帶你快速瞭解計算機的發展歷程

計算機(computer)俗稱電腦,是一種用於高速計算的電子計算機器,可以進行數值計算,又可以進行邏輯計算,還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行,自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。由硬件系統和軟件系統所組成。目前計算機已經跟我們的生活密不可分了,上網購物,銀行轉賬,網絡通信,日常辦公,休閒娛樂等都有計算機來完成,如果哪一天沒有計算機,我們的生活真是不敢想象。計算機從開始到現在已有五、六十年的發展,可以說發展是相等的迅猛,讓我們看看計算機的發展簡史吧。


帶你快速瞭解計算機的發展歷程


一、第一臺計算機 電子管計算機

世界上第一臺電子計算機"ENIAC"於1946年2月14日在美國賓夕法尼亞大學誕生,是美國人莫克利(JohnW.Mauchly)和艾克特(J.PresperEckert)發明的,主要是由大量的電子管組成,主要用於科學計算。

主要特點:

1、它以電子管作為元器件,所以又被稱為電子管計算機。

2、它是個龐然大物,用了18000個電子管,佔地150平方米,足有兩間房子大,重達30噸,耗電功率約150千瓦,每秒鐘可進行5000次運算。

3、由於它使用的電子管體積很大,耗電量大,易發熱,因而工作的時間不能太長。

4、使用機器語言,沒有系統軟件。

5、採用磁鼓、小磁芯作為儲存器,存儲空間有限。

6、輸入/輸出設備簡單,採用穿孔紙帶或卡片。

7、主要用於科學計算,當時美國國防部用它來進行彈道計算。

二、第二代計算機 晶體管計算機

第二代計算機採用的主要元件是晶體管,稱為晶體管計算機。計算機軟件有了較大發展,程序語言也出現了Fortran,Cobol計算機高級語言,採用了監控程序,這是操作系統的雛形。

主要特點:

1、體積小,可靠性增強,壽命延長。

2、運算速度快。

3、提高了操縱系統適應性。

4、容量提高。

5、應用領域擴大。

三、第三代計算機 中小規模集成電路計算機

第三代計算機即第三代集成電路計算機 (1964-1971)。特徵是以中小規模集成電路(每片上集成一千個邏輯門以內)(西文寫作SSI、MSI)來構成計算機的主要功能部件;主存儲器採用半導體存儲器。運算速度可達每秒幾十萬次至幾百萬次基本運算。在軟件方面,操作系統日趨完善。

主要特點:

1、體積更小,壽命更短。

2、運行計算速度更快。

3、外圍設備考試出現多樣化。

4、有類似操作系統和應用程序,高級語言進一步發展。

5、應用範圍擴大到企業管理和輔助設計等領域。

四、第四代計算機 大規模集成電路計算機

第四代計算機是指從1970年以後採用大規模集成電路(LSI)和超大規模集成電路(VLSI)為主要電子器件製成的計算機。例如80386微處理器,在面積約為10mm X l0mm的單個芯片上,可以集成大約32萬個晶體管。

第四代計算機的另一個重要分支是以大規模、超大規模集成電路為基礎發展起來的微處理器和微型計算機。

主要特點:

1、採用了大規模和超大規模集成電路邏輯元件,體積與第三代相比進一步縮小,可靠性更高,壽命更長。

2、運算速度加快,每秒可達集千萬次到幾十億次。

3、系統軟件和應用軟件獲得了巨大的發展,軟件配置豐富,程序設計部分自動化。

4、計算機網絡技術、多媒體技術、分佈式處理技術有了很大的發展,微型計算機大量進入家庭,產品更新速度加快。

5、計算機在辦公自動化、數據庫管理、圖像處理、語言設別和專家系統等各個領域得到應用,電子商務已開始進入家庭,出現個能電腦(PC),計算機的發展進入到了一個新的歷史時期。

五、第五代計算機 智能計算機

將信息採集、存儲、處理、通信同人工智能結合在一起的智能計算機系統。主要面向知識處理,具有形式化推理、聯想和理解的能力,能夠幫助人們進行判斷、決策、開拓未知領域和獲取新的知識。


帶你快速瞭解計算機的發展歷程


計算機從最初的軍事科研應用擴展到社會的各個領域,已形成了規模巨大的計算機產業,帶動了全球範圍的技術進步,由此引發了深刻的社會變革,計算機已遍及一般學校、企事業單位,進入尋常百姓家,成為信息社會中必不可少的工具。 計算機的應用在中國越來越普遍,改革開放以後,中國計算機用戶的數量不斷攀升,應用水平不斷提高,特別是互聯網、通信、多媒體等領域的應用取得了不錯的成績。1996年至2009 年,計算機用戶數量從原來的630萬增長至6710 萬臺,聯網計算機臺數由原來的5940萬臺上升至2.9億臺。互聯網用戶已經達到3.16 億,無線互聯網有6.7 億移動用戶,其中手機上網用戶達1.17 億,為全球第一位。

隨著科技的進步,各種計算機技術、網絡技術的飛速發展,計算機的發展已經進入了一個快速而又嶄新的時代,計算機已經從功能單一、體積較大發展到了功能複雜、體積微小、資源網絡化等。計算機的未來充滿了變數,性能的大幅度提高是不可置疑的,而實現性能的飛躍卻有多種途徑。不過性能的大幅提升並不是計算機發展的唯一路線,計算機的發展還應當變得越來越人性化,同時也要注重環保等等。

計算機從出現至今,經歷了機器語言、程序語言、簡單操作系統和Linux、Macos、BSD、Windows等現代操作系統四代,運行速度也得到了極大的提升,第四代計算機的運算速度已經達到幾十億次每秒。計算機也由原來的僅供軍事科研使用發展到人人擁有,計算機強大的應用功能,產生了巨大的市場需要,未來計算機性能應向著微型化、網絡化、智能化和巨型化的方向發展。

1.巨型化

巨型化是指為了適應尖端科學技術的需要,發展高速度、大存儲容量和功能強大的超級計算機。隨著人們對計算機的依賴性越來越強,特別是在軍事和科研教育方面對計算機的存儲空間和運行速度等要求會越來越高。此外計算機的功能更加多元化。

2.微型化

隨著微型處理器(CPU)的出現,計算機中開始使用微型處理器,使計算機體積縮小了,成本降低了,變成了現在家家戶戶都有的微型計算機。另一方面,軟件行業的飛速發展提高了計算機內部操作系統的便捷度,計算機外部設備也趨於完善。計算機理論和技術上的不斷完善促使微型計算機很快滲透到全社會的各個行業和部門中,併成為人們生活和學習的必須品。四十年來,計算機的體積不斷的縮小,臺式電腦、筆記本電腦、掌上電腦、平板電腦體積逐步微型化,為人們提供便捷的服務。因此,未來計算機仍會不斷趨於微型化,體積將越來越小。[3]

3.網絡化

互聯網將世界各地的計算機連接在一起,從此進入了互聯網時代。計算機網絡化徹底改變了人類世界,人們通過互聯網進行溝通、交流(OICQ、微博等),教育資源共享(文獻查閱、遠程教育等)、信息查閱共享(百度、谷歌)等,特別是無線網絡的出現,極大的提高了人們使用網絡的便捷性,未來計算機將會進一步向網絡化方面發展。

4.人工智能化

計算機人工智能化是未來發展的必然趨勢。現代計算機具有強大的功能和運行速度,但與人腦相比,其智能化和邏輯能力仍有待提高。人類不斷在探索如何讓計算機能夠更好的反應人類思維,使計算機能夠具有人類的邏輯思維判斷能力,可以通過思考與人類溝通交流,拋棄以往的依靠通過編碼程序來運行聯保計算機的方法,直接對計算機發出指令。

5.多媒體化

傳統的計算機處理的信息主要是字符和數字。事實上,人們更習慣的是圖片、文字、聲音、像等多種形式的多媒體信息。多媒體技術可以集圖形、圖像、音頻、視頻、文字為一體,使信息處理的對象和內容更加接近真實世界。

6.技術結合

計算機微型處理器(CPU)以晶體管為基本元件,隨著處理器的不斷完善和更新換代的速度加快,計算機結構和元件也會發生很大的變化。隨著光電技術、量子技術和生物技術的發展,對新型計算機的發展具有極大的推動作用。

20世紀80年代以來ALU和控制單元(二者合成中央處理器,即CPU)逐漸被整合到一塊集成電路上,稱作微處理器。這類計算機的工作模式十分直觀:在一個時鐘週期內,計算機先從存儲器中獲取指令和數據,然後執行指令,存儲數據,再獲取下一條指令。這個過程被反覆執行,直至得到一個終止指令。由控制器解釋,運算器執行的指令集是一個精心定義的數目十分有限的簡單指令集合。

計算機的應用已滲透到社會的各個領域,正在改變著人們的工作、學習和生活的方式,推動著社會的發展。歸納起來可分為以下幾個方面:

1.科學計算

2.數據處理

3.自動控制

4.輔助設計

5.人工智能

6.機器翻譯

7.多媒體應用

8.計算機網絡

9.計算機環保

10電子計算機與計算器


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