腦”這個名字從上世紀末開始在我國流行起來。究竟什么是電腦呢?其實，它的學名叫電子計算機。電子計算機不過是由電子元器件等組裝起來，能夠自動地、高速地存儲和加工信息的一種機器罷了。
世界上有成千上萬種機器，為什么只把“電腦”的美名授予電子計算機呢?這是因為別的機器只能模仿人的體力勞動，不過是人類四肢的延伸；而電子計算機卻能模仿人的腦力勞動，成為人腦的延伸。它能把人類從大量繁重的腦力勞動中解放出來。因此人們親切地稱它為“電腦”。
由于電腦記性好，會思考，所以在機器人身上，它儼然充當“大腦”的重要角色，指揮身體各部分協調動作，模仿人完成各種任務。例如，它可以使機器人說話，唱歌，在晚會上迎送賓客；它可以使機器人走路，搬運物品，當個忠實的服務員；它還可以使機器人在高溫或有毒的惡劣環境里工作，代替人執行任務。電腦給其他機器帶來了靈感和智慧。
電腦的靈感和智慧又是從哪兒來的呢?當然是人賦予它的。由于人類科學的進步，才使電腦問世，并日益地發揮作用。讓我們從小努力學習科學知識，豐富我們的頭腦，將來去制造電腦，駕馭電腦，讓電腦為人類社會的進步作出卓越貢獻。
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PC 包括筆記本電腦、臺式計算機，甚至平板電腦和智能手機等手持計算機
計算機一詞是指可以接受某些輸入并產生某些輸出的對象。事實上，人腦本身就是一臺復雜的計算機，科學家們每年都在更多地了解它是如何工作的。然而，我們最常用的計算機一詞是描述包含微處理器的電子設備。
微處理器是一種小型電子設備，可以在眨眼間處理數據。您可以在每天使用的許多設備中找到微處理器，例如汽車、冰箱和電視。最受認可的帶有微處理器的設備是個人計算機或PC。事實上，計算機的概念幾乎已成為PC一詞的同義詞。
當您聽說 PC 時，您可能會設想一個帶有附加視頻屏幕、鍵盤和某種類型的指針設備（如鼠標或觸摸板）的封閉設備。您還可以設想不同形式的個人計算機，例如臺式計算機、塔式計算機、筆記本電腦和手持設備。術語PC與某些品牌相關聯，例如英特爾處理器或微軟操作系統。但是，在本文中，我們將PC定義為具有以下特征的更通用的計算設備：
最初，計算機很大，占用了帶有附加終端的大房間，允許多個用戶訪問。在1970年代，一個名叫Ed Roberts的人開始銷售基于英特爾設計的微處理器芯片的計算機套件。羅伯茨稱他的電腦為Altair 8800，并以395美元的價格出售了未組裝的套件。大眾電子在 1975 年刊登了一篇關于該套件的報道，令幾乎所有人驚訝的是，這些套件立即大受歡迎。因此，個人電腦的時代開始了。
雖然Altair 8800是第一臺個人電腦，但幾年后Apple II的發布標志著PC作為搶手的家用電器的開始。發明家史蒂夫·喬布斯（Steve Jobs）和史蒂夫·沃茲尼亞克（Steve Wozniak）的Apple II證明了家庭和學校對計算機的需求。不久之后，IBM和德州儀器等老牌計算機公司進入了PC市場，Commodore和Atari等新品牌也加入了這個游戲。
在本文中，我們將查看PC內部，以了解其部件及其功能。我們還將檢查用于啟動和運行PC的基本軟件。然后，我們將介紹移動 PC，并研究 PC 技術的未來。
內容
PC 組件包括硬盤驅動器（左上）、主板（中）、CPU（主板上方）、RAM（左下）和 CPU 風扇（右下）
要了解PC的工作原理，讓我們從組成機器的部分開始，也就是計算機硬件。以下是電腦通常按組裝順序排列的常見組件：
箱：如果您使用的是筆記本電腦，則電腦機箱包括鍵盤和屏幕。對于臺式電腦，外殼通常是某種類型的盒子，帶有燈、通風口和連接電纜的地方。外殼的尺寸可以從小型桌面單元到高塔不等。更大的案例并不總是意味著更強大的計算機;重要的是里面的東西。PC 制造商根據應適合內部的主板類型設計或選擇機箱。
母板：電腦內部的主要電路板是主板。所有組件，內部和外部，都以某種方式通過主板連接。此頁面上列出的其他組件是可拆卸的，因此無需更換主板即可更換。但是，幾個重要的組件直接連接到主板上。其中包括互補金屬氧化物半導體（CMOS），它在計算機斷電時存儲一些信息，例如系統時鐘。主板有不同的尺寸和標準，在撰寫本文時最常見的是ATX和MicroATX。從那里開始，主板因設計用于內部處理的可移動組件類型以及可用于連接外部設備的端口而異。對于高級用戶，還有E-ATX外形，它有更多的空間用于端口和擴展插槽，但需要一個大的PC機箱來容納它。
電源：除了由主板上的可更換CMOS電池供電的CMOS（互補金屬氧化物半導體或微芯片）外，PC中的每個組件都依賴于其電源。電源連接到某種類型的電源，無論是移動計算機的電池還是臺式電腦的電源插座。在臺式 PC 中，您可以看到電源安裝在機箱內，外部有電源線連接，內部有少量連接電纜。其中一些電纜直接連接到主板，而其他電纜則連接到驅動器和風扇等其他組件。
中央處理器（CPU）：CPU，通常簡稱為處理器，是包含微處理器的組件。微處理器是PC所有操作的核心，硬件和軟件的性能都依賴于處理器的性能。英特爾和AMD是最大的PCCPU制造商，盡管您也可以在市場上找到其他制造商。兩種常見的 CPU 架構是 32 位和 64 位，您會發現某些軟件依賴于這種架構區別。現代 CPU 設計通常包含四個或更多內核，以允許它們一次高效地完成多個任務。
隨機存取存儲器 （RAM）：即使是最快的處理器也需要一個緩沖區來存儲處理信息。RAM 之于 CPU，就像臺面之于廚師：它是您正在使用的食材和工具等待的地方，直到您需要拿起并使用它們。快速的 CPU 和充足的 RAM 對于快速的 PC 都是必需的。每臺 PC 都有它可以處理的最大 RAM 量，主板上的插槽指示 PC 所需的 RAM 類型。DDR-4 是當今大多數主板支持的 RAM 芯片 DD 類型，但一些系統也正在升級到更新更快的 DDR-5 標準。
驅動器：驅動器是一種用于在不使用時存儲數據的設備。硬盤驅動器或固態驅動器存儲PC的操作系統和軟件，我們稍后將更仔細地研究。在許多系統中，還有空間安裝額外的驅動器以擴展存儲。此類別還包括光驅，例如用于讀取和寫入 CD、DVD 和藍光介質的光驅。驅動器根據其使用的驅動器控制器技術類型（包括較舊的 IDE 標準和較新的 SATA 標準）連接到主板。當前的筆記本電腦和微型計算機可能使用緊湊型NVME SSD，這些SSD通過直接安裝在主板上的M.2連接器引腳進行連接。
冷卻裝置：您的計算機處理得越多，它產生的熱量就越多。CPU和其他組件可以處理一定的熱量。但是，如果PC沒有正確冷卻，它可能會過熱，對其組件和電路造成代價高昂的損壞。風扇是用于冷卻 PC 的最常見設備。此外，CPU被稱為散熱器的金屬塊覆蓋，該塊將熱量從CPU中吸走。一些嚴肅的計算機用戶，如游戲玩家，有時會有更昂貴的熱管理解決方案，如水冷系統，旨在處理更強烈的冷卻需求。
電纜：到目前為止，我們提到的所有組件都通過某種電纜組合連接。這些電纜設計用于傳輸數據、電源或兩者兼而有之。PC 的結構應使電纜在機箱內整齊折疊，并且不會阻塞整個機箱的氣流。
PC 通常遠不止這些核心組件。接下來，我們將介紹允許您與計算機交互的端口和外圍設備，以及如何使用擴展槽添加更多組件。
端口是電腦外部可以插入電纜的位置
到目前為止，我們研究的核心組件構成了PC的中央處理能力。但是，PC需要額外的組件來與人類用戶和其他計算機進行交互。以下是實現此目的的 PC 部件：
圖形組件：雖然一些主板具有板載顯卡，但其他主板包括所謂的擴展槽，您可以在其中滑入單獨的視頻卡，也稱為GPU（圖形處理單元）。在這兩種情況下，PC 中的視頻組件都會處理一些進入屏幕的復雜圖形數據，從而減輕 CPU 的一些負載。主板接受基于特定接口的視頻卡，例如較舊的 AGP 標準或較新的 PCI 標準之一。現代視頻卡可能會占用 PC 機箱內的大量空間，因為它們需要專用的視頻 RAM 和額外的冷卻風扇才能提供高性能。
端口：端口一詞通常用于描述電腦外部可以插入電纜的地方。按用途描述端口，例如 USB 端口或以太網端口。（請注意，當兩個硬件嘗試通信時，端口一詞也用于描述軟件連接。許多端口直接固定在主板上。你可以在電腦上找到的一些端口包括：
外設：任何未安裝在PC機箱內的硬件都稱為外圍設備。這包括您的基本輸入和輸出設備：顯示器、鍵盤和鼠標。它還包括打印機、揚聲器、耳機、麥克風、網絡攝像頭和 USB 閃存驅動器。您可以插入PC端口的任何內容都是PC的外圍設備之一。基本的外圍設備（如顯示器）在筆記本電腦上不是必需的，而是內置了它們。
擴展槽：有時，你會想要將組件添加到主板上沒有指定插槽的電腦。這就是為什么主板將包括一系列擴展槽的原因。設計用于安裝到擴展槽中的可拆卸組件稱為卡，可能是因為它們具有扁平的卡狀結構。使用擴展槽，您可以添加額外的視頻卡、網卡、打印機端口、電視接收器和許多其他自定義添加功能。卡必須與擴展插槽類型匹配，無論是傳統的 ISA/EISA 類型、更常見的 PCI、PCI-X 或 PCI Express 類型，還是較新的 M.2 標準。
現在我們已經查看了PC的部件，讓我們按下電源按鈕，看看是什么讓它啟動。
首次打開電腦電源時，機器會經過幾個內部過程，然后才能供您使用。這稱為啟動過程或啟動PC。Boot 是 bootstrap 的縮寫，指的是古老的格言，“通過引導讓自己振作起來”，這意味著從頭開始。啟動過程由PC的基本輸入輸出系統（BIOS）控制。
BIOS 是存儲在閃存芯片上的軟件。在 PC 中，BIOS 嵌入在主板上。有時，PC 制造商會發布 BIOS 的更新，您可以仔細按照說明使用更新的軟件“刷新 BIOS”。
除了控制啟動過程外，BIOS 還為 PC 的硬件組件提供基本的配置界面。在該界面中，您可以配置諸如啟動期間讀取驅動器的順序以及允許處理器運行的速度等內容。查看電腦的文檔，了解如何進入其 BIOS 界面。首次啟動計算機時，此信息通常也會顯示，并顯示一條消息，例如“按 DEL 進入設置菜單”。
以下是PC中啟動過程的摘要：
現在我們都通電了，下一步是什么？PC 的工作方式在很大程度上取決于您使用的操作系統。在下一節中，讓我們研究操作系統在PC上的工作方式。
微軟Windows仍然是世界上最受歡迎的操作系統
PC啟動后，您可以通過操作系統（簡稱操作系統）對其進行控制。在撰寫本文時，大多數非Apple PC都運行Microsoft Windows或Linux發行版的版本。這些操作系統設計為在各種PC硬件上運行，而Mac OS X主要是為Apple硬件設計的。
操作系統負責多項任務。這些任務分為以下幾大類：
現在，讓我們看一下PC的整體未來，以及PC制造商克服移動計算的便攜性挑戰的方式。
自從第一臺 PC 上市以來，更新更好的型號在生產后的幾個月內就使舊型號過時了。SATA等驅動器技術取代了IDE，PCI擴展插槽取代了ISA和EISA。然而，衡量PC技術進步的最突出指標是其CPU和CPU中的微處理器。
自 1950 年代以來，硅微處理器一直是計算世界的核心。在此期間，微處理器制造商將更多的晶體管和增強功能塞進了微處理器上。1965年，英特爾創始人戈登·摩爾（Gordon Moore）預測微處理器的復雜性將每兩年翻一番。從那以后，這種復雜性每18個月翻一番，行業專家稱這一預測為摩爾定律。許多專家預測，由于硅微處理器的物理限制，摩爾定律將很快走到盡頭[來源：PBS]。
然而，在撰寫本文時，處理器的晶體管容量繼續上升。這是因為芯片制造商不斷尋找將晶體管蝕刻到硅片上的新方法。這些微小的晶體管現在以納米為單位，即十億分之一米。原子本身約為0.5納米。晶體管越小，一個CPU上可以容納的晶體管就越多，從而提高了相對處理能力。2023 年，英特爾推出了第 13 代 Raptor Lake CPU 架構，該架構使用 10 納米厚度的晶體管。此外，IBM還創建了帶有兩納米晶體管的原型芯片。這只有四個原子，但消費者應用至少需要幾年的時間。
那么，當我們到達摩爾定律的盡頭時會發生什么呢？一種新的數據處理方法可以確保繼續取得進展。潛在的繼任者是那些被證明是執行處理器基本計算功能的更強大手段的人。50多年來，硅微處理器一直依賴傳統的雙態晶體管，但量子計算機等發明正在改變游戲規則。
量子計算機不限于 1 或 0 兩種狀態。它們將信息編碼為量子比特或量子比特。量子比特可以是 1 或 0，也可以同時存在于 1 和 0 或介于兩者之間的疊加態中。量子比特表示協同工作的原子，它們既充當計算機內存又充當微處理器。由于量子計算機可以同時包含這些多種狀態，因此它有可能比當今最強大的超級計算機強大數百萬倍。
當前的量子計算機看起來像巨大的金色塔樓，比您家中的任何一臺PC都更像一件復雜的珠寶。這項技術還很年輕，大多只存在于實驗室環境中。然而，IBM目前正在維護量子機器，大學和研究公司可以通過云接口訪問這些機器，以完成諸如求解復雜方程或運行物理模擬之類的事情。
時間會證明量子計算機的能力是否會達到普通PC。同時，由于移動PC，您仍然可以隨身攜帶大量處理能力，我們將在下面進行研究。
甚至在PC出現之前，計算機制造商就已經在概念化便攜式計算機。正是12磅（5公斤）的IBM PC Convertible將筆記本電腦概念帶入了1986年的生產。從那時起，筆記本電腦變得越來越小，越來越輕，它們的處理能力與臺式電腦一起得到了提高。
今天，計算機行業認識到其他類別的移動計算機。一類，筆記本電腦，幾乎已經成為筆記本電腦的代名詞。該術語最初用于表示筆記本電腦的更小，更輕的表親。另一類，上網本，甚至比筆記本電腦更小，同時也更便宜，功能更弱。該分類可能以其目標受眾命名：那些想要一個非常基本的界面來使用互聯網的人。
移動計算甚至比筆記本電腦和上網本走得更遠。許多智能手機和平板電腦的處理能力與筆記本電腦一樣多，封裝在更小的包裝中。主要區別包括更小的屏幕尺寸和分辨率，更少的外部端口，蜂窩電話功能和觸摸屏技術，以及鍵盤或代替鍵盤。由于空間有限，手機通常也背負著較少的RAM。
在軟件方面，PC操作系統也在提高便攜性。例如，Google Chrome OS通過依賴對Web應用程序和云存儲的訪問來最大程度地減少對硬盤空間的需求。這意味著僅限于 64 GB 固態驅動器的上網本有可能與具有 500 GB 磁盤驅動器的筆記本電腦一樣有用。當然，不支持 Web 的大型應用程序是這種節省空間優勢的例外。
什么人們把計算機叫電腦？
當我們提到“電腦”時，大多數人首先想到的就是計算機。那么，為什么我們會把計算機稱為“電腦”呢？這個稱呼背后其實隱藏著一些有趣的歷史和科學的原因。
首先，我們要了解“電腦”這個詞的字面含義。在中文中，“電”指的是電力或電子，而“腦”則是指大腦，即人類的思維中心。因此，“電腦”的字面含義就是“電子大腦”或“電力驅動的大腦”。這個稱呼非常直觀地描述了計算機的基本工作原理，通過電子信號和電路來模擬人腦的思維過程。
其次，從歷史的角度來看，計算機的發展與人腦的研究有著密切的聯系。在計算機科學誕生之前，科學家們就已經開始研究人腦的工作原理，試圖通過模擬人腦來創造一種能夠自動處理信息的機器。隨著計算機技術的不斷發展，人們發現計算機與人腦在處理信息、存儲數據、進行邏輯運算等方面有著驚人的相似性。因此，將計算機稱為“電腦”也體現了這種科學與技術的融合。
最后，從文化和社會的角度來看，“電腦”這個稱呼已經成為了計算機領域的通用術語。無論是學術研究、商業應用還是日常生活中，人們都用“電腦”來指代計算機。這個稱呼已經深入人心，成為了計算機文化的一部分。
綜上所述，人們把計算機稱為“電腦”是因為這個稱呼既直觀地描述了計算機的工作原理，又體現了計算機與人腦在科學和技術上的緊密聯系，同時也成為了計算機領域的通用術語。