计算机的发展历程

电子计算机又称电脑，是一种能够自动、高速、精确地完成各种信息存储、数据处理、数值计算、过程控制和数据传输的电子设备。1946年2月，世界上第一台电子计算机（如图1-1所示）在美国宾夕法尼亚大学问世，取名为ENIAC（El
ectronic Numerical Integrator And Computer）。



第一代（1946年—1956年）是电子管计算机（如图1-2所示）。这个时期使用的逻辑元件是电子管，也称电子管时代。主存储器先采用延迟线，后采用磁鼓磁芯，外存储器使用磁带。软件方面使用机器语言和汇编语言编写程序。这个时期计算机的特点是：体积庞大、运算速度低（一般每秒几千次到几万次）、成本高、可靠性差、内存容量小。这个时期的计算机主要用于科学计算，从事军事和科学方面的工作。其代表机型有ENIAC、IBM650（小型机）、IBM709（大型机）等。世界上第一台计算机用1.8万只电子管，占地170m*2，重30t，耗电150kW。



第二代（1957年—1964年）是晶体管计算机（如图1-3所示）。这个时期计算机使用的逻辑元件是晶体管，也称晶体管时代。主存储器采用磁芯，外存储器使用磁带和磁盘。软件方面开始使用管理程序，后期使用操作系统并出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等一系列高级程序设计语言。这个时期计算机的应用扩展到数据处理、自动控制方面。计算机的运行速度已提高到每秒几十万次，体积已大大减小，可靠性和内存容量也有较大的提高。其代表机型有IBM7090、IBM7094、CDC7600等。



第三代（1965年—1971年）是集成电路计算机（如图1-4所示）。这个时期的计算机用中小规模集成电路代替了分立元件，用半导体存储器代替了磁芯存储器，外存储器使用磁盘。软件方面，操作系统进一步完善，高级语言数量增多，出现了并行处理、多处理机、虚拟存储系统及面向用户的应用软件。计算机的运行速度也提高到每秒几百万次，可靠性和存储容量进一步提高，外部设备种类繁多，计算机和通信密切结合起来，广泛地应用到科学计算、数据处理、事务管理、工业控制等领域。其代表机型有IBM360系列、富士通F230系列等。



第四代（1971年至今）是大规模和超大规模集成电路计算机（如图1-5所示）。这个时期的计算机逻辑元件是大规模和超大规模集成电路，一般称大规模集成电路时代。存储器采用半导体存储器，外存储器采用大容量的软、硬磁盘，并开始引入光盘。软件方面，操作系统不断发展和完善，同时发展了数据库管理系统、通信软件等。计算机的发展进入以计算机网络为特征的时代。计算机的运行速度可达每秒上千万次到亿次，甚至更高。计算机的存储容量和可靠性又有了很大提高，功能更加完备。这个时期计算机的类型除小型、中型、大型机外，开始向巨型机和微型机（个人计算机）两个方面发展，使计算机开始进入了办公室、课堂和家庭。



目前正在设想和研制更新的计算机，未来的计算机将与各种技术（例如电子学、生物科学等）相结合，从而开创出更多新的科学领域。它是把信息采集、存储处理、通信和人工智能结合在一起的计算机系统，也就是说，更新一代计算机从由处理数据信息为主，转向处理知识信息为主，如获取、表达、存储及应用知识等，并有推理、联想和学习（如理解能力、适应能力、思维能力等）等人工智能方面的能力，能帮助人类开拓未知的领域和获取新的知识。
计算机的发展方向：
巨型化：指计算机具有极高的运算速度、大容量的存布空间、更加强大和完善的功能，主要用于航空航天、军事、气象、人工智能、生物工程等学科领域。
微型化：大规模及超大规模集成电路发展的必然。从第—块微处理器芯片问世以来，发展速度与日俱增。计算机芯片的集成度每18个月翻一番，而价格则减一半，这就是信息技术发展功能与价格比的摩尔定律。计算机芯片集成度越来越高，所完成的功能越来越强，使计算机微型化的进程和普及率越来越快。
网络化：计算机技术和通信技术紧密结合的产物。尤其进入20世纪90年代以来，随Inter的飞速发展，计算机网络已广泛应用于政府、学校、企业、科研、家庭等领域，越来越多的人接触并了解到计算机网络的概念。计算机网络将不同地理位置上具有独立功能的不同计算机通过通信设备和传输介质互连起来，在通信软件的支持下，实现网络中的计算机之间共享资源、交换信息、协同工作。引算机网络的发展水平已成为衡量国家现代化程度的重要指标．在社会经济发展中发挥着极其重要的作用。
智能化：让计算机能够模拟人类的智力活动，如学习、感知、理解、判断、推理等能力。具备理解自然语言、声音、文字和图像的能力，具有说话的能力，使人机能够用自然语言直接对话。它可以利用已有的和不断学习到的知识，进行思维、联想、推理，并得出结论，能解决复杂问题，具有汇集记忆、检索有关知识的能力。