什么时候我们会迎来电子计算机发展的下一个阶段?

电子计算机的发展与半导体工业是互相促进的,电子器件的发展是推动计算机不断发展的一个核心因素。根据电子计算机所采用的电子逻辑器件的发展,一般将现代电子计算机60多年来的发展划分为4个阶段。

1.计算机电子管时代(1946—1954年)

这一时期的计算机采用电子真空管和继电器作为基本逻辑器件构成处理器和存储器。程序设计采用“0”和“1”组成的二进制码表示机器语言,只用于科学计算和军事目的。电子管时代的计算机具有体积大、速度慢、消耗大、造价昂贵等特点。其代表机型除ENIAC外,还有EDVAC以及1951年批量生产的UNIVAC等。

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2.计算机晶体管时代(1955—1964年)

这一阶段计算机的基础电子器件是晶体管,内存储器普遍使用磁芯存储器。磁芯存储器由美籍华人王安发明。第2代计算机运算速度一般为10万次/秒,甚至高达几十万次/秒。同时计算机软件有了较大发展,采用监控程序,出现了诸如Cobol、Fortran等高级语言。计算机应用不再限于计算和军事方面,还用于数据处理、工程设计、气象分析、过程控制以及其他科学研究领域。

第2代计算机的标志是采用晶体管代替电子管。全世界第1台晶体管计算机于1955年由美国贝尔实验室研制成功。第2代晶体管计算机除了处理器的速度较第1代计算机大幅度提高以外,还采用了快速磁芯存储器,主存储器的容量达到10万字节以上。与第1代计算机相比,第2代晶体管计算机具有体积小、成本低、功能强、耗电少、可靠性高等优点。

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3.计算机集成电路时代(1965—1970年)

随着电子制造工业的发展,计算机的基础电子器件改为中、小规模集成电路。在几平方毫米的单晶体硅片上,可以集成几十个甚至几百个晶体管的逻辑电路。这一阶段内存储器使用性能更好的半导体存储器,存储容量有了大幅度提高,运算速度达到几十万次/秒到几百万次/秒。软件技术进一步成熟,出现了操作系统和编译系统,并出现了多种程序设计语言,如人机对话式的BASIC语言等。第3代集成电路计算机与第2代晶体管计算机相比,其体积更小、速度更快、稳定性更强、应用范围更广。

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4.大规模、超大规模集成电路时代(1971年至今)

随着半导体技术的发展,集成电路的集成度越来越高。第4代计算机采用大规模、超大规模集成电路作为其主要功能部件。内存储器使用集成度更高的半导体存储器,计算速度可达几百万次/秒至数万亿次/秒。这一时期的计算机无论是在体系结构方面还是在软件技术方面都有较大提高,并行处理、多机系统、计算机网络均得到长足的发展,同时出现了数据库系统、分布式操作系统和各种实用软件。第4代计算机被广泛应用于数据处理、工业控制、辅助设计、图像识别、语言识别等方面,渗透到人类社会各个领域,并且进入了家庭。


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