1946年2月,美国宾夕法尼亚大学诞生了一台被称为ENIAC的庞然大物,从此便开启了计算机时代的大门。从此计算机技术已经成为20世纪发展最快的一门学科,尤其是微型计算机的出现和计算机网络的发展,使计算机的应用渗透到社会的各领域,有力的推动信息社会的发展。一直以为,人们都以计算机物理器件的变革作为标志,故而把计算机的发展分为四代。
1. 第一代(1946-1958);电子管计算机时代。
nEWS。KEmaOwAng。oRg。Cn第一代计算机的内部元件使用的是电子管。世界上第一台电子数字积分式计算机—埃尼克(ENIAC)在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。ENISC犹如一个庞大物,它重达30吨,占地170平方米,内装18000个电子管,但其运算速度比当时最好的机电式计算机快1000倍。1949年,第一台存储程序计算机—EDSAC在剑桥大学投入运行,NIAC和EDSA均属于第一代电子管计算机。电子管计算机采用磁鼓作存储器。磁鼓是一种高速运转的鼓形圆筒,表面涂有磁性材料,根据每一点的磁化方向来确定该点的信息。第一代计算机由于采用电子管,函而体积大,耗电多,运算速度较低,故障率较高而且价格极贵。本阶段,计算机软件尚处于初始发展期,符号语言已经出现并被使用,主要用于科学计算方面。
第二代(1959-1964):晶体管计算机时代。
nEWS。KEmaOwAng。oRg。Cn晶体管计算机是第二代电子计算机。在20世纪50年代之前第一代,计算机都采用电子管作元件。电子管元件在运行时产生的热量太多,可靠性较差,运算速度不快,价格昂贵,体积庞大,这些都使计算机发展受到限制。于是,晶体管开始被用作计算机的元件。晶体管不仅能实现电子管的功能,有具有尺寸小,重量轻,寿命长,效率高,发热少,功耗低等优点。使用晶体管后,电子线路结构大大改观,制造高速电子计算机就更容易实现了。
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第一代计算机(电子管计算机)使用的是“定点运算制”,参与运算数的绝对值必须小于;而第二代计算机(晶体管计算机)增加了浮点运算,使数据的绝对值可达2的几十次方或几百次方,计算机的计算能力实现了一次飞跃。同时,用晶体管取代电子管,使得第二代计算机体积减小,寿命大大延长,价格降低,为计算机的广泛应用创造了条件。
第三代(1965-1970);中小规模集成电路时代。
nEWS。KEmaOwAng。oRg。Cn始于1964至1971年,这一带计算机仍然一存储器为中心,机种多样化,系列化,外部设备不断增加,功能不断扩大,软件的功能进一步完善,除了用于数值计算机和数据处理外,已经可以处理图像,文字等资料。是60年代中期,半导体工艺的发展,成功制造了集成电路。计算机也开始采用中小规模集成电路作为计算机的主要元件,第三代计算机的诞生。这一代主要特征有:用中小规模集成电路作为计算机电子器件,同时主主存器开始采用半导体存储器,存储器有磁盘和磁带;产生了标准化程序设计语言和人机会话式的BSIC语言。操作系统的出现并逐步完善;同上两代相比,由于采用了中小规模集成电路,使计算机的体积和功耗进一步减小,可靠性和运算速度进一步提高;不仅用科学计算,还用于企业管理,自动控制,辅助设计和辅助制造等领域。
1. 第四代(1971年至今);大规模和超导规模集成电路时代
超大规模集成电路(英语:
very-large-scale-integration,缩写:VLSI),是一种将大量晶体管组合到单一芯片的集成电路,其集成度大于大规模集成电路。集成的晶体管数在不同标准中也有所不同。从1970年代开始,随着复杂的的导体以及通信技术的发展,集成电路的研究,发展也逐步展开。计算机里的控制核心微处理器就是超大规模集成电路的最典型实例,超大规模集成电路设计(VLSI design),尤其是数字集成电路,通常采用电子设计自动化的方式进行,已经成为计算机工程的重要分支之一。