计算硬件简史

一、机械时代

      1614年，苏格兰数学家 John Napier (1550-1617)发表了一篇论文，其中提到他发明了一种可以计算四则运算和方根运算的精巧装置，这就是后来被称为“纳皮尔棒”或“纳皮尔的骨头”的计算器。在附录里面他解释了另外一种用金属片计算乘法和除法的方法，这是机械计算器滑尺的直接祖先。

 

图1.1.John Napier

图1.2.纳皮尔的骨头底座和柱子

      1623年，Wilhelm Schickard (1592-1635)制作了一个能进行六位以内数加减法，并能通过铃声输出答案的"计算钟"。通过转动齿轮来进行操作。

图1.3 Wilhelm Schickard

图1.4 计算钟

      1625年，William Oughtred (1575-1660) 发明计算尺。

图1.5 William Oughtred

图1.6 计算尺

      1642年，法国数学家 Blaise Pascal (1623-1662) 建造并出售了一种齿轮驱动的机械机器，它可以执行整数的加法和减法运算。

图1.7 Blaise Pascal

图1.8 Blaise Pascal 的计算器

      1671年，德国数学家 Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716)建造了第一台能够进行四种整数运算（加法、减法、乘法和除法）的机械设备，最终答案可以最大达到16位。遗憾的是，当时的机械齿轮和操作杆的水平有限，使得 Leibniz 机的结果不那么可信。

图1.9 Gottfried Wilhelm von Leibniz

图1.10 乘法器

      1801年，Joseph Jackquard (1752-1834)发明了 Jackquard 织布机。这种织布机利用一套穿孔卡片来说明需要什么颜色的线，从而控制了纺织图案。尽管 Jackquard 织布机不是一种计算设备，但是它第一次使用了穿孔卡片这种输入形式。

 

 图1.11 Jackquard 织布机

      1820年，法国人Charles Xavier Thomas de Colmar (1785-1870),制作成功第一台成品计算机，非常的可靠，可以放在桌面上，在后来的90多年间一直在市场上出售。 

图1.12 Charles Xavier Thomas de Colmar 发明的计算机

      1822年，英国人Charles Babbage (1792-1871)设计了差分机和分析机，其中设计的理论非常的超前，类似于百年后的电子计算机，特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所采用。分析机本有希望成为真正的计算机，可以运行包含“条件”、“循环”语句的程序，有寄存器用来存储数据，不过没有完成。

      1832年，Babbage 和Joseph Clement 制成了一个差分机的成品，开始可以进行6位数的运算。后来发展到20位、30位，尺寸将近一个房子那么大。结果以穿孔的形式输出。但限于当时的制造技术，他们的设计难以制成。

      1834年，斯德哥尔摩的George Scheutz 用木头做了一台差分机。

      1834年，Babbage 设想制造一台通用的分析机，在只读存储器（穿孔卡片）中存储程序和数据，Babbage在以后的时间继续他的研究工作，并于1840年将操作数提高到了40位，并基本实现了控制中心（CPU）和存储程序的设想，而且程序可以根据条件进行跳转，能在几秒内作出一般的加法，几分钟内作出乘除法。

      1843年，Scheutz 和他的儿子Edvard Scheutz 制造了一台差分机，瑞典政府同意继续支持他们的研究工作。

      1847年，Babbage 花两年时间设计了一台较简易的差分机，这台机器可以完成31位精度的运算并将结果打印到纸上，因此被普遍认为是世界上第一台机械式计算机。没有人感兴趣并支持他造出这台机器。直到2008年3月，伦敦科学博物馆用现代技术复制出这台机器后发现，它确实能准确的工作。这台机器有8000个零件，重5吨，目前放置在美国加利福尼亚州硅谷的计算机历史博物馆里供人参观。

图1.13 Charles Babbage

图1.14 差分机1号的1/7完成品

图1.15 实验性的部分分析机

 

      1848年，英国数学家George Boole创立二进制代数学。提前差不多一个世纪为现代二进制计算机铺平了道路。

      1853年，令Babbage感到高兴的是，Scheutzes制造成功了真正意义上的比例差分机，能进行15位数的运算。象Babbage所设想的那样输出结果。后来伦敦的Brian Donkin又造出了更可靠的第二台。

      1878年，纽约的西班牙人Ramon Verea，制造成功桌面计算器。比前面提到的都要快。但他对将其推向市场不感兴趣，只是想表明，西班牙人可以比美国人做的更好。

      1886年，芝加哥的Dorr E. Felt (1862-1930), 制造成了他的计算机。这是第一台用按键操作的计算器，而且速度非常快，按键抬起，结果也就出来了。

      1890年美国人口普查。1880年的普查人工用了7年的时间进行统计。这意味着1890年的统计将会超过10年。美国人口普查部门希望能得到一台机器帮助提高普查的效率。Herman Hollerith 借鉴了Babbage的发明，用穿孔卡片存储数据，并设计了机器。结果仅仅用了6个周就得出了准确的数据（62622250人）。Herman Hollerith大发其财。

      1892年，圣多美和普林西比的William S. Burroughs (1857-1898),制作成功了一台比Felt的功能更强的机器，真正开创了办公自动化工业。

      1896年，Herman Hollerith 创办了IBM公司的前身。

图1.16 Herman Hollerith

图1.17 Herman Hollerith 的机电式制表机

 

      1906年，Henry Babbage, Charles Babbage 的儿子，在R. W. Munro的支持下，完成了父亲设计的分析机，但也仅能证明它能工作，而没有将其作为产品推出。

二、早期计算机

      1906年，美国人 Lee De Forest 发明了电子管。在这之前制造出数字电子计算机是不可能的。

图2.1 真空管

      1924年2月，IBM（International Business Machines Corporation），国际商业机器公司，一个具有划时代意义的公司成立。

      1935年，IBM 推出 IBM 601机。 这是一台能在一秒钟算出乘法的穿孔卡片计算机。这台机器无论在自然科学还是在商业意义上都具有重要的地位。大约造了1500台。

      1937年，英国剑桥大学的Alan M. Turing (1912-1954)出版了他的论文 ，并提出了被后人称之为"图灵机"的数学模型，为计算理论的主要领域奠定了基础。。本质上它与硬件毫无关系，但它对计算机科学产生了深远的影响。计算机科学这一领域的最高荣誉就是图灵奖，以 Alan Turing 的名字命名。

图1.18 Alan Turing

      1937: BELL试验室的 George Stibitz 展示了用继电器表示二进制的装置。尽管仅仅是个展示品，但却是第一台二进制电子计算机。

      1938: Claude E. Shannon 发表了用继电器进行逻辑表示的论文。

      1938: 柏林的Konrad Zuse 和他的助手们完成了一个机械可编程二进制形式的计算机，其理论基础是Boolean代数。后来命名为Z1。它的功能比较强大，用类似电影胶片的东西作为存储介质。可以运算七位指数和16位小数。可以用一个键盘输入数字，用灯泡显示结果。

      1939年11月: 美国 John V. Atanasoff 和他的学生 Clifford Berry 完成了一台16位的加法器，这是第一台真空管计算机。

      1939年，Zuse 和 Schreyer 开始在他们的Z1计算机的基础上发展Z2计算机。并用继电器改进它的存储和计算单元。但这个项目因为 Zuse 服兵役被中断了一年。 1939/1940年，Schreyer 利用真空管完成了一个10位的加法器，并使用了氖灯做存储装置。

      1940年1月，Bell 实验室的 Samuel Williams 和 Stibitz 制造成功了一个能进行复杂运算的计算机。大量使用了继电器，并借鉴了一些电话技术， 采用了先进的编码技术。

      1941年夏季，Atanasoff 和学生 Berry 完成了能解线性代数方程的计算机，取名叫"ABC"（Atanasoff-Berry Computer），用电容作存储器，用穿孔卡片作辅助存储器，那些孔实际上是"烧"上的。 时钟频率是60HZ，完成一次加法运算用时一秒。它使用真空管实现了二进制计算，但是不是通用的，而是仅仅用于求解线性方程组。这台计算机也没有利用电子计算的速度优势。有两方面限制了它的速度：一是旋转电容鼓存储器，另一个是它的输入输出系统要把中间结果写出到纸片上。这台计算机是手动控制的，并且不可编程。

      1941年12月，德国 Zuse 制作完成了Z3计算机的研制。这是第一台可编程的电子计算机。可处理7位指数、14位小数。使用了大量的真空管。每秒种能作3到4次加法运算。一次乘法需要3到5秒。这是第一台通用的数字计算机。但是它是机电计算机，而不是电子计算机，因为所有功能都使用继电器。它使用二进制数学进行逻辑地计算。它可用打孔纸带编程，但是没有逻辑分支。尽管当初设计的不是图灵完全的，但是在1998年人们发现它是图灵完全的（但是如果要利用这种图灵完全性质，需要复杂、聪明的破解）。1943年，这台计算机在柏林毁于轰炸袭击。

      1943年1月， Mark I，自动顺序控制计算机在美国研制成功。整个机器有51英尺长，重5吨，75万个零部件，使用了3304个继电器，60个开关作为机械只读存储器。程序存储在纸带上，数据可以来自纸带或卡片阅读器。被用来为美国海军计算弹道火力表。可用打孔纸带编程。可以计算一般的数学函数，但是没有分支结构。

      1943年4月，Max Newman、Wynn-Williams 和他们的研究小组研制成功"Heath Robinson"，这是一台密码破译机，严格说不是一台计算机。但是其使用了一些逻辑部件和真空管，其光学装置每秒钟能读入2000个字符。同样具有划时代的意义。

      1943年9月，Williams 和 Stibitz 完成了"Relay Interpolator"，后来命名为"Model II Relay Calculator"。这是一台可编程计算机。同样使用纸带输入程序和数据。其运行更可靠，每个数用7个继电器表示，可进行浮点运算。

      1943年12月: 最早的可编程计算机是英国推出的十个巨人计算机（Colossus computer），由汤米·弗劳尔设计，包括2400个真空管，目的是为了破译德国的密码，每秒能翻译大约5000个字符 ，但使用完后不久就遭到了毁坏。据说是因为在翻译俄语的时候出现了错误。这些计算机是数字的、电子的，可用插板和开关编程，但是仅用于密码破译，并不是通用的。

      1946年，ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)，电子数值积分计算器，第一台真正意义上的数字电子计算机。开始研制于1943年，完成于1946年。负责人是 John W. Mauchly 和 J. Presper Eckert，John von Neumann 是这个项目的顾问。ENIAC包含了17468个真空管、7200个晶体二极管、1500个继电器、10000个电容器，还有大约五百万个手工焊接头。它的重量达27吨（30英吨），体积大约是2.4m×0.9m×30m（8×3×100英尺），占地167平方米（1800平方英尺），耗电150千瓦。IBM的卡片阅读器用于输入，打卡器用于输出。使用IBM会计机（比如IBM 405）可将这些卡片用于离线产生输出。主要用于计算弹道和氢弹的研制。ENIAC的寄存器采用十进制运算，而不是像Z3或ABC那样的二进制运算。ABC、ENIAC 和 Colossus 都使用真空管。Mauchly 曾经拥有 ENIAC 的专利。1973年，经过法院宣判，因 Mauchly 对于 ENIAC 的设计思想部分来源于 Atanasoff 和 Clifford Berry 设计的 ABC 计算机，所以专利被认定为无效，ENIAC的发明被放入公有领域。然而，公众领域内普遍将 ENIAC 认定为世界上第一台电子计算机，将 Mauchly 认定为电子计算机之父。为此，20世纪90年代初，时年87岁的 ABC 计算机发明者 Atanasoff 写信给当时的美国总统老布什，希望公众能承认他自己才是电子计算机之父。于是，老布什向他颁发了一个美国国家工艺技术金质奖章，以表彰他发明了世界上第一台电子数字计算机。

 

图2.2 ENIAC 机器

图2.3 ENIAC 上的编程

 

      1951年以后，计算机被越来越广泛地用来解决各个领域中的问题。从那时起，探索的重点不仅在于建造更快、更大的计算设备，而且在于开发能让我们更有效地使用这些设备的工具。从这时开始，计算硬件的历史基于它们所采用的技术被划分为几个时代。

 

三、第一代计算机（1951~1959）

      第一代（大约从1951年到1959年）商用计算机使用真空管存储信息。真空管会大量生热，不是非常可靠。使用真空管的机器需要重型空气调节装置以及不断的维修。此外，它们还需要巨大的专用房间。

      1951年，UNIVAC-1：第一台商用计算机系统。设计者：J. Presper Eckert 和John Mauchly。被美国人口普查部门用于人口普查，标志着计算机的应用进入了一个新的、商业应用的时代。

      第一代计算机的主存储器是在读/写臂下旋转的磁鼓。当被访问的存储器单元旋转到读/写臂下时，数据将被写入这个单元或者从这个单元中读出。

      输入输出设备是一台读卡器，可以阅读 IBM 卡（由 Hollerith 卡演化而来）上的孔。输出设备是穿孔卡片或行式打印机。在这一代将要结束时，出现了磁带驱动器，它比读卡机快的多。磁带是顺序存储设备，也就是说，必须按照线性顺序访问磁带上的数据。

      1949年，EDVAC (electronic discrete variable computer)：第一台使用磁带的计算机。这是一个突破，可以多次在其上存储程序。这台机器是John von Neumann提议建造的。

 图3.1 安装在弹道研究实验室的EDVAC

      1950年，软磁盘由东京帝国大学的Yoshiro Nakamats发明。其销售权由IBM公司获得。开创存储时代新纪元。

      1953年，此时世界上大约有100台计算机在运转。

 

四、第二代计算机（1959~1965）

      20世纪最初的10年，通信系统已开始应用半导体材料。20世纪上半叶，在无线电爱好者中广泛流行的矿石收音机，就采用矿石这种半导体材料进行检波。半导体的电学特性也在电话系统中得到了应用。

      晶体管的发明，最早可以追溯到1929年，当时工程师利莲费尔德就已经取得一种晶体管的专利。但是，限于当时的技术水平，制造这种器件的材料达不到足够的纯度，而使这种晶体管无法制造出来。

     1947年12月，美国 Bell 实验室 John Bardeen、Walter H.Brattain 和 William B. Shockley 组成的研究小组，研制出一种点接触型的锗晶体管（三人为此获得诺贝尔物理奖）。  晶体管的出现标志着第二代商用计算机的诞生。晶体管代替真空管成为计算机硬件的主要部件。图4.1展示了晶体管，它比真空管更小、更可靠、更快、寿命更长也更便宜。

图4.1 晶体管

 图4.2 晶体管之父 William B. Shockley

      1950年，William Shockley开发出双极晶体管（Bipolar Junction Transistor），这是现在通行的标准的晶体管。

      1953年，磁芯存储器被开发出来。

       第二代计算机中还出现了即时存取存储器。访问磁鼓上的信息时，CPU必须等待读/写臂旋转到正确的位置。第二代计算机使用磁芯作为存储器，这是一种微小的环形设备，每个磁芯可以存储一位信息。这些磁芯由电线排成一列，构成存储单元，存储单元组合在一起构成了存储单位。由于设备是静止不动的，而且是用电力访问的，所以能够即时访问信息。

      磁盘是一种新的辅助存储设备，也出现在第二代计算机中。磁盘比磁带快，因为使用数据项在磁盘上的位置就可以直接访问它。磁盘上的数据都有位置标识符，我们称之为地址。磁盘的读/写头可以被直接送到磁盘上存储所需的信息的特定位置。

五、第三代计算机（1965~1971）

      在第二代计算机中，晶体管和其他计算机原件都被手工集成在印刷电路板上。第三代计算机的特征是集成电路（IC），一种具有晶体管和其他元件及它们的连线的硅片。集成电路比印刷电路小，它更便宜、更快而且更可靠。

      1961年4月25日，第一个集成电路专利被授予罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）。最初的晶体管对收音机和电话而言已经足够，但是新的电子设备要求规格更小的晶体管，即集成电路。

      1964年，DEC公司发布PDB-8，第一台小型计算机。

      1964年，发布IBM 360首套系列兼容机。

      1965年，摩尔定律诞生。当时，戈登·摩尔（Gordon Moore）预测，未来一个芯片上的晶体管数量大约每年翻一倍(后来修改为每18个月翻一倍，至今依然基本适用)，摩尔定律在Electronics Magazine杂志一篇文章中公布。

      1965: Douglas Englebart 提出鼠标器的设想，但没有进一步的研究。直到1983年被苹果电脑公司大量采用。

      1965年，第一台超级计算机CD6600开发成功。

      1968年7月，罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔从仙童（Fairchild）半导体公司辞职，创立了一个新的企业，即英特尔公司，英文名Intel为“集成电子设备（integrated electronics）”的缩写。

      晶体管也被应用到存储器构造中。每个晶体管表示一位信息。集成电路技术允许晶体管建造存储板。辅助存储设备仍然是必须的，因为晶体管存储器不稳定，断电之后，所有的信息都将消失。

      终端（带有键盘和屏幕的输入/输出设备）便是在这一代计算机中出现的。键盘使用户可以直接访问计算机，屏幕则可以提供即时响应。

六、第四代计算机（1971~？）

     大规模集成化是第四代计算机的特征。20世纪70年代早期，一个硅片上可以集成几千个晶体管，而80年代中期，一个硅片则可以容纳整个微型计算机。主存储设备仍然依赖芯片技术。在过去的四十年中，每一代计算机硬件的功能都变的越来越强大，体积越来越小，花费也越来越小。Moore定律被改为芯片的集成度每18个月增长一倍。

      1970年，第一块RAM芯片由INTEL推出，容量1K。

      1971年，英特尔发布了其第一个微处理器4004。4004规格为1/8英寸 x 1/16英寸，包含仅2000多个晶体管，采用英特尔10微米PMOS技术生产。因为在发明微处理器时借鉴了日本公司的技术，所以日本对其专利不承认，因为日本没有得到应有的利益。过了30年，日本才承认，这样日本公司可以从中得到一部分利润了。但到2001年，这个专利也就失效了。

      1972年，英特尔发布了第一个8位处理器8008。

      1972年，Hewlett-Packard发明了第一个手持计算器。

      1973年，街机游戏Pong发布，得到广泛的欢迎。发明者Nolan Bushnell，后来Atari 的创立者。

      1974年12月年，MITS发布Altair 8800，第一台商用个人计算机，价值397美元，内存有256个字节。

      1975: IBM公司介绍了他的激光打印机技术。1988年向市场推出其彩色激光打印机。

      1976年，Stephen Wozinak和Stephen Jobs创办苹果计算机公司。并推出其Apple I 计算机。

      1976年，Zilog推出Z80处理器。8位微处理器。 CP/M就是面向其开发的操作系统。许多著名的软件如：Wordstar 和dBase II基于此款处理器。

      1976年，6502, 8 位微处理器发布，专为Apple II计算机使用。

      1976年，Cray 1，第一台商用超级计算机。集成了20万个晶体管，每秒进行1.5亿次浮点运算。

      1977年5月: Apple II 型计算机发布。

      1978年6月8日年，Intel 发布其第一款16位微处理器8086。其可用的时钟频率为4.77、8、10MHz。大约有300条指令，集成了29000更晶体管。但因其非常昂贵，又推出8位的8088满足市场对低价处理器的需要，并被IBM的第一代PC机所采用。

      1979年6月1日: Intel 纯粹为了迎合低价电脑的需要，发布了8位的8088微处理器。8086和8088在芯片内部均采用16位数据传输，所以都称为16位微处理器，但8086每周期能传送或接收16位数据，而8088每周期只采用8位。因为最初的大部分设备和芯片是8位的，而8088的外部8位数据传送、接收能与这些设备相兼容。Intel 标志性地把 Intel 8088微处理器销售给IBM新的个人电脑事业部，武装了IBM新产品 IBM PC的中枢大脑。16位8088处理器为8086的改进版，含有2.9万个晶体管，运行频率为5MHz、8MHz和10MHz。8088的成功推动英特尔进入了财富(Forture) 500强企业排名，《财富(Forture)》杂志将英特尔公司评为“70年代商业奇迹之一（Business Triumphs of the Seventies）”。

      1979年，Commodore PET 发布了采用1MHz的6502处理器，单色显示器、8K内存的计算机，并且可以根据需要购买更多的内存扩充。

      20世纪70年代出现了个人计算机（PC）一词。Apple、Tandy/Radio Shack、Atari、Commodor 和 SUN 公司加入了早期计算机公司的行列，这些公司包括IBM、Remington Rand、NCR、DEC（Digital Equipment corporation）、Control Data 和 Burroughs。在个人计算机革命的浪潮中，最为人称道的成功故事是关于Apple公司的。

      1979年，发明了低密盘。

      1979年，Motorola公司发布68000微处理器。主要供应Apple公司的Macintosh ，后继产品68020用在Macintosh II机型上。

      1979年,夏普公司宣布制成第一台手提式微电脑。

 

      1979: IBM公司眼看着个人计算机市场被苹果等电脑公司占有，决定也开发自己的个人计算机，为了尽快的推出自己的产品，他们大量的工作是与第三方合作，其中微软公司就承担了其操作系统的开发工作。很快他们便在1981年8月12日推出了IBM-PC。但同时也为微软后来的崛起，施足了肥料。该机售价2880美元，有64K内存、单色显示器 、可选的盒式磁带驱动器、两个160KB单面软盘驱动器。这台机器取得了比预想的还要大的成功。

      IBM PC 是1981年面世的，之后，其他公司迅速制造了许多与之兼容的机器。例如， Dell 和 Compaq 公司在制造与IBM PC 兼容 PC 方面取得了巨大的成功。Apple 公司在1984年建立了非常受欢迎的Mactintosh 微型计算机的生产线。

      1981年，INTEL发布的80186/80188芯片，很少被人使用，因为其寄存器等与其他不兼容。但其采用了直接存储器访问技术和时间片分时技术。

      1981年8月12日: MDA (Mono Display Adapter, text only) 能够显示文本的单色显示器随IBM-PC机发布。

      1982年，基于6502微处理器的计算机大受欢迎，特别是在学校大量普及。

      1982 年1月，Commodore 64计算机发布，价格：595美元。

      1982 年2月，80286发布。时钟频率提高到20MHz，并增加了保护模式，可访问16M内存。支持1GB以上的虚拟内存。每秒执行270万条指令，集成了134000个晶体管。

      1982年，Compaq公司发布了其IBM-PC兼容机。

      1982年MIDI（Musical Instrument Digital Interface）标准制定。允许计算机连接标准的类似键盘数字乐器。

      1982年：286微处理器(全称80286，意为“第二代8086”)推出，提出了指令集概念，即现在的x86指令集，可运行为英特尔前一代产品所编写的所有软件。286处理器使用了13400个晶体管，运行频率为6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz。

      1982 年4月，Sinclair ZX Spectrum发布：基于Z80芯片，时钟频率3.5MHz。能显示8种颜色。

      1982年5月年，IBM推出双面320K的软盘驱动器。

      1983春季，IBM XT机发布，增加了10兆的硬盘，128K RAM，一个软驱、单色显示器、一台打印机、可以增加一个8087数字协处理器。价格5000美元。

      1984年底，Compaq开始开发IDE接口，可以以更快的速度传输数据，并被许多同行采纳，后来更进一步的EIDE推出，可以支持到528MB的驱动器。数据传输也更快。

      1985年10月17日，英特尔80386 DX微处理器问世。386是32位芯片，具备多任务处理能力，即它可在同一时间运行多个程序。时钟频率到达33MHz，可寻址1GB内存。比286更多的指令。每秒6百万条指令，集成275000个晶体管，是最初4004晶体管数量的100多倍。

      1985年，Philips和Sony合作推出CD-ROM驱动器。

      1985年，EGA标准推出。

      1986年1月，Apple 发布较高性能的Macintosh。有四兆内存，和SCSI适配器。

      1986年9月，Amstrad Announced发布便宜且功能强大的计算机Amstrad PC 1512。具有CGA图形适配器、512KB内存、8086处理器20兆硬盘驱动器。采用了鼠标器和图形用户界面，面向家庭设计。

      1987年，Connection Machine超级计算机发布。采用并行处理，每秒钟2亿次运算。

      1987年，Macintosh II发布，基于Motorola 68020处理器。时钟16MHz，每秒260万条指令。有一个SCSI适配器和一个彩色适配器。

      1987年4月2日: IBM推出PS/2系统。最初基于8086处理器和老的XT总线。后来过渡到80386，开始使用3.5英寸1.44MB软盘驱动器。引进了微通道技术，这一系列机型取得了巨大成功。出货量达到200万台。

      1987，IBM发布VGA技术。

      1987，IBM发布自己设计的微处理器8514/A。

      1987年8月，AD-LIB声卡发布。一个加拿大公司的产品。

      1988年，光计算机投入开发，用光子代替电子，可以提高计算机的处理速度。

      1989年，Tim Berners-Lee 创立World Wide Web雏形,他工作于欧洲物理粒子研究所。通过超文本链接，新手也可以轻松上网浏览。这大大促进了INTERNET的发展。

      1989年，Phillips和Sony发布CD-I标准。

      1989年3月，E-IDE标准确立，可以支持超过528MB的硬盘容量。可达到 33.3 MB/s 的传输速度。并被许多CD-ROM所采用。

      1989年4月10日，80486 DX发布，集成120万个晶体管。 其后继型号时钟频率达到100MHz。

      1989年11月，Sound Blaster Card（声卡）发布。

      1990年，SVGA标准确立。

      1990年3月，Macintosh Iifx发布，基于68030CPU，主频40MHz，使用了更快的SCSI接口。

      1990年10月，Macintosh Classic发布，有支持到256色的显示适配器。

      1990年11月，第一代MPC (多媒体个人电脑标准)发布。处理器至少80286/12MHz，后来增加到80386SX/16 MHz ，及一个光驱，至少150 KB/sec的传输率。

      1991年，发布ISA标准。

      1991年5月，Sound Blaster Pro发布。

      1993年3月22，Pentium发布。集成了300多万个晶体管。初期工作在60-66MHz。每秒钟执行1亿条指令，采用 Intel 0.8微米制程技术生产。

      1994年3月7日，Intel 发布90-100 MHz Pentium处理器。

      1995年11月1日，Pentium Pro发布。主频可达200 MHz ，每秒钟完成4.4亿条指令，集成了550万个晶体管。

      1997年4月: IBM的深蓝（Deep Blue）计算机，战胜人类国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。

      1997年5月7日，Intel发布Pentium II，增加了更多的指令和更多CACHE。

      1997年，Apple遇到严重的财务危机，微软伸出援助之手，注资1.5亿美元。条件是Apple撤消其控诉--微软模仿其视窗界面的起诉，并指出Apple也是模仿了XEROX的设计。

      1999年2月，英特尔发布了奔腾·III处理器。奔腾III是1x1正方形硅，含有950万个晶体管，采用英特尔0.25微米制程技术生产。

      1999年2月22日，AMD公司发布K6-III 400MHz。有测试说其性能超过Intel P-III 。集成2300万个晶体管、socket 7结构。

      2002年1月，英特尔奔腾4处理器推出，高性能桌面台式电脑由此可实现每秒钟22亿个周期运算。它采用英特尔0.13微米制程技术生产，含有5500万个晶体管。

      2002年8月13日，英特尔透露了90纳米制程技术的若干技术突破，包括高性能、低功耗晶体管，应变硅，高速铜质接头和新型低-k介质材料。这是业内首次在生产中采用应变硅。

      2003年3月12日，针对笔记本的英特尔·迅驰·移动技术平台诞生，包括了英特尔最新的移动处理器“英特尔奔腾M处理器”。该处理器基于全新的移动优化微体系架构，采用英特尔0.13微米制程技术生产，包含7700万个晶体管。

      2005年5月26日，英特尔第一个主流双核处理器“英特尔奔腾D处理器”诞生，含有2.3亿个晶体管，采用英特尔领先的90纳米制程技术生产。

      2006年7月18日，英特尔安腾2双核处理器发布，采用世界最复杂的产品设计，含有2.7亿个晶体管。该处理器采用英特尔90纳米制程技术生产。

      2006年7月27日，英特尔·酷睿2双核处理器诞生。该处理器含有2.9亿多个晶体管，采用英特尔65纳米制程技术在世界最先进的几个实验室生产。

      2006年9月26日，英特尔宣布，超过15种45纳米制程产品正在开发，面向台式机、笔记本和企业级计算市场，研发代码Penryn，是从英特尔酷睿微体系架构派生而出。

图6.1发布英特尔酷睿i7处理器

      2007年1月8日，为扩大四核PC向主流买家的销售，英特尔发布了针对桌面电脑的65纳米制程英特尔酷睿2四核处理器和另外两款四核服务器处理器。英特尔酷睿2四核处理器含有5.8亿多个晶体管。

      2007年1月29日，英特尔公布采用突破性的晶体管材料即高-k栅介质和金属栅极。英特尔将采用这些材料在公司下一代处理器——英特尔酷睿2双核、英特尔酷睿2四核处理器以及英特尔至强系列多核处理器的数以亿计的45纳米晶体管或微小开关中用来构建绝缘“墙”和开关“门”，研发代码Penryn。2010年11月，NVIDIA发布全新的GF110核心，含30亿个晶体管，采用先进的40纳米工艺制造。

图6.2 含30亿晶体管的GF110核心

      2011年05月05 日，英特尔成功开发世界首个3D晶体管，称为tri-Gate。除了英特尔将3D晶体管应用于22纳米工艺之后，三星，GlobalFoundries，台积电和台联电都计划将类似于Intel的3D晶体管技术应用到14纳米节点上。

      20世纪80年代中期，出现了更大型、功能更强大的计算机工作站，它们通常用于商业用途，而不适合个人。创造工作站的理念是为了把雇主自己的工作站放在一个桌面上。这些工作站由线缆连接在一起，或者说被联网了，以便它们彼此能够交互。引入了RISC（精简指令集计算机，reduced-instruction-set computer）体系结构后，工作站变的更强大了。

七、第五代计算机（未来）

      1950年，英国数学家和计算机先驱 Alan Turing 说：“计算机将会具有人的智慧，如果一个人和一台机器对话，对于提出和回答的问题，这个人不能区别到底对话的是机器还是人，那么这台机器就具有了人的智能。”

       1956年，第一次有关人工智能的会议在Dartmouth 学院召开。

      第五代计算机是把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合在一起的智能计算机系统。它能进行数值计算或处理一般的信息，主要能面向知识处理，具有形式化推理、联想、学习和解释的能力，能够帮助人们进行判断、决策、开拓未知领域和获得新的知识。人-机之间可以直接通过自然语言（声音、文字）或图形图象交换信息。

      1981年10月，日本首先向世界宣告开始研制第五代计算机，并于1982年4月制订为期10年的“第五代计算机技术开发计划”，总投资为1000亿日元，已顺利完成第五代计算机第一阶段规定的任务。

      第五代计算机的发展必然引起新一代软件工程的发展，极大地提高软件的生产率和可靠性。为改善软件和软件系统的设计环境，将研制各种智能化的支援系统，包括智能程序设计系统、知识库设计系统、智能超大规模集成电路输助设计系统、以及各种智能应用系统和集成专家系统等。在硬件方面，将出现一系列新技术，如先进的微细加工和封装测试技术、砷化镓器件、约瑟夫森器件、光学器件、光纤通信技术以及智能辅助设计系统等。另外，第五代计算机将推动计算机通信技术发展，促进综合业务数字网络的发展和通信业务的多样化，并使多种多样的通信业务集中于统一的系统之中，有力地促进了社会信息化。

八、并行计算

      1974年，第一个具有并行计算机体系结构的CLIP-4推出。

      20世纪80年代末，尽管使用单处理器的计算机仍然盛行，但是新的计算机体系结构出现了。使用并行体系结构的计算机依靠的是使用一套相互连接的中央处理器。

      一种并行机器的组织结构是所有处理器共享一个存储部件。另一种组织结构是每个中央处理器具有自己的本地内存，与其他处理器通过高速内部网进行通信。

      虽然把成百上千个处理器组织在一台机器中有着巨大的潜能，但是这种机器进行程序设计的难度也很高。并行计算机的软件设计不同与一个计算机序列的软件设计。程序员必须重新思考解决问题的方法，利用并行性进行程序设计。

九、连网

      1969年，ARPANET计划开始启动，这是现代INTERNET的雏形。

      1969 年4月7日年，第一个网络协议标准RFC推出。

      1970年， Internet的雏形ARPANET (Advanced Research Projects Agency network) 基本完成。开始向非军用部门开放，许多大学和商业部门开始接入。

      1972年，ARPANET开始走向世界，INTERNET革命拉开序幕。

      1982年，基于TCP/IP协议的INTERNET初具规模。

      1984年，DNS (Domain Name Server) 域名服务器发布，互连网上有1000多台主机运行。

      1993年，Internet 开始商业化运行。

 

 参考：

1.百度百科

2.维基百科

3.《计算机科学概论(原书第3版)》.Nell Date,John Lewis著.张欣，胡伟 等译

4.其他论坛