加電自檢（POST：Power-On Self-Test）、啟動程序（Bootstrap Program）和部分或全部的IOS。交換機、路由器中的ROM是可擦寫的，所以IOS是可以升級的。
RAM（Random Access Memory）與PC機上的隨機存儲器相似，提供臨時信息的存儲，同時保存著當前的路由表和配置信息。
NVRAM（Nonvolatile Random Access Memory）存儲交換機、路由器的啟動配置文件。NVRAM是可擦寫的，可將交換機、路由器的配置信息拷貝到NVRAM中。
FLASH快閃記憶體，是可擦寫的，也可編程，用於存儲CISCO IOS的其它版本，用於對交換機、路由器的IOS進行升級。
介面用作將交換機、路由器連接到網路，可以分為區域網介面和廣域網介面兩種。由於交換機、路由器型號的不同，介面數目和類型也不盡一樣。常見的介面主要有以下幾種：
高速同步串口，可連接DDN，幀中繼（Frame Relay），X.25，PSTN（模擬電話線路）。
同步/非同步串口，可用軟體將埠設置為同步工作方式。
AUI埠，即粗纜口。一般需要外接轉換器（AUI-RJ45），連接10/100Base-T乙太網路。
ISDN埠，可以連接ISDN網路（2B+D），可作為區域網接入Internet 之用。
AUX埠，該埠為非同步埠，主要用於遠程配置，也可用於拔號備份，可與MODEM連接。支持硬體流控制（Hardware Flow Control）。
Console埠，該埠為非同步埠，主要連接終端或運行終端模擬程序的計算機，在本地配置交換機、路由器。不支持硬體流控制。
是一種採用匯流排結構，對生產過程及其機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的計算機系統總稱。簡稱工控機。它由計算機和過程輸入輸出（I/O）通過兩大部分組成。計算機是由主機、輸入輸出設備和外部磁碟機、磁帶機等組成。在計算機外部又增加一部分過程輸入/輸出通道，用來完成工業生產過程的檢測數據送入計算機進行處理；另一方面將計算機要行使對生產過程式控制制的命令、信息轉換成工業控制對象的控制變數的信號，再送往工業控制對象的控制器去。由控制器行使對生產設備運行控制。工控機的主要類別有：IPC（PC匯流排工業電腦）、PLC（可編程式控制制系統）、DCS（分散型控制系統）、FCS（現場匯流排系統）及CNC（數控系統）五種。
1、IPC
即基於PC匯流排的工業電腦。據2000年IDC統計PC機已佔到通用計算機的95%以上，因其價格低、質量高、產量大、軟/硬體資源豐富，已被廣大的技術人員所熟悉和認可，這正是工業電惱熱的基礎。其主要的組成部分為工業機箱、無源底板及可插入其上的各種板卡組成，如CPU卡、I/O卡等。並採取全鋼機殼、機卡壓條過濾網，雙正壓風扇等設計及EMC（Electro Magnetic Compatibility）技術以解決工業現場的電磁干擾、震動、灰塵、高/低溫等問題。
IPC有以下特點：
可靠性：工業PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動、腐蝕和快速診斷和可維護性，其MTTR（Mean Time to Repair）一般為10萬小時以上。
實時性，工業PC對工業生產過程進行實時在線檢測與控制，對工作狀況的變化給予快速響應，及時進行採集和輸出調節（看門狗功能這是普通PC所不具有的），遇險自複位，保證系統的正常運行。
擴充性，工業PC由於採用底板+CPU卡結構，因而具有很強的輸入輸出功能，最多可擴充20個板卡，能與工業現場的各種外設、板卡如與道控制器、視頻監控系統、車輛檢測儀等相連，以完成各種任務。
兼容性，能同時利用ISA與PCI及PICMG資源，並支持各種操作系統，多種語言彙編，多任務操作系統。
2、可編程序控制器（PLC）
PLC英文全稱ProgrammableLogicController，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它採用一類可編程的存儲器，用於其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程式控制制系統（ProgrammableLogicController）是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它採用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。
可編程式控制制器是計算機技術與自動化控制技術相結合而開發的一種適用工業環境的新型通用自動控制裝置，是作為傳統繼電器的替換產品而出現的。隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發展，可編程式控制制器更多地具有了計算機的功能，不僅能實現邏輯控制，還具有了數據處理、通信、網路等功能。由於它可通過軟體來改變控制過程，而且具有體積小、組裝維護方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，已廣泛應用於工業控制的各個領域，大大推進了機電一體化的進程。
3、分散型控制系統（DCS）
是一種高性能、高質量、低成本、配置靈活的分散控制系統系列產品，可以構成各種獨立的控制系統、分散控制系統DCS、監控和數據採集系統（SCADA），能滿足各種工業領域對過程式控制制和信息管理的需求。系統的模塊化設計、合理的軟硬體功能配置和易於擴展的能力，能廣泛用於各種大、中、小型電站的分散型控制、發電廠自動化系統的改造以及鋼鐵、石化、造紙、水泥等工業生產過程式控制制。
4、現場匯流排系統（FCS）
是全數字串列、雙向通信系統。系統內測量和控制設備如探頭、激勵器和控制器可相互連接、監測和控制。在工廠網路的分級中，它既作為過程式控制制（如PLC，LC等）和應用智能儀錶（如變頻器、閥門、條碼閱讀器等）的局部網，又具有在網路上分佈控制應用的內嵌功能。由於其廣闊的應用前景，眾多國外有實力的廠家競相投入力量，進行產品開發。國際上已知的現場匯流排類型有四十餘種，比較典型的現場匯流排有：FF，Profibus，LONworks，CAN，HART，CC-LINK等。
5、數控系統（CNC）
現代數控系統是採用微處理器或專用微機的數控系統，由事先存放在存儲器里系統程序（軟體）來實現控制邏輯，實現部分或全部數控功能，並通過介面與外圍設備進行聯接，稱為計算機數控，簡稱CNC系統。
數控機床是以數控系統為代表的新技術對傳統機械製造產業的滲透形成的機電一體化產品；其技術範圍覆蓋很多領域：（1）機械製造技術；（2）信息處理、加工、傳輸技術；（3）自動控制技術；（4）伺服驅動技術；（5）感測器技術；（6）軟體技術等。
1、台式機（Desktop）
計算機主機
散熱性。台式機具有筆記本計算機所無法比擬的優點。台式機的機箱具有空間大、通風條件好的因素而一直被人們廣泛使用。
擴展性。台式機的機箱方便用戶硬體升級，如光碟機、硬碟。如台式機箱的光碟機驅動器插槽是4-5個，硬碟驅動器插槽是4-5個。非常方便用戶日後的硬體升級。
保護性。台式機全方面保護硬體不受灰塵的侵害。而且防水性就不錯；在筆記本中這項發展不是很好。
明確性。台式機機箱的開、關鍵、重啟鍵、USB、音頻介面都在機箱前置面板中，方便用戶的使用。
但台式機的便攜性差，相比筆記本是非常方便。
2、電腦一體機
電腦一體機
3、筆記本電腦（Notebook或Laptop）
也稱手提電腦或膝上型電腦，是一種小型、可攜帶的個人電腦，通常重1-3公斤。筆記本電腦除了鍵盤外，還提供了觸控板（TouchPad）或觸控點（Pointing Stick），提供了更好的定位和輸入功能。
筆記本電徠腦
4、掌上電腦（PDA）
掌上電腦（PDA）
在掌上電腦基礎上加上手機功能，就成了智能手機（Smartphone）。智能手機除了具備手機的通話功能外，還具備了PDA分功能，特別是個人信息管理以及基於無線數據通信的瀏覽器和電子郵件功能。智能手機為用戶提供了足夠的屏幕尺寸和帶寬，既方便隨身攜帶，又為軟體運行和內容服務提供了廣闊的舞台，很多增值業務可以就此展開，如股票、新聞、天氣、交通、商品、應用程序下載、音樂圖片下載等等。
5、平板電腦
平板電腦
即嵌入式系統（ Embedded Systems） ，是一種以應用為中心、以微處理器為基礎，軟硬體可裁剪的，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬體設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成。它是計算機市場中增長最快的領域，也是種類繁多，形態多種多樣的計算機系統。嵌入式系統幾乎包括了生活中的所有電器設備，如掌上pda、計算器、電視機頂盒、手機、數字電視、多媒體播放器、汽車、微波爐、數字相機、家庭自動化系統、電梯、空調、安全系統、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設備、工業自動化儀錶與醫療儀器等。
嵌入式系統的核心部件是嵌入式處理器，分成4類，即嵌入式微控制器（ Micro Contrller Unit ，MCU，俗稱單片機）、嵌入式微處理器（ Micro Processor Unit ，MPU ）、嵌入式DSP 處理器（ Digital Signal Processor，DSP）和嵌入式片上系統（ System on Chip，SOC）。嵌入式微處理器一般具備4個特點：
1、對實時和多任務有很強的支持能力，能完成多任務並且有較短的中斷響應時間，從而使內部的代碼和實時操作系統的執行時間減少到最低限度；
2、具有功能很強的存儲區保護功能，這是由於嵌入式系統的軟體結構已模塊化，而為了避免在軟體模塊之間出現錯誤的交叉作用，需要設計強大的存儲區保護功能，同時也有利於軟體診斷；
3、可擴展的處理器結構，以能迅速地擴展出滿足應用的高性能的嵌入式微處理器；
4、嵌入式微處理器的功耗必須很低，尤其是用於攜帶型的無線及移動的計算和通信設備中靠電池供電的嵌入式系統更是如此，功耗只能為mw 甚至μw 級。
信息管理是以資料庫管理系統為基礎，輔助管理者提高決策水平，改善運營策略的計算機技術。信息處理具體包括數據的採集、存儲、加工、分類、排序、檢索和發布等一系列工作。信息處理已成為當代計算機的主要任務。是現代化管理的基礎。據統計，80%以上的計算機主要應用於信息管理，成為計算機應用的主導方向。信息管理已廣泛應用與辦公自動化、企事業計算機輔助管理與決策、情報檢索、圖書館里、電影電視動畫設計、會計電算化等各行各業。
計算機的應用已滲透到社會的各個領域，正在日益改變著傳統的工作、學習和生活的方式，推動著社會的科學計算
科學計算是計算機最早的應用領域，是指利用計算機來完成科學研究和工程技術中提出的數值計算問題。在現代科學技術工作中，科學計算的任務是大量的和複雜的。利用計算機的運算速度高、存儲容量大和連續運算的能力，可以解決人工無法完成的各種科學計算問題。例如，工程設計、地震預測、氣象預報、火箭發射等都需要由計算機承擔龐大而複雜的計算量。
過程式控制制是利用計算機實時採集數據、分析數據，按最優值迅速地對控制對象進行自動調節或自動控制。採用計算機進行過程式控制制，不僅可以大大提高控制的自動化水平，而且可以提高控制的時效性和準確性，從而改善勞動條件、提高產量及合格率。因此，計算機過程式控制制已在機械、冶金、石油、化工、電力等部門得到廣泛的應用。
計算機輔助技術包括CAD、CAM和CAI。
1、計算機輔助設計（Computer Aided Design，簡稱CAD）
計算機輔助設計是利用計算機系統輔助設計人員進行工程或產品設計，以實現最佳設計效果的一種技術。CAD技術已應用於飛機設計、船舶設計、建築設計、機械設計、大規模集成電路設計等。採用計算機輔助設計，可縮短設計時間，提高工作效率，節省人力、物力和財力，更重要的是提高了設計質量。
2、計算機輔助製造（Computer Aided Manufacturing，CAM）
計算機輔助製造是利用計算機系統進行產品的加工控制過程，輸入的信息是零件的工藝路線和工程內容，輸出的信息是刀具的運動軌跡。將CAD和CAM技術集成，可以實現設計產品生產的自動化，這種技術被成為計算機集成製造系統。有些國家已把CAD和計算機輔助製造（Computer Aided Manufacturing）、計算機輔助測試（Computer Aided Test）及計算機輔助工程（Computer Aided Engineering）組成一個集成系統，使設計、製造、測試和管理有機地組成為一體，形成高度的自動化系統，因此產生了自動化生產線和“無人工廠”。
3、計算機輔助教學（Computer Aided Instruction，簡稱CAI）
計算機輔助教學是利用計算機系統進行課堂教學。教學課件可以用PowerPoint或Flash等製作。CAI不僅能減輕教師的負擔，還能教學內容生動、形象逼真，能夠動態演示實驗原理或操作過程激發學生的學習興趣，提高教學質量，為培養現代化高質量人才提供了有效方法。
1947年，美國數學家、工程師沃倫·韋弗與英國物理學家、工程師安德魯·布思提出了以計算機進行翻譯（簡稱“機譯”）的設想，機譯從此步入歷史舞台，並走過了一條曲折而漫長的發展道路。機譯被列為21世紀世界十大科技難題。與此同時，機譯技術也擁有巨大的應用需求。
機譯消除了不同文字和語言間的隔閡，堪稱高科技造福人類之舉。但機譯的譯文質量長期以來一直是個問題，離理想目標仍相差甚遠。中國數學家、語言學家周海中教授認為，在人類尚未明了大腦是如何進行語言的模糊識別和邏輯判斷的情況下，機譯要想達到“信、達、雅”的程度是不可能的。這一觀點恐怕道出了制約譯文質量的瓶頸所在。
隨著電子技術特別是通信和計算機技術的發展，人們已經有能力把文本、音頻、視頻、動畫、圖形和圖像等各種媒體綜合起來，構成一種全新的概念—“多媒體”（Multimedia）。在醫療、教育、商業、銀行、保險、行政管理、軍事、工業、廣播、交流和出版等領域中，多媒體的應用發展很快。
計算機網路是由一些獨立的和具備信息交換能力的計算機互聯構成，以實現資源共享的系統。計算機在網路方面的應用使人類之間的交流跨越了時間和空間障礙。計算機網路已成為人類建立信息社會的物質基礎，它給我們的工作帶來極大的方便和快捷，如在全國範圍內的銀行信用卡的使用，火車和飛機票系統的使用等。可以在全球最大的網際網路路——Internet上進行瀏覽、檢索信息、收發電子郵件、閱讀書報、玩網路遊戲、選購商品、參與眾多問題的討論、實現遠程醫療服務等。
隨著科技的進步，各種計算機技術、網路技術的飛速發展，計算機的發展已經進入了一個快速而又嶄新的時代，計算機已經從功能單一、體積較大發展到了功能複雜、體積微小、資源網路化等。計算機的未來充滿了變數，性能的大幅度提高是不可置疑的，而實現性能的飛躍卻有多種途徑。不過性能的大幅提升並不是計算機發展的唯一路線，計算機的發展還應當變得越來越人性化，同時也要注重環保等等。
計算機從出現至今，經歷了機器語言、程序語言、簡單操作系統和Linux、Macos、BSD、Windows等現代操作系統四代，運行速度也得到了極大的提升，第四代計算機的運算速度已經達到幾十億次每秒。計算機也由原來的僅供軍事科研使用發展到人人擁有，計算機強大的應用功能，產生了巨大的市場需要，未來計算機性能應向著微型化、網路化、智能化和巨型化的方向發展。
巨型化是指為了適應尖端科學技術的需要，發展高速度、大存儲容量和功能強大的超級計算機。隨著人們對計算機的依賴性越來越強，特別是在軍事和科研教育方面對計算機的存儲空間和運行速度等要求會越來越高。此外計算機的功能更加多元化。
隨著微型處理器(CPU)的出現，計算機中開始使用微型處理器，使計算機體積縮小了，成本降低了。另一方面，軟體行業的飛速發展提高了計算機內部操作系統的便捷度，計算機外部設備也趨於完善。計算機理論和技術上的不斷完善促使微型計算機很快滲透到全社會的各個行業和部門中，並成為人們生活和學習的必須品。四十年來，計算機的體積不斷的縮小，台式電腦、筆記本電腦、掌上電腦、平板電腦體積逐步微型化，為人們提供便捷的服務。因此，未來計算機仍會不斷趨於微型化，體積將越來越小。
網際網路將世界各地的計算機連接在一起，從此進入了網際網路時代。計算機網路化徹底改變了人類世界，人們通過網際網路進行溝通、交流（OICQ、微博等），教育資源共享（文獻查閱、遠程教育等）、信息查閱共享（百度、谷歌）等，特別是無線網路的出現，極大的提高了人們使用網路的便捷性，未來計算機將會進一步向網路化方面發展。
計算機人工智慧化是未來發展的必然趨勢。現代計算機具有強大的功能和運行速度，但與人腦相比，其智能化和邏輯能力仍有待提高。人類不斷在探索如何讓計算機能夠更好的反應人類思維，使計算機能夠具有人類的邏輯思維判斷能力，可以通過思考與人類溝通交流，拋棄以往的依靠通過編碼程序來運行計算機的方法，直接對計算機發出指令。
傳統的計算機處理的信息主要是字元和數字。事實上，人們更習慣的是圖片、文字、聲音、像等多種形式的多媒體信息。多媒體技術可以集圖形、圖像、音頻、視頻、文字為一體，使信息處理的對象和內容更加接近真實世界。
電腦晶元圖片
20世紀80年代以來ALU和控制單元（二者合成中央處理器，即CPU）逐漸被整合到一塊集成電路上，稱作微處理器。這類計算機的工作模式十分直觀：在一個時鐘周期內，計算機先從存儲器中獲取指令和數據，然後執行指令，存儲數據，再獲取下一條指令。這個過程被反覆執行，直至得到一個終止指令。由控制器解釋，運算器執行的指令集是一個精心定義的數目十分有限的簡單指令集合。
中國現在已成為電子信息產品的製造大國，並逐步確立在全球產業分工體系中的重要地位，中國計算機產業未來將呈現六大發展趨勢。
• 大容量磁碟、環保型顯示器走向普及；
• 筆記本顯示器走向兩極分化；
• 內存技術換代，軟碟機退出市場；
• 無線應用成為主流；
• IA伺服器市場份額將進一步提高；
• 伺服器低端市場細分化加劇。
分子計算機體積小、耗電少、運算快、存儲量大。分子計算機的運行是吸收分子晶體上以電荷形式存在的信息，並以更有效的方式進行組織排列。分子計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質的相互作用過程。轉換開關為酶，而程序則在酶合成系統本身和蛋白質的結構中極其明顯地表示出來。生物分子組成的計算機具備能在生化環境下，甚至在生物有機體中運行，並能以其它分子形式與外部環境交換。因此它將在醫療診治、遺傳追蹤和仿生工程中發揮無法替代的作用。分子晶元體積大大減小，而效率大大提高，分子計算機完成一項運算，所需的時間僅為10微微秒，比人的思維速度快100萬倍。分子計算機具有驚人的存貯容量，1立方米的DNA溶液可存儲1萬億億的二進位數據。分子計算機消耗的能量非常小，只有電子計算機的十億分之一。由於分子晶元的原材料是蛋白質分子，所以分子計算機既有自我修復的功能，又可直接與分子活體相聯。
量子計算機是利用原子所具有的量子特性進行信息處理的一種全新概念的計算機。量子理論認為，非相互作用下，原子在任一時刻都處於兩種狀態，稱之為量子超態。原子會旋轉，即同時沿上、下兩個方向自旋，這正好與電子計算機0與1完全吻合。如果把一群原子聚在一起，它們不會像電子計算機那樣進行的線性運算，而是同時進行所有可能的運算，例如量子計算機處理數據時不是分步進行而是同時完成。只要40個原子一起計算，就相當於今天一台超級計算機的性能。量子計算機以處於量子狀態的原子作為中央處理器和內存，其運算速度可能比奔騰4晶元快10億倍，就像一枚信息火箭，在一瞬間搜尋整個網際網路，可以輕易破解任何安全密碼，黑客任務輕而易舉，難怪美國中央情報局對它特別感興趣。
光子計算機
光子計算機是一種由光信號進行數字運算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機。光子計算機的基本組成部件是集成光路，要有激光器、透鏡和核鏡。由於光子比電子速度快，光子計算機的運行速度可高達一萬億次。它的存貯量是現代計算機的幾萬倍，還可以對語言、圖形和手勢進行識別與合成。
許多國家都投入巨資進行光子計算機的研究。隨著現代光學與計算機技術、微電子技術相結合，在不久的將來，光子計算機將成為人類普遍的工具。
納米計算機是用納米技術研發的新型高性能計算機。納米管元件尺寸在幾到幾十納米範圍，質地堅固，有著極強的導電性，能代替硅晶元製造計算機。“納米”是一個計量單位，一個納米等於10的（-9）次方米，大約是氫原子直徑的10倍。納米技術是從20世紀80年代初迅速發展起來的新的前沿科研領域，最終目標是人類按照自己的意志直接操縱單個原子，製造出具有特定功能的產品。納米技術正從微電子機械系統起步，把感測器、電動機和各種處理器都放在一個硅晶元上而構成一個系統。應用納米技術研製的計算機內存晶元，其體積只有數百個原子大小，相當於人的頭髮絲直徑的千分之一。納米計算機不僅幾乎不需要耗費任何能源，而且其性能要比今天的計算機強大許多倍。
在納米尺度下，由於有量子效應，硅微電子晶元便不能工作。其原因是這種晶元的工作，依據的是固體材料的整體特性，即大量電子參與工作時所呈現的統計平均規律。如果在納米尺度下，利用有限電子運動所表現出來的量子效應，可能就能克服上述困難。可以用不同的原理實現納米級計算，目前已提出了四種工作機制：1）電子式納米計算技術；2）基於生物化學物質與DNA的納米計算機；3）機械式納米計算機；4）量子波相干計算。它們有可能發展成為未來納米計算機技術的基礎。
20世紀80年代以來，生物工程學家對人腦、神經元和感受器的研究傾注了很大精力，以期研製出可以模擬人腦思維、低耗、高效的第六代計算機——生物計算機。用蛋白質製造的電腦晶元，存儲量可以達到普通電腦的10億倍。生物電腦元件的密度比大腦神經元的密度高100萬倍，傳遞信息的速度也比人腦思維的速度快100萬倍。其特點是可以實現分散式聯想記憶．並能在一定程度上模擬人和動物的學習功能。它是一種有知識、會學習、能推理的計算機，具有能理解自然語言、聲音、文字和圖像的能力，並且具有說話的能力，使人機能夠用自然語言直接對話，它可以利用已有的和不斷學習到的知識，進行思維、聯想、推理，並得出結論，能解決複雜問題，具有彙集、記憶、檢索有關知識的能力。
