從1946年第一代計算機到現在的掌上電腦,計算機發展經歷了什麼?

在漫漫歷史長河中,人們使用的計算工具,從簡單到複雜、從初級到高級、逐步發展,人類從未停止過追求高速計算工具的腳步。 什麼是計算機?計算機是一種能按照實現存儲的程序,自動、高速進行大量數值計算和各種信息處理的現代化智能電子裝置。 其中有幾件發明對現在的計算機的發明有重要意義:

一是具有千年歷史中國古代發明——算盤,直到現在還在使用的,被譽為“原始計算機”;

從1946年第一代計算機到現在的掌上電腦,計算機發展經歷了什麼?

算盤

二是1642年法國數學家發明的滾輪式加法器;

從1946年第一代計算機到現在的掌上電腦,計算機發展經歷了什麼?

滾輪式加法器

三是1671年德國數學家Gottfried Leibniz設計了一架可以進行乘法運算,最終答案長度可達16位的計算工具;

四是1822年英國人Charles Babbage(巴貝奇)設計了差分機和分析機,其設計理論非常超前,具有輸入、處理、存儲、輸出及控制5個基本裝置,而這些正是現代意義上的計算機所具備的。

從1946年第一代計算機到現在的掌上電腦,計算機發展經歷了什麼?

差分機

1946年2月,世界上第一臺真正的電子計算機“電子數字積分計算機”(Electronic Numerical And Calculator,簡稱“ENICA”,中文名:埃尼阿克)在美國賓夕法尼亞大學誕生了。這臺計算機是為解決彈道計算問題研製的,ENICA使用了17840支電子管,10000多個電容器,7000個電阻,1500多個繼電器,耗電150kW,重量達30t,佔地面積170㎡,美國軍方為此花費了近50萬美元的經費。它每秒可以進行5000次加法運算,是人工運算的上萬倍。ENICA的問世,宣告了電子計算機時代的到來。

從1946年第一代計算機到現在的掌上電腦,計算機發展經歷了什麼?

ENICA計算機

第一代——電子管計算機(約1946年-1958年)

基本特徵:採用電子管作為計算機的邏輯原件,數據表示主要是定點數,用機器語言和彙編語言編寫程序。

運算速度:每秒幾千至幾萬次

缺點:體積龐大,成本高,可靠性低,運算速度相對較慢。

第二代——晶體管計算機(約1958年-1964年)

基本特徵:採用晶體管代替電子管作為邏輯元件,內存大都使用磁芯存儲器,外存開始使用磁盤、磁帶。

運算速度:每秒幾十幾萬次至百萬次

特點:相比於一代,體積減小,重量減輕,成本降低,容量擴大,功能增強,可靠行大大提高。

第三代——中、小規模集成電路計算機(約1964年-1970年)

基本特徵:採用小規模集成電路和中規模集成電路作為邏輯元件。

運算速度:每秒幾百萬次至千萬次

特點

:體積大大縮小,成本進一步降低,耗電量減少,內存容量大幅度增加,可靠性更強。

第四代——大規模和超大規模集成電路計算機(約1971年至今)

基本特徵:採用大規模集成電路和超大規模集成電路作為邏輯元件,集成度很高的半導體存儲器代替了磁芯存儲器。

運算速度:每秒幾千萬次至億次甚至百億次(1983年我國研製成功每秒運算一億次的銀河Ⅰ巨型機;1993年我國再次研製出每秒運算的銀河Ⅱ通用並行計算機;2016年我國研製的神威·太湖之光超級計算機峰值性能達到12.5億億次每秒,現居世界第三)

從1946年第一代計算機到現在的掌上電腦,計算機發展經歷了什麼?

神威·太湖之光

目前,許多發達國家開始研製第五代計算機,新一代的計算機基於人工智能技術,其主要功能從信息處理上升為知識處理。目前在研製的第五代計算機有以下幾種:

1.神經網絡計算機:模擬人的大腦思維,可同時並行處理大量實時變化的數據,作出預測或者得出結論。

2.生物計算機:運用生物工程技術,以蛋白分子做芯片,可以使計算機體積更小,存儲量更大,智能化更強。

3.光子計算機:用光作為信息載體,通過對光的處理來完成對信息的處理,可提高運算速度,降低能耗。

未來,計算機將變得更加智能,功能更加豐富,給人提供更多的幫助。希望我們國家研製更強大的計算機,為我國的各個領域提供更強大的支持!


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