計算機發展歷程

1946年2月14日，在美國賓夕法尼亞大學，衆所周知的世界上第一臺電子數字計算機ENIAC誕生。然而，英國在二戰期間研製的電子計算機Colossus（巨人）卻要比ENIAC早兩年，多年來，英國人對本身研製首臺電腦的榮譽始終保持着緘默。

第一臺

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衆所周知的第一臺計算機是美國軍方定製，專門爲了計算彈道和射擊特性表面而研製的，承擔開發任務的「莫爾小組」由四位科學家和工程師 埃克特、莫克利、戈爾斯坦、 博克斯組成。1946年這臺計算機主要元器件採用的是 電子管。該機使用了1500

ENIAC

個 繼電器，18800個電子管，佔地170m 2，重量重達30多噸，耗電150KW，造價48萬美圓。開機時讓周圍居民暫時停電。這臺計算機每秒能完成5000次加法運算，400次乘法運算，比當時最快的計算工具快300倍，是繼電器計算機的1000倍、手工計算的20萬倍。用今天的標準看，它是那樣的「笨拙」和「低級」，其功能遠不如一隻掌上可編程計算器，但它使科學家們從複雜的計算中解脫出來，它的誕生標誌着人類進入了一個嶄新的信息革命時代。

然而，英國在二戰期間研製的用於破解密電的電子計算機巨人（Colossus）卻要比ENIAC早兩年（1943年12 ），巨人計算機是第一部全然電子化的電腦器件，使用了數量龐大的真空管，以紙帶做爲輸入器件，可以執行各類布林邏輯的運算，但仍未具有圖靈徹底的標準。巨人計算機建造到第9部「馬克二號」4，可是其實體器件、設計圖樣和操做方法，直到1970年代都仍是一個謎。後來溫斯頓·丘吉爾親自下達一項銷燬命令，將巨人計算機全都拆解成巴掌大小的廢鐵，巨人計算機才所以在許多計算機歷史裏都未留下一紙紀錄。英國布萊切利園目前展有巨人計算機的重建機種。

第一代

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電子管計算機（1946-1957）這一階段計算機的主要特徵是採用電子管元件做基本器件，用光屏管或汞延時

電子管計算機 

 

電路做 存儲器，輸入與輸出主要採用 穿孔卡片或紙帶，體積大、耗電量大、速度慢、存儲容量小、可靠性差、維護困難且價格昂貴。在軟件上，一般使用 機器語言或者彙編語言，來編寫應用程序。所以這一時代的計算機主要用於科學計算。[1]  

這時的計算機的基本線路是採用電子管結構，程序從人工手編的 機器指令程序，過渡到符號語言，第一代電子計算機是計算工具革命性發展的開始，它所採用的 二進位制與程序存貯等基本技術思想，奠基了現代電子計算機技術基礎。以馮·諾依曼爲表明。

第二代

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晶體管計算機（1957-1964）20世紀50年代中期，晶體管的出現使計算機生產技術獲得了根本性的發展，由晶體管代替電子管做爲計算機的基礎器件，用 磁芯或 磁鼓做存儲器，在總體性能上，比第一代計算機有了很大的提升。同時程序語言也相應的出現了，如 Fortran， Cobol，Algo160等計算機高級語言。晶體管計算機被用於科學計算的同時，也開始在數據處理、 過程控制方面獲得應用。[2]  

在20世紀50年代以前第一代，計算機都採用 電子管做元件。電子管元件在運行時產生的熱量太多，可靠性較差， 運算速度不快，價格昂貴，體積龐大，這些都使計算機發展受到限制。因而，晶體管開始被用來做計算機的元件。晶體管不只能實現電子管的功能，又具備尺寸小、重量輕、壽命長、效率高、發熱少、功耗低等優勢。使用晶體管後， 電子線路的結構大大改觀，製造高速 電子計算機就更容易實現了。

晶體管計算機

 

第三代

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中小規模集成電路計算機（1964-1971）20世紀60年代中期，

中小規模集成電路計算機 (2張)

 隨着半導體工藝的發展，成功製造了集成電路。中小規模集成電路成爲計算機的主要部件，主存儲器也漸漸過渡到半導體存儲器，使計算機的體積更小，大大下降了計算機計算時的功耗，因爲減小了焊點和接插件，進一步提升了計算機的可靠性。在軟件方面，有了標準化的程序設計語言和人機會話式的Basic語言，其應用領域也進一步擴大。[3] 

第四代

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大規模和超大規模集成電路計算機（1971-2016）隨着大規模集成電路的成功製做並用於計算機硬件生產過程，計算機的體積進一步縮小，性能進一步提升。集成更高的大容量半導體存儲器做爲內存儲器，發展了並行技術和多機系統，出現了 精簡指令集計算機（RISC），軟件系統工程化、理論化，程序設計自動化。微型計算機在社會上的應用範圍進一步擴大，幾乎全部領域都能看到計算機的「身影」。[4]  

第五代

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第五代計算機指具備人工智能的新一代計算機，它具備推理、聯想、判斷、決策、學習等功能。計算機的發展將在何時進入第五代?什麼是第五代計算機?對於這樣的問題，已經有一個明確統一的說法了。

IBM發表聲明稱，該公司已經研製出一款可以模擬人腦神經元、突觸功能以及其餘腦功能的微芯片，從而完成計算功能，這是模擬人腦芯片領域所取得的又一大進展。IBM表示，這款微芯片擅長完成模式識別和物體分類等繁瑣任務，並且功耗還遠低於傳統硬件。

值得注意的是，它並不是想要用新的芯片取代原有的計算機芯片。IBM在其網站上介紹，傳統的計算機關注語言和分析思考，而神經突觸核心可以解決感知和形狀識別的問題，它們分別像人類的左腦和右腦同樣；而IBM接下來想要作的，就是讓「左腦」和「右腦」鏈接起來合做，造成一種新的「總體計算智能」。從這個說法上來看，傳統的芯片擅長大量的符號運算和數字處理，而神經突觸核心的優點在於多感官和實時傳感器數據處理。好比，Modha曾經表示，團隊正在開發一種頭戴設備，可以幫助盲人感知外部環境；而這一次IBM稱，通過實驗測試，這種芯片能夠在錄像片斷中檢測人、汽車、卡車和公共汽車，並識別出了它們。這其實就是依靠神經突觸核心來完成的。

但有一點能夠確定，在如今的智能社會中，計算機、網絡、通訊技術會三位一體化。新世紀的計算機將把人從重複、枯燥的信息處理中解脫出來，從而改變咱們的工做、生活和學習方式，給人類和社會拓展了更大的生存和發展空間。當歷史的車輪不斷前行時，咱們會面對各類各樣的將來計算機。

 

 

計算機（computer）俗稱電腦，是一種用於高速計算的電子計算機器，能夠進行數值計算，又能夠進行邏輯計算，還具備存儲記憶功能。是可以按照程序運行，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，沒有安裝任何軟件的計算機稱爲裸機。可分爲超級計算機、工業控制計算機、網絡計算機、我的計算機、嵌入式計算機五類，較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。

計算機發明者約翰·馮·諾依曼。計算機是20世紀最早進的科學技術發明之一，對人類的生產活動和社會活動產生了極其重要的影響，並以強大的生命力飛速發展。它的應用領域從最初的軍事科研應用擴展到社會的各個領域，已造成了規模巨大的計算機產業，帶動了全球範圍的技術進步，由此引起了深入的社會變革，計算機已遍佈通常學校、企事業單位，進入尋常百姓家，成爲信息社會中必不可少的工具。

計算機的應用在中國愈來愈廣泛，改革開放之後，中國計算機用戶的數量不斷攀升，應用水平不斷提升，特別是互聯網、通訊、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630萬增加至6710 萬臺，聯網計算機臺數由原來的2.9萬臺上升至5940萬臺。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，爲全球第一位。

計算工具的演化經歷了由簡單到複雜、從低級到高級的不一樣階段，例如從「結繩記事」中的繩結到算籌、算盤計算尺、機械計算機等。它們在不一樣的歷史時期發揮了各自的歷史做用，同時也啓發了電子計算機的研製和設計思路。

1889年，美國科學家赫爾曼·何樂禮研製出以電力爲基礎的電動製表機，用以儲存計算資料。

1930年，美國科學家範內瓦·布什造出世界上首臺模擬電子計算機。

1946年2月14日，由美國軍方定製的世界上第一臺電子計算機「電子數字積分計算機」（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爲了知足計算彈道須要而研製成的，這臺計算器使用了17840支電子管，大小爲80英尺×8英尺，重達28t（噸），功耗爲170kW，其運算速度爲每秒5000次的加法運算，造價約爲487000美圓。ENIAC的問世具備劃時代的意義，代表電子計算機時代的到來。在之後60多年裏，計算機技術以驚人的速度發展，沒有任何一門技術的性能價格比能在30年內增加6個數量級。

第1代：電子管數字機（1946—1958年）

硬件方面，邏輯元件採用的是真空電子管，主存儲器採用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯；外存儲器採用的是磁帶。軟件方面採用的是機器語言、彙編語言。應用領域以軍事和科學計算爲主。

特色是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢（通常爲每秒數千次至數萬次）、價格昂貴，但爲之後的計算機發展奠基了基礎。

第2代：晶體管數字機（1958—1964年）

硬件方的操做系統、高級語言及其編譯程序。應用領域以科學計算和事務處理爲主，並開始進入工業控制領域。特色是體積縮小、能耗下降、可靠性提升、運算速度提升（通常爲每秒數10萬次，可高達300萬次）、性能比第1代計算機有很大的提升。

第3代：集成電路數字機（1964—1970年）

硬件方面，邏輯元件採用中、小規模集成電路（MSI、SSI），主存儲器仍採用磁芯。軟件方面出現了分時操做系統以及結構化、規模化程序設計方法。特色是速度更快（通常爲每秒數百萬次至數千萬次），並且可靠性有了顯著提升，價格進一步降低，產品走向了通用化、系列化和標準化等。應用領域開始進入文字處理和圖形圖像處理領域。

第4代：大規模集成電路機（1970年至今）

硬件方面，邏輯元件採用大規模和超大規模集成電路（LSI和VLSI）。軟件方面出現了數據庫管理系統、網絡管理系統和麪向對象語言等。特色是1971年世界上第一臺微處理器在美國硅谷誕生，開創了微型計算機的新時代。應用領域從科學計算、事務管理、過程控制逐步走向家庭。


因爲集成技術的發展，半導體芯片的集成度更高，每塊芯片可容納數萬乃至數百萬個晶體管，而且能夠把運算器和控制器都集中在一個芯片上、從而出現了微處理器，而且能夠用微處理器和大規模、超大規模集成電路組裝成微型計算機，就是咱們常說的微電腦或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達到甚至超過了過去的大型計算機。另外一方面，利用大規模、超大規模集成電路製造的各類邏輯芯片，已經制成了體積並不很大，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年研製成功每秒運算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機之後，又於1993年研製成功每秒運算十億次的銀河Ⅱ型通用並行巨型計算機。這一時期還產生了新一代的程序設計語言以及數據庫管理系統和網絡軟件等。

隨着物理元、器件的變化，不只計算機主機經歷了更新換代，它的外部設備也在不斷地變革。好比外存儲器，由最初的陰極射線顯示管發展到磁芯、磁鼓，之後又發展爲通用的磁盤，現又出現了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光盤（CD—ROM）。

 

計算機發展史重大事件回顧

美國賓夕法尼亞大學研製的人類歷史上真正意義的第一臺電子計算機 ENIAC ，佔地170平方米，耗電150千瓦，造價48萬美圓，每秒可執行5000次加法或400次乘法運算。共使用了18000個電子管。

1950年
EDVAC
第一臺並行計算機，實現了計算機之父「馮.諾伊曼」的兩個設想：採用二進制和存儲程序。

第二代計算機
（晶體管）
1954年
TRADIC
IBM公司製造的第一臺使用晶體管的計算機，增長了浮點運算，使計算能力有了很大提升
1958年
IBM 1401
這是第二代計算機中的表明，用戶當時能夠租用。
第四代計算機（大規模和超大規模集成電路）
1970年
IBM S/370
這是IBM的更新換代的重要產品，採用了大規模集成電路代替磁芯存儲，小規模集成電路做爲邏輯元件，並使用虛擬存儲器技術，將硬件和軟件分離開來，從而明確了軟件的價值。
1975年4月
Altair 8800
MITS製造的，帶有1KB存儲器。這是世界上第一臺微型計算機。
1977年4月
Apple II
NMOS6500 1MHz CPU，4KB RAM 16KB ROM，這是計算機史上第一個帶有彩色圖形的我的計算機
1981年8月12日
IBM PC
採用了主頻爲4.77MHz的Intel 8088CPU，內存64KB,160KB軟驅，操做系統是Microsoft提供的MS-DOS
1983年1月19日
APPLE LISA
第一臺使用了鼠標的電腦，第一臺使用圖形用戶界面的電腦。
1983年3月8日
IBM PC/XT
採用INTEL8088 4.77MHz的CPU，256K RAM和40K ROM,10MB的硬盤，兩部360KB軟驅。
1984年8月
IBM PC/AT
採用Intel 80286 6MHzCPU， 512KB內存，20MB硬盤和1.2M軟驅。
1986年9月
Compaq Desktop PC
採用了Intel 80386 16MHz CPU,640KB內存，20MB硬盤，1.2M軟驅，是計算機史上第一臺386計算機。　　
1989年4月
DELL 80486
採用Intel 80486DX CPU 640KB內存， 20MB硬盤，1.2M軟驅。
1996年　　
基本配置是奔騰或者奔騰MMX 的CPU，32M EDO或者SDRAM內存，2.1G硬盤，14寸球面顯示器爲標準配置。
1997年　　
基本配置開始向賽揚處理器過渡，部分高檔的機器開始使用PentiumII CPU，同時內存也由早期的EDO過渡到SDRAM，4.3G左右的硬盤開始成爲標準配置。
1998年　　
帶有128K二級高速緩存的賽揚處理器成爲廣大裝機者的最愛，同時64M內存和15寸顯示器開始成爲標準配置。
1999年　　
部分品牌廠商開始將PentiumIII CPU做爲電腦的一個賣點，64M內存和6.4G硬盤開始成爲電腦的標準配置。
2000年　　
66M和100M外頻的賽揚處理器佔領了大部分品牌或兼容機的市場，128M內存，10G以上的硬盤開始成爲標準配置，17寸顯示器慢慢進入家庭。
2001年至今　　
Pentium 4 CPU和Pentium 4賽揚CPU開始成爲電腦的標準配置，內存由SDRAM實現了向DDR的過渡，同時17寸CRT顯示器或者15寸液晶顯示器開始成爲用戶的首選，硬盤逐漸向40G以上的容量發展。
　　
蘋果 iMac G5(M9248CH/A)
處理器類型PowerPC G5配置，主頻1600MHz以上，內存容量256MB，硬盤容量80GB，顯示器類型17」液晶。這是蘋果電腦的創新，將主機的部件所有集成到顯示器內部。顯示器就是一臺電腦。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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