計算機發(fā)展

計算工具的演化經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、從低級到高級的不同階段，例如從“結(jié)繩記事”中的繩結(jié)到算籌、算盤計算尺、機械計算機等。它們在不同的歷史時期發(fā)揮了各自的歷史作用，同時也啟發(fā)了現(xiàn)代電子計算機的研制思想。1889年，美國科學家赫爾曼·何樂禮研制出以電力為基礎(chǔ)的電動制表機，用以儲存計算資料。1930年，美國科學家范內(nèi)瓦·布什造出世界上首臺模擬電子計算機。1946年2月14日，由美國軍方定制的世界上第一臺電子計算機“電子數(shù)字積分計算機”(ENIAC Electronic Numerical And Calculator)在美國賓夕法尼亞大學問世了。ENIAC(中文名：埃尼阿克)是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道需要而研制成的，這臺計算器使用了17840支電子管，大小為80英尺×8英尺，重達28t(噸)，功耗為170kW，其運算速度為每秒5000次的加法運算，造價約為487000美元。ENIAC的問世具有劃時代的意義，表明電子計算機時代的到來。在以后60多年里，計算機技術(shù)以驚人的速度發(fā)展，沒有任何一門技術(shù)的性能價格比能在30年內(nèi)增長6個數(shù)量級。
第1代：電子管數(shù)字機(1946—1958年)

硬件方面，邏輯元件采用的是真空電子管，主存儲器采用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯;外存儲器采用的是磁帶。軟件方面采用的是機器語言、匯編語言。應(yīng)用領(lǐng)域以軍事和科學計算為主。缺點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般為每秒數(shù)千次至數(shù)萬次)、價格昂貴，但為以后的計算機發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

第2代：晶體管數(shù)字機(1958—1964年)

軟件方面的操作系統(tǒng)、高級語言及其編譯程序應(yīng)用領(lǐng)域以科學計算和事務(wù)處理為主，并開始進入工業(yè)控制領(lǐng)域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高(一般為每秒數(shù)10萬次，可高達300萬次)、性能比第1代計算機有很大的提高。

第3代：集成電路數(shù)字機(1964—1970年)

硬件方面，邏輯元件采用中、小規(guī)模集成電路(MSI、SSI)，主存儲器仍采用磁芯。軟件方面出現(xiàn)了分時操作系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)化、規(guī)模化程序設(shè)計方法。特點是速度更快(一般為每秒數(shù)百萬次至數(shù)千萬次)，而且可靠性有了顯著提高，價格進一步下降，產(chǎn)品走向了通用化、系列化和標準化等。應(yīng)用領(lǐng)域開始進入文字處理和圖形圖像處理領(lǐng)域。

第4代：大規(guī)模集成電路計算機(1970年至今)

硬件方面，邏輯元件采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路(LSI和VLSI)。軟件方面出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和面向?qū)ο笳Z言等。1971年世界上第一臺微處理器在美國硅谷誕生，開創(chuàng)了微型計算機的新時代。應(yīng)用領(lǐng)域從科學計算、事務(wù)管理、過程控制逐步走向家庭。由于集成技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體芯片的集成度更高，每塊芯片可容納數(shù)萬乃至數(shù)百萬個晶體管，并且可以把運算器和控制器都集中在一個芯片上、從而出現(xiàn)了微處理器，并且可以用微處理器和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路組裝成微型計算機，就是我們常說的微電腦或PC機。微型計算機體積小，價格便宜，使用方便，但它的功能和運算速度已經(jīng)達到甚至超過了過去的大型計算機。另一方面，利用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路制造的各種邏輯芯片，已經(jīng)制成了體積并不很大，但運算速度可達一億甚至幾十億次的巨型計算機。我國繼1983年研制成功每秒運算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機以后，又于1993年研制成功每秒運算十億次的銀河Ⅱ型通用并行巨型計算機。這一時期還產(chǎn)生了新一代的程序設(shè)計語言以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件等。隨著物理元、器件的變化，不僅計算機主機經(jīng)歷了更新?lián)Q代，它的外部設(shè)備也在不斷地變革。比如外存儲器，由最初的陰極射線顯示管發(fā)展到磁芯、磁鼓，以后又發(fā)展為通用的磁盤，現(xiàn)又出現(xiàn)了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光盤(CD—ROM)。