計算機發展簡史
2024-09-07 13:37:32
供稿：網友
世界上第一臺電子計算機于1946年2月在美國賓夕法尼亞大學誕生，取名為ENIAC（讀作“埃尼克”），即Electronic Numerical Internal And Calculator的縮寫。電子計算機的產生和迅速發展是當代科學技術最偉大的成就之一。自1946年美國研制的第一臺電子計算機ENIAC以來，在半個世紀的時間里，計算機的發展取得了令人矚目的成就。
電子計算機的發展階段通常以構成計算機的電子器件來劃分，至今已經歷了四代，目前正在向第五代過渡。每一個發展階段在技術上都是一次新的突破，在性能上都是一次質的飛躍。
1．第一代（1946～1957年），電子管計算機
它是一臺電子數字積分計算機，取名為ENIAC。這臺計算機是個龐然大物，共用了18 000多個電子管、1500個繼電器，重達30噸，占地170平方米，每小時耗電140千瓦，計算速度為每秒5000次加法運算。盡管它的功能遠不如今天的計算機，但ENIAC作為計算機大家族的鼻祖，開辟了人類科學技術領域的先河，使信息處理技術進入了一個嶄新的時代。其主要特征如下：
（1）電子管元件，體積龐大、耗電量高、可靠性差、維護困難。
（2）運算速度慢，一般為每秒鐘1千次到1萬次。
（3）使用機器語言，沒有系統軟件。
（4）采用磁鼓、小磁芯作為存儲器，存儲空間有限。
（5）輸入/輸出設備簡單，采用穿孔紙帶或卡片。
（6）主要用于科學計算。
2．第二代（1958～1964年），晶體管計算機
晶體管的發明給計算機技術帶來了革命性的變化。第二代計算機采用的主要元件是晶體管，稱為晶體管計算機。計算機軟件有了較大發展，采用了監控程序，這是操作系統的雛形。第二代計算機有如下特征：
（1）采用晶體管元件作為計算機的器件，體積大大縮小，可靠性增強，壽命延長。
（2）運算速度加快，達到每秒幾萬次到幾十萬次。
（3）提出了操作系統的概念，開始出現了匯編語言，產生了如FORTRAN和COBOL等高級程序設計語言和批處理系統。
（4）普遍采用磁芯作為內存儲器，磁盤、磁帶作為外存儲器，容量大大提高。
（5）計算機應用領域擴大，從軍事研究、科學計算擴大到數據處理和實時過程控制等領域，并開始進入商業市場。
3．第三代（1965～1969年），中小規模集成電路計算機
20世紀60年代中期，隨著半導體工藝的發展，已制造出了集成電路元件。集成電路可在幾平方毫米的單晶硅片上集成十幾個甚至上百個電子元件。計算機開始采用中小規模的集成電路元件，這一代計算機比晶體管計算機體積更小，耗電更少，功能更強，壽命更長，綜合性能也得到了進一步提高。具有如下主要特征：
（1）采用中小規模集成電路元件，體積進一步縮小，壽命更長。
（2）內存儲器使用半導體存儲器，性能優越，運算速度加快，每秒可達幾百萬次。
（3）外圍設備開始出現多樣化。
（4）高級語言進一步發展。操作系統的出現，使計算機功能更強，提出了結構化程序的設計思想。
（5）計算機應用范圍擴大到企業管理和輔助設計等領域。
4．第四代（1971年至今），大規模集成電路計算機
隨著20世紀70年代初集成電路制造技術的飛速發展，產生了大規模集成電路元件，使計算機進入了一個新的時代，即大規模和超大規模集成電路計算機時代。這一時期的計算機的體積、重量、功耗進一步減少，運算速度、存儲容量、可靠性有了大幅度的提高。其主要特征如下：
（1）采用大規模和超大規模集成電路邏輯元件，體積與第三代相比進一步縮小，可靠性更高，壽命更長。
（2）運算速度加快，每秒可達幾千萬次到幾十億次。
（3）系統軟件和應用軟件獲得了巨大的發展，軟件配置豐富，程序設計部分自動化。
（4）計算機網絡技術、多媒體技術、分布式處理技術有了很大的發展，微型計算機大量進入家庭，產品更新速度加快。
（5）計算機在辦公自動化、數據庫管理、圖像處理、語言識別和專家系統等各個領域得到應用，電子商務已開始進入到了家庭，計算機的發展進入到了一個新的歷史時期。
