電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史

時(shí)間：2023-06-22 00:57:01 | 來(lái)源：營(yíng)銷百科

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電子計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史：發(fā)明

計(jì)算工具的演化經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的不同階段，例如從'結(jié)繩記事'中的繩結(jié)到算籌、算盤計(jì)算尺、機(jī)械計(jì)算機(jī)等。它們?cè)诓煌臍v史時(shí)期發(fā)揮了各自的歷史作用，同時(shí)也孕育了電子計(jì)算機(jī)的雛形和設(shè)計(jì)思路。

1946年2月14日，由美國(guó)軍方定制的世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)'電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)'（ENIAC Electronic Numerical And Calculator）在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)問(wèn)世了。ENIAC（中文名：埃尼阿克）是美國(guó)奧伯丁武器試驗(yàn)場(chǎng)為了滿足計(jì)算彈道需要而研制成的，這臺(tái)計(jì)算器使用了17840支電子管，大小為80英尺×8英尺，重達(dá)28t（噸），功耗為170kW，其運(yùn)算速度為每秒5000次的加法運(yùn)算，造價(jià)約為487000美元。ENIAC的問(wèn)世具有劃時(shí)代的意義，表明電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)。在以后60多年里，計(jì)算機(jī)技術(shù)以驚人的速度發(fā)展，沒(méi)有任何一門技術(shù)的性能價(jià)格比能在30年內(nèi)增長(zhǎng)6個(gè)數(shù)量級(jí)。

電腦的學(xué)名為電子計(jì)算機(jī)，是由早期的電動(dòng)計(jì)算器發(fā)展而來(lái)的。

通常說(shuō)到'世界公認(rèn)的第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)'大多數(shù)人都認(rèn)為是1946年面世的'ENIAC'，它主要是用于計(jì)算彈道。是由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電工學(xué)院制造的，但它的體積龐大，占地面積170多平方米，重量約30噸，消耗近150千瓦的電力。顯然，這樣的計(jì)算機(jī)成本很高，使用不便。這個(gè)說(shuō)法被計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教科書上普遍采用,事實(shí)上在1973年根據(jù)美國(guó)最高法院的裁定,最早的電子數(shù)字計(jì)算機(jī),應(yīng)該是美國(guó)愛荷華州立大學(xué)的物理系副教授約翰·阿坦那索夫和其研究生助手克利夫·貝瑞(Clifford E. Berry ，1918-1963）于1939年10月制造的'ABC'(Atanasoff- Berry-Computer）。之所以會(huì)有這樣的誤會(huì)，是因?yàn)?ENIAC'的研究小組中的一個(gè)叫莫克利的人于1941年剽竊了約翰·阿坦那索夫的研究成果，并在1946年時(shí)，申請(qǐng)了專利。由于種種原因直到1973年這個(gè)錯(cuò)誤才被扭轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)。后來(lái)為了表彰和紀(jì)念約翰·阿坦那索夫在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)作出的偉大貢獻(xiàn)，1990年美國(guó)前總統(tǒng)布什授予約翰·阿坦那索夫全美最高科技獎(jiǎng)項(xiàng)----'國(guó)家科技獎(jiǎng)'。

發(fā)展

1.第1代：電子管數(shù)字機(jī)（1946—1958年）

硬件方面，邏輯元件采用的是真空電子管，主存儲(chǔ)器采用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲(chǔ)器、磁鼓、磁芯；外存儲(chǔ)器采用的是磁帶。軟件方面采用的是機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言。應(yīng)用領(lǐng)域以軍事和科學(xué)計(jì)算為主。特點(diǎn)是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般為每秒數(shù)千次至數(shù)萬(wàn)次）、價(jià)格昂貴，但為以后的計(jì)算機(jī)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.第2代：晶體管數(shù)字機(jī)（1958—1964年）

硬件方的操作系統(tǒng)、高級(jí)語(yǔ)言及其編譯程序。應(yīng)用領(lǐng)域以科學(xué)計(jì)算和事務(wù)處理為主，并開始進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域。特點(diǎn)是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運(yùn)算速度提高（一般為每秒數(shù)10萬(wàn)次，可高達(dá)300萬(wàn)次）、性能比第1代計(jì)算機(jī)有很大的提高。

3.第3代：集成電路數(shù)字機(jī)（1964—1970年）

硬件方面，邏輯元件采用中、小規(guī)模集成電路（MSI、SSI），主存儲(chǔ)器仍采用磁芯。軟件方面出現(xiàn)了分時(shí)操作系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)化、規(guī)模化程序設(shè)計(jì)方法。特點(diǎn)是速度更快（一般為每秒數(shù)百萬(wàn)次至數(shù)千萬(wàn)次），而且可靠性有了顯著提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，產(chǎn)品走向了通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化等。應(yīng)用領(lǐng)域開始進(jìn)入文字處理和圖形圖像處理領(lǐng)域。

4.第4代：大規(guī)模集成電路機(jī)（1970年至今）

硬件方面，邏輯元件采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路（LSI和VLSI）。軟件方面出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和面向?qū)ο笳Z(yǔ)言等。特點(diǎn)是1971年世界上第一臺(tái)微處理器在美國(guó)硅谷誕生，開創(chuàng)了微型計(jì)算機(jī)的新時(shí)代。應(yīng)用領(lǐng)域從科學(xué)計(jì)算、事務(wù)管理、過(guò)程控制逐步走向家庭。

由于集成技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體芯片的集成度更高，每塊芯片可容納數(shù)萬(wàn)乃至數(shù)百萬(wàn)個(gè)晶體管，并且可以把運(yùn)算器和控制器都集中在一個(gè)芯片上、從而出現(xiàn)了微處理器，并且可以用微處理器和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路組裝成微型計(jì)算機(jī)，就是我們常說(shuō)的微電腦或PC機(jī)。微型計(jì)算機(jī)體積小，價(jià)格便宜，使用方便，但它的功能和運(yùn)算速度已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)了過(guò)去的大型計(jì)算機(jī)。另一方面，利用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路制造的各種邏輯芯片，已經(jīng)制成了體積并不很大，但運(yùn)算速度可達(dá)一億甚至幾十億次的巨型計(jì)算機(jī)。中國(guó)繼1983年研制成功每秒運(yùn)算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機(jī)以后，又于1993年研制成功每秒運(yùn)算十億次的銀河Ⅱ型通用并行巨型計(jì)算機(jī)。這一時(shí)期還產(chǎn)生了新一代的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件等。

幾十年來(lái)，隨著物理元、器件的變化，不僅計(jì)算機(jī)主機(jī)經(jīng)歷了更新?lián)Q代，它的外部設(shè)備也在不斷地變革。比如外存儲(chǔ)器，由最初的陰極射線顯示管發(fā)展到磁芯、磁鼓，以后又發(fā)展為通用的磁盤，現(xiàn)又出現(xiàn)了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光盤（CD—ROM）。