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计算机 智能时代的核心基石（第2页）

在这种体系结构下，计算机将程序和数据以二进制的形式存储在存储器中。

当计算机启动时，CPU首先从内存中读取第一条指令，对指令进行译码，确定指令的操作类型和操作数地址。

然后，CPU根据指令要求，从存储器中取出操作数，在运算器中进行相应的运算或处理。

运算完成后，将结果写回存储器或通过输出设备输出。

接着，CPU按照程序的指令顺序，依次取出下一条指令并执行，如此循环往复，直到程序执行完毕。

以简单的加法运算为例，假设要计算2+3，首先将这个计算过程编写成计算机能够理解的程序，程序中的指令和数据以二进制形式存储在内存中。

CPU从内存中取出加法指令和操作数2、3，在运算器中进行加法运算，得到结果5，再将结果5存储回内存或通过输出设备显示出来。

在这个过程中，计算机通过一系列复杂的电子信号处理和逻辑判断，快速、准确地完成了计算任务。

三、计算机的发展历程

（一）第一代计算机（1946-1958年）：电子管时代的开端

1946年，世界上第一台通用电子计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandComputer）在美国宾夕法尼亚大学诞生。

它使用了多个电子管，重达30吨，占地面积达170平方米，功率为150千瓦，每秒只能进行5000次加法运算。

尽管其体积庞大、功耗高且运算速度相对较慢，但ENIAC的出现标志着计算机时代的正式开始。

这一时期的计算机主要用于科学计算，如军事领域的弹道计算、原子弹的研制等，由于其操作复杂，需要专业的技术人员进行编程和操作。

（二）第二代计算机（1958-1964年）：晶体管带来的变革

随着晶体管技术的成熟，第二代计算机开始采用晶体管代替电子管作为主要的电子器件。

晶体管具有体积小、功耗低、可靠性高、运算速度快等优点，使得计算机的体积大幅减小，运算速度提高到每秒几万次到几十万次。

这一时期，计算机的应用领域也得到了拓展，除了科学计算外，开始应用于数据处理和事务管理，如企业的财务记账、库存管理等。

同时，高级程序设计语言如FORTRAN、COBOL等相继出现，使得编程变得更加容易，提高了软件开发的效率。

（三）第三代计算机（1964-1971年）：集成电路的兴起

第三代计算机采用了中小规模集成电路（SSI、MSI），将多个晶体管和电子元件集成在一块硅片上，进一步缩小了计算机的体积，提高了计算机的性能和可靠性，运算速度达到每秒几十万次到几百万次。

这一时期，操作系统得到了进一步的发展和完善，出现了分时操作系统，允许多个用户同时使用一台计算机，提高了计算机的利用率。

计算机的应用范围进一步扩大，在工业控制、交通管理、教育等领域都得到了广泛应用。

（四）第四代计算机（1971年至今）：大规模和超大规模集成电路的辉煌

从1971年开始，计算机进入了大规模和超大规模集成电路时代。

英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004，标志着计算机开始向微型化发展。

随着集成电路技术的不断进步，芯片上能够集成的晶体管数量呈指数级增长，计算机的性能不断提升，体积不断减小，价格也逐渐降低，使得计算机开始普及到家庭和办公场所。

个人计算机（PC）的出现，让计算机真正走进了普通大众的生活。

同时，计算机网络技术得到了快速发展，从局域网到广域网，再到如今的互联网，计算机之间的互联互通实现了信息的快速传播和共享，彻底改变了人们的生活和工作方式。

四、计算机的分类

（一）按性能分类

1.超级计算机：具有极高的运算速度和强大的计算能力，是世界上运算速度最快的计算机。

它通常由成千上万甚至更多的处理器组成，能够在短时间内处理海量的数据和复杂的计算任务，主要用于科学研究、气象预报、石油勘探、核武器模拟等高端科研领域。

例如，我国的“天河二号”

和“神威·太湖之光”