新手电脑学堂: 四年级信息与通信技术 - 模组一电脑世界单元一认识电脑及其功能

认识电脑
电脑，英文名为 COMPUTER，在中国都被称为电子计算机或计算机。它能快速、精准地对所输入（Input）的数据及指令进行处理（Processing）、输出（Output）和储存（Storage）的工具。

一部完整的电脑系统，需要硬件（Hardware）和软件（Software）的互相配合，才能够用来进行工作。

什么是硬件？

硬件是看得见、摸得到的电脑设备。比如：键盘、滑鼠、显示器、打印机等等

什么是软件？

软件是一组看得到、摸不到的电子指令，用来指示电脑执行工作的电脑程式。比如：Windows XP、Microsoft Word、美图秀秀、Internet Explorer等等

电脑如何操作呢？

电脑从输入（Input）部门中接受数据，然后将数据运送至数据处理（Data Processing）部门进行控制、运算和分析的工作。完毕后电脑会将数据储存到储存（Storage）部门，又或者将数据传送至输出（Output）部门以传达信息。

输入（Input）将资料或指令传送到电脑。

数据处理（Data Processing）负责控制、运算、分析及记忆所输入的资料或指令。通常是指主机（System Unit）。

输出（Output）将处理完成的结果传送出来。

储存（Storage）将数据储存起来。

以下的图片显示电脑如何处理所输入的数据。

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电脑的种类

随着科技的发达，电脑厂商研发了许多类型的电脑产品。不同类型的电脑，有不同的功能，也针对不同的使用者以及使用方法。

1. 桌面型电脑 Personal Computer，PC

此类电脑的用途广泛，而且遍布世界各地，是目前最普及的电脑。不论是个人、家庭、学校或公司，到处都可以看到，对人们的生活有着很大的影响。

2. 笔记型电脑 / 膝上型电脑 Notebook，Laptop

是一台将桌上型电脑的主机、荧幕机和键盘全部整合在一起的电脑。它可以到处携带、重量轻、液晶荧幕 (LCD Screen) 及使用电池为能源，这是其主要的特色。

3. 嵌入式电脑 Embedded Computer

是一种嵌入机械或电气系统内部、具有专属功能的计算机系统。家庭电器也是属于嵌入式电脑。

4. 平板电脑 Tablet

是一种小型的、方便携带的个人电脑，以触控式萤幕作为基本的输入装置。

5. 掌上型电脑 / 个人数位助理 PDA, Personal Digital Assistant

相对于传统电脑，PDA的优点是轻便、小巧、可移动性强，同时又不失功能的强大，缺点是屏幕过小，而且电池续航能力有限。近来PDA为智慧型手机 Smart Phone所取代（也就是说 PDA 加入了行动电话功能），而 Android、 iOS和Windows Phone 是最常见手机操作系统。

6. 服务器 / 伺服器 Server

服务器，也称为伺服器。服务器是网络环境中的高性能计算机，它侦听网络上的其他电脑（客户机）提交的服务请求，并提供相应的服务，为此，服务器必须具有承担服务并且保障服务的能力。

Facebook公司的Server
【图片来源：http://content.time.com/time/photogallery/0,29307,2036928_2218536,00.html】

Google公司的Server
【图片来源：http://bignewsblog.com/gadgets/asia-gets-30-speed-bump-thanks-to-new-google-servers-226.php】

以下的影片介绍 Facebook 的 Server 以及如何操作。

7. 电子游戏机

电子游戏机可说是属于电脑的一种，它是使用游戏软件进行玩乐的机器，可分为电视游戏机及便携式游戏机。

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电脑的演变

1946年计算机问世，有人说是由于战争的需要而产生了计算机，而我们认为计算机产生的根本动力是人们为创造更多的物质财富，是为了把人的大脑延伸，让人的潜力得到更大的发展。正如汽车的发明是使人的双腿延伸一样，计算机的发明事实上是对人脑智力的继承和延伸。近10年来，计算机的应用日益深入到社会的各个领域，如管理、办公自动化等。由于计算机的日益向智能化发展，于是人们干脆把微型计算机称之为“电脑”了。

计算机产生的动力是人们想发明一种能进行科学计算的机器，因此称之为计算机。它一诞生，就立即成了先进生产力的代表，掀开自工业革命后的又一场新的科学技术革命。

要追溯计算机的发明，可以由中国古时开始说起，古时人类发明算盘去处理一些数据，利用拨弄算珠的方法，人们无需进行心算,通过固定的口诀就可以将答案计算出来。这种被称为“计算与逻辑运算”的运作概念传入西方后，被美国人加以发扬光大。直到十六世纪,发明了一部可协助处理乘数等较为复杂数学算式的机械，被称为“棋盘计算器”，但这时期只属于纯计算的阶段,要到十九世纪才有急速的发展。

第一代电子管计算机(1945-1956)
在第二次世界大战中，美国政府寻求计算机以开发潜在的战略价值。这促进了计算机的研究与发展。1944年霍华德.艾肯(1900-1973)研制出全电子计算器，为美国海军绘制弹道图。这台简称 Mark I 的机器有半个足球场大，内含500英里的电线，使用电磁信号来移动机械部件，速度很慢(3-5秒一次计算)并且适应性很差只用于专门领域，但是，它既可以执行基本算术运算也可以运算复杂的等式。

1946年2月14日，标志现代计算机诞生的ENIAC(The Electronic Numerical Integrator And Computer)在费城公诸于世。ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑，它通过不同部分之间的重新接线编程，还拥有并行计算能力。ENIAC由美国政府和宾夕法尼亚大学合作开发，使用了18，000个电子管，70，000个电阻器，有5百万个焊接点，耗电160千瓦，其运算速度比Mark I快1000倍，ENIAC是第一台普通用途计算机。

40年代中期，冯.诺依曼(1903-1957)参加了宾夕法尼亚大学的小组，1945年设计电子离散可变自动计算机EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)，将程序和数据以相同的格式一起储存在存储器中。这使得计算机可以在任意点暂停或继续工作，机器结构的关键部分是中央处理器，它使计算机所有功能通过单一的资源统一起来。

1946年，美国物理学家莫奇利任总设计师，研制成功世界上第一台电子管计算机 ENIAC（图中左为莫奇利）

第一代计算机的特点是操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有各自不同的机器语言，功能受到限制，速度也慢。另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存数据。

第一台电子管计算机（ENIAC）占地170平方米，重30吨，有1.8万个电子管，用十进制计算，每秒运算5000次

第二代晶体管计算机(1956-1963)
1948年，晶体管的发明大大促进了计算机的发展，晶体管代替了体积庞大电子管，电子设备的体积不断减小。1956年，晶体管在计算机中使用，晶体管和磁芯存储器导致了第二代计算机的产生。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。首先使用晶体管技术的是早期的超级计算机，主要用于原子科学的大量数据处理，这些机器价格昂贵，生产数量极少。

1960年，出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。第二代计算机用晶体管代替电子管，还有现代计算机的一些部件:打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。计算机中存储的程序使得计算机有很好的适应性，可以更有效地用于商业用途。在这一时期出现了更高级的COBOL(Common Business-Oriented Language)和FORTRAN(Formula Translator)等语言，以单词、语句和数学公式代替了二进制机器码，使计算机编程更容易。新的职业，如程序员、分析员和计算机系统专家，与整个软件产业由此诞生。

第三代集成电路计算机(1964-1971)
虽然晶体管比起电子管是一个明显的进步，但晶体管还是产生大量的热量，这会损害计算机内部的敏感部分。1958年发明了集成电路(IC)，将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。于是，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。

1964年，美国IBM公司研制成功第一个采用集成电路的通用电子计算机系列IBM360系统

第四代大规模集成电路计算机(1971-现在)

出现集成电路后，唯一的发展方向是扩大规模。大规模集成电路(LSI)可以在一个芯片上容纳几百个元件。到了80年代，超大规模集成电路(VLSI)在芯片上容纳了几十万个元件，后来的ULSI将数字扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。基于“半导体”的发展，到了一九七二年，第一部真正的个人计算机诞生了。所使用的微处理器内包含了 2,300 个“晶体管”，可以一秒内执行 60,000 个指令，体积也缩小很多。而世界各国也随着“半导体”及“晶体管”的发展去开拓计算机史上新的一页。

70年代中期，计算机制造商开始将计算机带给普通消费者，这时的小型机带有软件包，供非专业人员使用的程序和最受欢迎的字处理和电子表格程序。这一领域的先锋有Commodore， Radio Shack和Apple Computers等。

1981年，IBM推出个人计算机(PC)用于家庭、办公室和学校。80年代个人计算机的竞争使得价格不断下跌，微机的拥有量不断增加，计算机继续缩小体积，从桌上到膝上到掌上。与IBM PC竞争的Apple Macintosh系列于1984年推出，Macintosh提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标方便地操作。

FACOMM-382计算机

计算机的发明是二十世纪四十年代的事情，经过几十年的发展，它已经成为一门复杂的工程技术学科，它的应用从国防、科学计算，到家庭办公、教育娱乐，无所不在。它的分类从巨型机、大型机、小型机，到工作站、个人电脑，五花八门。但是，无论怎样尖端，怎样高科技，从它诞生之日起，在许多人心目中它就是一部机器，一部冰冷的高速运算的机器。

从ENIAC揭开计算机时代的序幕，到UNIVAC成为迎来计算机时代的宠儿，不难看出这里发生了两个根本性的变化：一是计算机已从实验室大步走向社会，正式成为商品交付客户使用;二是计算机已从单纯的军事用途进入公众的数据处理领域，真正引起了社会的强烈反响。

【以上资料来源：http://sy.weleve.com/whsy/32559.shtml】

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电脑的主要部分

桌面型电脑

普遍称为电脑，中国大陆又称为个人计算机，是在大小、性能以及价位等多个方面适合于个人使用。

以下为桌面型电脑最基本的硬件：

1. 显示器 Monitor

CRT Monitor

CRT显示器学名为“阴极射线显像管”，是一种使用阴极射线管（Cathode Ray Tube）的显示器。主要有五部分组成：电子枪（Electron Gun），偏转线圈（Deflection coils），荫罩(Shadow mask)，高压石墨电极和荧光粉涂层(Phosphor)及玻璃外壳。它是应用最广泛的显示器之一，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超过的优点。

CRT(Cathode-Ray Tube) Monitor
阴极射线管显示器

LCD Monitor

LCD显示器的原文是Liquid Crystal Display，取每字的第一个字母组成，中文多称「液晶平面显示器」或「液晶显示器」。其工作原理就是利用液晶的物理特性：通电时排列变得有序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过，说简单点就是让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。 LCD的好处有：与CRT显示器相比，LCD的优点主要包括零辐射、低功耗、散热小、体积小、图像还原精确、字符显示锐利等。

LCD(Liquid Crystal Display) Monitor
液晶显示器

LED Monitor

LED应用可分为两大类：一是LED单管应用，包括背光源LED，红外线LED等；另外就是LED显示屏，目前，中国在LED基础材料制造方面与国际还存在着一定的差距，但就LED显示屏而言，中国的设计和生产技术水平基本与国际同步。
LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。

LED(Light Emitting Diode) Monitor
发光二极管显示器

2. 主机 System Unit
主机是指电脑硬件系统中用于放置主板及其他主要部件的容器（Mainframe）。通常包括CPU、内存（RAM）、硬盘（Hard Disk）、光驱（CD/DVD Rom Drive）、电源、以及其他输入输出控制器和接口，如 USB控制器、显卡（Display Card）、网卡（Networking Card）、声卡（Sound Card）等等。位于主机箱内的通常称为内设，而位于主机箱之外的通常称为外设（如显示器、键盘、鼠标、外接硬盘、外接光驱等）。

主机 System Unit

3. 键盘 Keyboard
键盘是指经过系统安排操作一台机器或设备的一组键，主要的功能是输入资料，依照键盘上的按键数，可分为101键和104键两种，而104个按键的键盘又称为Windows键盘。电脑键盘是电脑的外设之一，由打字机键盘发展而来。通过键盘可以输入字符，也可以控制电脑的运行。

键盘 Keyboard

4. 鼠标 Mouse
鼠标是一种很常见及常用的电脑输入设备，它可以对当前屏幕上的游标进行定位，并通过按键和滚轮装置对游标所经过位置的屏幕元素进行操作。

鼠标 Mouse

除了以上的四种主要的硬件之外，主机内的硬件也扮演着十分重要的角色。以下为主机里主要的硬件：

1. 随机记忆体 RAM（Random Access Memory）
它可以随时读写，而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。

随机记忆体 RAM

随机记忆体置插槽

2. 处理器 Processor
电脑的主要设备之一，其功能主要是解释电脑指令以及处理电脑软件中的数据。

Intel公司和AMD公司所生产的处理器

处理器插槽

3. 散热器 Heat Sink
处理器在工作的时候会产生大量的热，如果不将这些热量及时散发出去，轻则导致死机，重则可能将处理器烧毁，处理器散热器就是用来为处理器散热的。散热器对处理器的稳定运行起着决定性的作用，组装电脑时选购一款好的散热器非常重要。

散热器 Heat Sink

4. 主机板 Motherboard
又称主板、系统板、逻辑板、母板、底板等，是构成复杂电子系统例如电子计算机的中心或者主电路板。

主机板 Motherboard

主机板在机箱里的位置

5. 显卡 Display Card
显卡全称显示接口卡（Video card，Graphics card），又称为显示适配器（Video adapter）或显示器配置卡，是计算机最基本配置之一。

显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供数据信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。

显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，承担输出显示图形的任务，对于从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。

显卡 Display Card

显卡插槽

笔记型电脑
是一种小型、可以方便携带的个人电脑，通常重达1至3公斤（也有部分机种可能重达4至6公斤，视不同品牌或型号而定）。

以下为笔记型电脑的主要部分 / 硬件

1. 荧幕 Screen

2. 键盘 Keyboard

3. 触摸板 Touchpad

平板电脑 Tablet
平板电脑（Tablet）是一种小型的、方便携带的个人电脑，以触摸屏作为基本的输入设备。它拥有的触摸屏（也称为数位板技术）允许使用者通过触控笔或数字笔来进行作业而不是传统的键盘和鼠标。多数的平板电脑更支持手指操作，使用手指触控、书写、缩放画面与图案。

使用者可以通过内建的手写辨识、屏幕上的虚拟键盘、语音辨识或者一个真正的键盘（如果该机型配备的话）进行操作。平板电脑还拥有让使用者通过触控笔来打字的快速输入软件。