計算機的發展簡史

計算機的發展簡史

1946年，由賓夕法尼亞大學研製出世界上第一臺電子數字計算機，這臺計算機的名字為下ENIAC即電子積分和計算機。它採用了18000電子管，重30噸，佔地170平方米，投資超過48萬美元，該機的字長為10位十進位，計算速度每秒5000次，每次最多只能存儲20個字長為10位的十進位數計算程序是通過「外接」的線路實現的，設有採用「程序存儲」方式，這臺ENAC是一個專用機，因為它是最早誕生的一臺電子計算機，因此我們認為它是現代計算機的始祖。

在ENAC研究的同時，馮·諾依曼與莫爾學院合作提出了一個全新的存儲程序的通用電子計算機方案，這就是 EDVAC( Electronics Discrete Variable Automatiic Computer） 離數變量自動電子計算機它首先提出了計算機來用「何表示數據和指令，甚提出了「程序在儲」的念為現代電子計算機奠定了基礎，這臺被認為是現代計算機原用計算機EDAC是從141年開始設計，到30年代初才研製成功，在它未研製成功之前，馮·諾依曼的設計思想啟發了另外兩臺機器的設計，一臺是在威爾克斯( Wilkes 指導下於1949年在英國劍橋大學研製成功的 EDSAC它用了300個電子管，能存儲52 個34位的二進位數。另一臺是圖靈( Alan Turing)指導下於1950年在英國劍橋大學研製成功的ACE，字長32位，存儲容量也是512個單元，加減運算需要32um，乘法運算需要ms，僅使用了大約1000個電子管。

自1946年第一臺電子計算機問世以來，以計算機硬體的邏輯元器件為標誌，大致經歷了從電子管、電晶體、中小規模集成電路到超大規模集成電路等4個發展階段。

第一代計算機

1946年-1956年是電子管數字計算機，計算機的邏想元件採用電子管，存儲器採用磁芯、磁鼓，外存採用磁帶，程序設計主要採圍機器語言和彙編語言：應用以科學計算為主。

主要特點是體積大、功耗大、運算速度每秒只有二千次至幾萬次、價格昂貴、可靠性差，但是，它奠定了以後計算機高速發展的科學基礎。在此期間，計算機體系結構形成確定了程序設計的基本方法，「數據處理機」開始應用。

第二代計算機

從1957年~1964年是電晶體數字計算機，計算機的邏輯元件採用電晶體：主存採用細芯，外存儲器採用先進的磁碟：軟體有了很大的發展，出現了多種用途的作業系統，以 及各種各樣的高級語言及其編譯語言， 如FORTRAN、COBOL等高級語言， 應用以各種數據處理、事務處理為主，並開始用於工業控制。

主要特點是體積小、重量輕、耗電少、運算速度每秒達十萬次以上、可靠性好。在此期間，「工業控制機」開始得到應用。

第三代計算機

從1965年~4970年是集成電路計算機，計算機的邏輯元件採用中、小規模集成電路；用半導體存儲器件代替磁芯存儲器，採用流水線、多道程序和並行處理技術；軟體逐漸完善，分時作業系統、會話式語言等多種高級語言、提出模塊化與結構化程序設計。在發展大型機的同時，「小型計算機」開始出現；計算機品種開始向多樣化、系列化發展，應用領域不斷擴大。主要特點是體積更小、速度快、精度高、功能強、計算機成本進一步下降；軟體向系列化、多樣化發展。

第四代計算機

從1971年以後是超大規模集成電路計算機。計算機的邏輯元件以大、超大規模集成電路為主要功能器件。硬體和軟體的技術日益完善，計算速度每秒千萬次/億次以上，計算機結構也開始以分布式處理來組織系統。同時，大型機、中型機、超小型機、計算機網絡、智能模擬、軟體工程等都有了新的發展。應用開始進入尖端科學、軍事工程、空間技術和大型事務處理等社會科學和社會生活的各個領域。

隨著大規模集成電路的發展，20世紀70年代計算機開始向微型化方向發展。1971年末在美國舊金山南部的矽谷誕生了第一個微處理器和微型計算機，開創了微型計算機的新時代。主要特點是速度更快、集成度更高、軟體豐富、有通訊功能、軟硬密切配合。在此期間「微型計算機」出現了。

20世紀80年代以來，一些西方國家開始了第五代計算機系統的研究，如英國的「阿爾維」計劃及法國的「尤利卡」計劃等。這將是以超大規模集成電路和人工智慧為主要特徵的完全嶄新的一代計算機。