1.1.4 计算机的发展历程

1. 电子计算机的起源

人类很早就开始使用计算工具。例如2000多年前,我们的祖先开始使用的手工式计算器——算盘,至今仍被广泛使用。但制造和使用诸如机械式计算机,电子计算机只是最近几十年的事情。世界上第一台实际运用的电子计算机是从1935~1946年间在美国的Penneylvania大学制造出来的。从1945年底制造出第一台电子计算机、1946年2月正式在美国发布了第一台电子计算机诞生的消息。第1台电子计算机成为ENIAC,以电子管制作,每秒加法5000次、乘法400次。

2. 电子计算机的分代

从第一台电子计算机出现,到现在不过是50多年的时间。回顾电子计算机的发展,在短短的的几十年间,它迅速繁衍,渗透到人类学习、生活、信息管理和通讯等各个领域,涌现出了种类繁多、不可计数的产品。当前,人们经常分类研究它们、划分它们。例如,人们按照电子计算机使用电子元器件的种类和集成化程度,把电子计算机划分为“代”,比如第一代至第四代;人们按计算机的规模划分为“型”,如巨型机到微型机;按用途划分“通用”与“专用”等等。下面说说计算机的“代”。

. 第一代:

1946年2月美国人发布了他们利用电子管制造出世界上第一台电子计算机的消息,揭开了电子计算机发展的新纪元。该计算机被命名为ENIAC。虽然当时的ENIAC并没有从运算效率上给予人类多大的支持,然而,ENIAC的出现,向人们揭示了一种新理论和新期望,被视为蒸汽机发明以来又一次技术革命。前者把人们从繁重的体力劳动中解放出来,后者被认为是人类智能的放大器,使人们从繁杂、重复的脑力劳动中解放出来。

其实,在ENIAC出现以前,著名科学家巴贝奇曾经制造了一个分析机,这个分析机已经具备了现代计算机硬件的五个主要逻辑组成部分:输入器、处理器、存储器、控制器和运算器。虽然巴贝奇没有从理论上论证计算机五个主要组成部件的重要性,但他的分析机预示了新一代计算机结构。

匈牙利科学家冯•诺依曼总结了前人的优秀成果,通过自己的积累,他指出:计算机应该使用单一的部件完成处理工作,人们可利用低级语言完成简单操作,对计算机实行集中的顺序控制。人类应该把待处理的数据存储在计算机内的存储单元中,存储单元可以是定长的线性组织,存储单元直接寻址,计算机可以到自己的存储单元中提取待处理的数据。概括地说,冯•诺依曼提出了“存储程序和程序控制”的概念。冯•诺依曼的理论为自动化控制和现代电子计算机的发展提供了理论基础,打开了广阔的前景。

. 第二代:

二十世纪五十年代末,以晶体管、固态器件、半导体器件、磁心等为元器件的计算机。

. 第三代:

二十世纪六十年代中(1964年)以集成电路为元器件的计算机。

. 第四代:

二十世纪七十年代以后,以超大规模集成电路为元器件的计算机

. 第五代:

知识处理,符号处理为主的智能计算机,如神经元网络计算机(目前仍处于研究阶段,当前我们使用的微机属于第四代计算机系统)。

3. 微型计算机的出现与发展

微型机的出现为计算机的普及做出了卓越贡献。价格低、操作方便的微机使普通人员利用计算机进行数据计算和数据处理成为可能。微型计算机的发展历程主要以负责运算和控制的中央处理芯片(CPU)的更新换代作为标志。

微型计算机早期的中央处理器以Intel公司产品为主,主要经历了以下过程:

8086(8088)→80286→80386→80486→PI(奔腾I) →PII→PIII→P4等。

自奔腾I出品不久,AMD公司和Cyrix公司加入了制造微机CPU的队伍,主要生产价格低廉的CPU产品(后来Cyrix退出)。与此同时,Intel公司为了与AMD公司抢占低端产品市场,推出了奔腾系列的简装品——赛扬系列CPU。

从上个世纪八十年代微机出现、八十年代末在国内逐步出现并普及,短短二十年多的时间,微机以及随之发展起来的网络技术已经把我们引入了信息时代,正在从根本上改变着人们的生活习惯和生活方式。因此在后面的章节中,我们将主要对微机的结构和发展做进一步的探讨。

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