本文主要介紹計算機的發(fā)展歷史。

1 概述

計算工具的演化經(jīng)歷了由簡單到復雜、從低級到高級的不同階段，從“結(jié)繩記事”中的繩結(jié)到算籌、算盤、計算尺、機械計算機等，它們在不同的歷史時期發(fā)揮了各自的歷史作用，同時也啟發(fā)了現(xiàn)代電子計算機的研制思想。

1889年，美國科學家赫爾曼·何樂禮研制出以電力為基礎(chǔ)的電動制表機，用以儲存計算資料。

1930年，美國科學家范內(nèi)瓦·布什造出世界上首臺模擬電子計算機。

1946年2月14日，由美國軍方定制的世界上第一臺電子計算機“電子數(shù)字積分計算機”（ENIAC, Electronic Numerical Integrator And Calculator）在美國賓夕法尼亞大學問世了。ENIAC 是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道需要而研制成的，這臺計算機占地170平方米，重達28t（噸），耗電150千瓦，造價48萬美元，每秒可執(zhí)行5000次加法或400次乘法運算，共使用了18000個電子管。ENIAC的問世具有劃時代的意義，表明電子計算機時代的到來。

在以后60多年里，計算機技術(shù)以驚人的速度發(fā)展，沒有任何一門技術(shù)的性能價格比能在30年內(nèi)增長6個數(shù)量級。

2 計算機的發(fā)展歷程

從1代到4代的計算機發(fā)展歷程如下。

2.1 第1代：電子管數(shù)字機（1946—1958年）

硬件方面：邏輯元件采用的是真空電子管，主存儲器采用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯；外存儲器采用的是磁帶。

軟件方面：采用的是機器語言、匯編語言。

應用領(lǐng)域：以軍事和科學計算為主。

特點是：體積大、功耗高、可靠性差、速度慢（一般為每秒數(shù)千次至數(shù)萬次）、價格昂貴，但為以后的計算機發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.2 第2代：晶體管數(shù)字機（1958—1964年）

硬件方面：邏輯元件采用的是晶體管，主存儲器采用磁芯；外存儲器已開始使用更先進的磁盤。

軟件方面：軟件有了很大發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的高級語言及其編譯程序，還出現(xiàn)了以批處理為主的操作系統(tǒng)。

應用領(lǐng)域：以科學計算和各種事務處理為主，并開始用于工業(yè)控制。

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(shù)10萬次，可高達300萬次）、性能比第1代計算機有很大的提高。

2.3 第3代：集成電路數(shù)字機（1964—1970年）

硬件方面：邏輯元件采用中、小規(guī)模集成電路（MSI、SSI），主存儲器仍采用磁芯。

軟件方面：出現(xiàn)了分時操作系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)化、規(guī)?；绦蛟O(shè)計方法。

應用領(lǐng)域：開始進入文字處理和圖形圖像處理領(lǐng)域。

特點是：速度更快（一般為每秒數(shù)百萬次至數(shù)千萬次），而且可靠性有了顯著提高，價格進一步下降，產(chǎn)品走向了通用化、系列化和標準化等。

2.4 第4代：大規(guī)模集成電路機（1970年至今）

硬件方面：邏輯元件采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路（LSI和VLSI）。

軟件方面：出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)和面向?qū)ο笳Z言等。

應用領(lǐng)域：從科學計算、事務管理、過程控制逐步走向家庭。

特點是：1971年世界上第一臺微處理器在美國硅谷誕生，開創(chuàng)了微型計算機的新時代。

3 當代發(fā)展

由于集成技術(shù)的發(fā)展，半導體芯片的集成度更高，每塊芯片可容納數(shù)萬乃至數(shù)百萬個晶體管，并且可以把運算器和控制器都集中在一個芯片上，從而出現(xiàn)了微處理器，并且可以用微處理器和大規(guī)模、超大規(guī)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(jīng)達到甚至超過了過去的大型計算機。

另一方面，利用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路制造的各種邏輯芯片，已經(jīng)制成了體積并不很大，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年研制成功每秒運算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機以后，又于1993年研制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(chǎn)生了新一代的程序設(shè)計語言以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡軟件等。

隨著物理元、器件的變化，不僅計算機主機經(jīng)歷了更新?lián)Q代，它的外部設(shè)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(fā)展到磁芯、磁鼓，以后又發(fā)展為通用的磁盤，現(xiàn)又出現(xiàn)了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光盤（CD-ROM）。

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總結(jié)

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