计算机发展的历史

自古以来人类就在不断地发明和改进计算工具,从结绳计数到算盘,计算尺,手摇计算机,直到1946年第一台电子计算机诞生,虽然电子计算机至今虽然只有短短的半个多世纪,但取得了惊人的发展吗,已经经历了五代的变革。计算机的发展和电子技术的发展密切相关,故每次电子技术有突破性的发展,就会导致计算机的一次重大变革。所以计算机发展史中的 ‘’代‘’ 通常以其所使用的主要器件来划分的(电子管,晶体管,集成电路,大规模集成电路,超大规模集成电路)。此外,各个阶段所配置的软件和使用方法也有不同的特点,成为划分 “代” 的标志之一。

1:第一代计算机(1946-1957)

电子计算机的早期研究是从20世纪30年代末开始的。英国数学家 艾伦▪图灵 在一篇论文中描述了通用计算机应具有的全部功能及其局限性,这种机器被成为图灵机。(世界第一台电子计算机 ENIAC 在1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学,但学术界公认电子计算机的理论和模型是由英国数学家图灵在此10年前发表的一篇论文《论可计算数及其在判定问题中的应用》中奠定的基础,美国计算机协会在1966年纪念电子计算机诞生20周年时,设立了计算机界的第一个奖项 “图灵奖” ,以纪念这位计算机科学理论的奠基人)

                                                          

1939年,美国衣阿华州立大学的约翰▪阿塔纳索夫教授和他的研究生克里福德▪贝里一起制作了一台称为ABC的机器,但其仅能求解方程式的专用电子计算机;

1944年,哈佛大学霍华德▪艾肯博士和IBM公司的工程师小组合作,以100万美元研制了一台称为Mark-I的计算机,它体积大,运算速度也慢,且仅一部分是电子式的,另一部分是机械式的;

1946年,宾夕法尼亚大学的约翰▪莫克莱和他的研究生普雷斯帕▪埃克特一起研制了ENIAC(电子数字积分计算机)的计算机,是公认的世界上第一台电子计算机,该计算机采取了普林斯顿大学数学教授 冯▪伊诺曼 "存储程序"的建议(把计算机程序与数据一起存储在计算机中,从而可以方便地返回前面的指令或反复执行,解决了ENIAC在操作上的不便);

一代计算机的共同特点:逻辑器件使用电子管;用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备;用磁鼓或磁带作为外存储器;使用机器语言编程

2:第二代计算机(1958-1964)

在二代计算机中使用了晶体管,与一代机相比,它体积小,速度快,能耗低,可靠性高;

高级程序语言的广泛使用,将计算机从少数专业人员手中解放出来,推进了计算机的普及与应用;

二代机器中输入、输出设备速度很慢,无法与主机的计算速度相匹配。

二代计算机的特点为:用晶体管代替电子管;内存储器采用了磁心体;引入了变址寄存器和浮点运算硬件;利用 I/O 处理机提高了输入输出能力;软件方面配置了子程序库和批处理管理程序。

3:第三代计算机(1965-1971)

1958年,第一个集成电路问世(集成电路就是将大量的晶体管和电子线路组合在一块硅晶片上,故称为芯片)。

三代计算的特点:用小规模(100以下元件)或中规模(100-1000元件)的集成电路来代替晶体管等分立元件;用半导体存储器代替磁心存储器;使用微程序设计技术简化处理机的结构;在软件方面广泛引入多道程序、并行处理、虚拟存储系统以及功能完备的操作系统,提供了大量面向用户的应用程序。

4:第四代计算机(1972年至今)

微型计算机的诞生是超大规模集成电路应用的直接结果,1975年第一台商业化的微型计算机 MITS Altair 问世,它使用了Intel公司的8080芯片;

时至今日,奔腾系列微处理器应运而生,现在微型计算机的体积越来越小、性能越来强、可靠性越来越高、价格越来越低、应用范围越来越广,加上完善的系统软件、丰富的系统开发工具和商品化的应用程序的大量涌现,通信技术和计算机网络的飞速发展,使得计算机进入了一个大发展的阶段。

第四代计算机最为显著的特征就是使用了大规模(1000-10000)集成电路和超大规模集成电路(10000以上);使用大容量的半导体作为内存储器;在体系结构方面进一步发展了并行处理、多机系统、分布式计算机系统和计算机网络系统;在软件方面推出了数据库系统、分布式操作系统以及软件工程标准等。

5:第五代计算机

五代计算机尚在研制之中,研究目标是试图打破计算机现有的体系结构,使得计算机能够具有像人那样的思维、推理和判断能力(人工智能)。