第六章 技术领域-学生探索百科全书（上卷）

技术领域 第六章 “每一秒钟都应该有所创造。” FIELD OF TECHNOLOGY 技术的最原始概念是熟练。所谓熟能生巧，巧就是技术。它 既指人造物品、精巧的器具，又指人的创造能力，即经过实践 获得的经验、技能和技艺。当人类首次用石头做成原始的劳动 工具—石器工具，实现了从猿到人的转变，从而也揭开了人 类改造自然的历史序幕时，就有了技术的最初萌芽。随着人类社 会的进步和科学的发展，技术的内涵不断得到充实。 技术的发明是科学知识和经验知识的物化，使可供应用的理 论和知识变成现实。科学要回答“是什么”和“为什么”的问题， 而技术则回答“做什么”和“怎么做”的问题。 在人类改造自然的历史上，技术上的每一个划时代的发明和 运用，都标志着人类的一次解放和对自然的支配范围的扩大。 技术的进步还使新能源、新材料得到更广泛的利用；技术成 为人类创造社会财富的重要手段和源泉。 —— 歌德(德) 6 学生探索百科全书 THE NEW ENCYCLOPEDIA 上卷·科学探索 OF STUDENT EXPLORATION 技术领域 101100 学 生 探 索 百 科 全 书 科学探索 计算机复原圣诞老人 神奇的计算机 计算机的基本构造 不论何种计算机，它们都由硬件和 软件两部分组成。硬件是计算机系统中所使 用的电子线路和物理设备，是看得见、摸得着的 实体，如中央处理器(CPU)、存储器、外部设备(输 入输出设备等)及总线等。软件是使计算机硬件系统高效 率工作的程序集合，主要通过磁盘、磁带、程序纸、穿孔卡 等来表达。可靠的计算机硬件如同一个人的强壮体魄，有效的 软件如同一个人的聪颖思维。 计算机的发展 计算自机诞生以来经历了四个发展 阶段。第一阶段是从1946年到20世纪50 年代末，应用以科学计算为主，所研制的 都是单机系统。第二代是从20世纪50年 代末到60年代中，应用领域扩大到数据 处理，开始出现操作系统，计算机开始向 系列化方向发展。第三代是从20世纪60 年代中到70年代初，其主机及主存储器 均采用集成电路，应用领域迅速扩大。第 四代即目前被广泛使用的计算机，其系 统已向网络化、开放式、分布式发展，正 发挥着巨大的经济和社会效益。而在未 来的信息社会中将建立起和谐的人-机 系统模式，人工智能技术将使计算机不仅是处理数 据的工具，也成为处理知识的帮手，其他各种多媒体 技术的参与将使计算机和人类之间的联系更加紧密。 圣尼古拉斯是当时东 正教的首领，在民间 很有威望。在荷兰以 及其他地方，12月6日 是圣尼古拉斯节，荷 兰移民者将这一习俗 带到了美国，圣尼古 拉斯便和英国的圣诞 之父合而为一，圣诞 老人因此流行开来。 中央处理器 在微型计算机(简称微机或个人计 算机)中，中央处理器又称为“微处 理器”，它是机器中控制数据流动 并执行指令，对计算机正在运算的 一切程序做出反应的部分。 运算逻辑部件 该部分的电路元件既可以执行算术 运算操作、移位操作以及逻辑操作， 也可执行地址的运算和转换。 寄存器部件 该部分包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存 器。通用寄存器是中央处理器的重要组成部分， 大多数指令都要访问到通用寄存器。专用寄存器 是为了执行一些特殊操作所需用的寄存器。控制 寄存器通常用来指示机器执行的状态。 控制部件 该部分主要负责“翻译”指令（简单指令 是由3～5个微操作组成，复杂指令则要由 几十个微操作甚至几百个微操作组成），并 且发出用以完成每条指令所要执行的各个 操作的控制信号，具有指挥微处理器执行 指令操作的功能，其中主要包括：指令预 取、指令译码、地址转换与管理等。 译码部件 计算机都有自己的指令系统，对于本机指令 系统的指令，计算机能识别并执行。识 别就是进行译码—把代表操作 的二进制码变成操作所对应 的控制信号，从而进行 指令要求的操作。 总线接口部件 该部分提供了微处理器与周围其他 硬件电路的接口，它可有效地将微 处理器的地址、数据、控制指令等 各种信号通过总线与各有关部件接 通，并在它们之间传送微处理器完 成指令功能所需要的各种信号。 指令预取部件 该部分通过对指令进行缓存来判断如何处理收到的 指令，并且在译码器和控制器进行解码和执行当前 指令的时候，决定应当如何进行下一步操作，从而大 大减少了CPU用来等待指令的时间。 保护检测部件 该部分在程序执行过程中由微指令代码 控制，用来检测指令，避免出错。 集成电路 微处理器就是一个“集成电 路”，它被包容在单一的硅 片上。集成电路将所有的导 体和晶体管放在微小的硅 片上。 便携式电脑 自1987年英国人克里夫·辛克莱 尔发明了一种可随身携带的便携 式电脑以来，计算机领域掀起了 一场力求内置高速、外形完美的 高科技革命。 蓝色巨人 IBM公司继“苹果”Ⅱ型计算机之后大规