计算机的发展过程

发布时间:2018-07-21 09:21:45

学技术的发展及社会的进步,促进了计算机工具的创新,从简单的到复杂的、从初级的到高级的都曾相继出现,如珠算算盘、计算尺、机械计算机、电动计算机等。而电子计算机的出现,则是计算技术的革命。1946年世界上第一台电子数字计算机ENIACElectronic Numerical Integrator and Calculator)在美国宾夕法尼亚大学诞生。ENIAC计算机共用了18000多个电子管,重达30吨,占地面积约170平方米,耗电150千瓦,每秒能计算5000次加法。但与现代计算机相比,除了体积大、速度慢、能耗大外,它还有许多不足,如存储容量太小,要用外接线路的方法来设计计算程序等,但它却标志着科学技术的发展进入了新的电子计算机时代。与ENIAC计算机研制的同时,另两位科学家冯·诺依曼与莫尔合作研制了EDVACElectronic Discrete Variable Automatic Computer)计算机,它采用存储程序方案,即程序和数据一样都存在内存中,此种方案沿用至今,所以现在的计算机都被称为存储程序原理为基础的冯·诺依曼型计算机。

从第一台电子计算机诞生到现在,电子计算机的发展大致可分为四代,并正在向第五代或称为新一代发展。下面按传统方式概述各代计算机的主要特征,而这些特征主要是以计算机使用元件的不同来划分的:

第一代——电子计算机时代(从1946年第一台计算机研制成功到20世纪50年代后期)。这一时期计算机的主要特点是采用电子管作为基本元件,程序设计使用机器语言或汇编语言;主要用于科学和工程计算;运算速度每秒几千次至几万次。



第二代——晶体管计算机时代(从20世纪50年代中期到20世纪60年代后期)。这一时期计算机主要采用晶体管为基本元件,体积缩小、功耗降低,提高了速度(每秒运算可达几十万次)和可靠性;用磁芯作主存储器,外存储器采用磁盘、磁带等;程序设计采用高级语言,如FORTRANCOBOLALGOL等;在软件方面还出现了操作系统。计算机的应用范围进一步扩大,除进行传统的科学和工程计算外,还应用于数据处理等更广泛的领域。

第三代——集成电路计算机时代(从20世纪60年代中期到20世纪70年代前期)。这一时期的计算机采用集成电路作为基本元件,体积减小,功耗、价格等进一步降低,而速度及可靠性则有更大的提高;用半导体存储代替了磁芯存储器;运算速度每秒可达几十万次到几百万次;在软件方面,操作系统日臻完善。这时计算机设计思想已逐步走向标准化、模块化和系列化,应用范围更加广泛。

第四代——大规模集成电路计算机时代(从20世纪70年代初至今)。这一时期计算机的主要功能器件采用大规模集成电路(LSI);并用集成度更高的半导体芯片作主存储器;运算速度可达每秒百万次至亿次。在系统结构方面,我处理机系统、分布式系统、计算机网络的研究进展迅速;系统软件的发展不仅实现了计算机运行的自动化,而且正在向智能化方向迈进;各种应用软件层出不穷,极大地方便了用户。

20世纪70年代初期,以LSI为基础的微型计算机得到了迅猛发展。由于微型机的体积小、耗电少、价格低、性能高、可靠性好、使用方便等优点,被应用到了社会生活的各个方面,使计算机的应用更为普及。

自第一台计算机诞生至今的50多年时间里,计算机的性能获得了惊人的提高,价格大幅度下降。从1982年以来,日本及一些西方国家提出了研制第五代计算机的任务,其特点是更大程度的实现计算机的智能化,希望能突破原有的计算机体系结构,以大规模和超大规模集成电路或其他新器件为逻辑部件,以实现网络计算和智能计算为目标。现在随着计算机技术的发展,也出现了新划代方法,即将计算机按其功能和计算方式分为:主机(mainframe)代,中、小型机(minicomputer)代,微型机(micro computer)代,客户机/服务器(client/server)代和Internet/Intranet代,新的划分反映了新的技术内容。今后计算机还将不断地发展,从结构和功能等方面看,大致有如下趋势



(1) 巨型化:随着科学技术发展的需要,许多部门要求计算机有更高的速度、更大的存储容量,从而使计算机向巨型化发展。

(2) 微型化:计算机体积更小、重量更轻、价格更低、更便于应用于各个领域、各种场合。目前市场上已出现的各种笔记本计算机、膝上型和掌上型计算机都是向这一方向发展的产品。

(3) 网络化:计算机网络是计算机技术和通信技术互相渗透、不断发展的产物。计算机连网可以实现计算机之间通信和资源共享。目前,各种计算机网络,包括局域网和广域网的形成,无疑将加速社会信息化的进程。

(4) 多媒体化:传统的计算机处理信息的主要对象是字符和数字,人们通过键盘、鼠标和显示器对文字和数字来进行交互。而人类生活中,更多的是图、文、声、像等多种形式的信息。由于数字化技术的发展能进一步改进计算机的表现能力,使现代计算机可以集图形、声音、文字处理为一体,使人们面对有声有色、图文并茂的信息环境,这就是通常所说的多媒体计算机技术。多媒体技术使信息处理的对象和内容发生了深刻变化.



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