计算机整机发展史

计算机整机发展史政法系历史文化旅游09200902411101农颖露一、发展概况自从1946年第一台电子数字计算机（美国宾夕法尼亚大学设计制造的ENIAC）问世以来，经历了（1）电子管、（2）晶体管、（3）中小规模集成电路、（4）大规模集成电路及超大规模集成电路的过程。（1）第一代：电子管计算机世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学研制成功，它的名称叫ENIAC(埃尼阿克)，是电子数值积分式计算机(ThelectronicNumbericalIntergratorandComputer)的缩写。它使用了17468个真空电子管，耗电174千瓦，占地170平方米，重达30吨，每秒钟可进行5000次加法运算。虽然它还比不上今天最普通的一台微型计算机，但在当时它已是运算速度的绝对冠军，并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。以圆周率(π)的计算为例，中国的古代科学家祖冲之利用算筹，耗费15年心血，才把圆周率计算到小数点后7位数。一千多年后，英国人香克斯以毕生精力计算圆周率，才计算到小数点后707位。而使用ENIAC进行计算，仅用了40秒就达到了这个记录，还发现香克斯的计算中，第528位是错误的。（2）第二代：晶体管计算机1947年，肖克利、巴丁、布拉顿三人发明的晶体管，比电子管功耗少、体积小、质量轻、工作电压低、工作可靠性好。1954年，贝尔实验室制成了第一台晶体管计算机——TRADIC，使计算机体积大大缩小。1957年，美国研制成功了全部使用晶体管的计算机，第二代计算机诞生了。第二代计算机的运算速度比第一代计算机提高了近百倍。第二代计算机的主要逻辑部件采用晶体管，内存储器主要采用磁芯，外存储器主要采用磁盘，输入和输出方面有了很大的改进，价格大幅度下降。在程序设计方面，研制出了一些通用的算法和语言，操作系统的雏形开始形成。（3）第三代：集成电路计算机1964年4月7日，世界上第一个采用集成电路的通用计算机系列IBM360系统研制成功，它兼顾了科学计算和事务处理两方面的应用，各种机器全都相互兼容，适用于各方面的用户，具有全方位的特点，它开创了民用计算机使用集成电路的先例，计算机从此进入了集成电路时代。1967年，美国无线电有限公司制成了领航用的机载计算机LIMAC，其逻辑部件采用双极性大规模集成电路，缓冲存储器用MOS大规模集成电路。1969年，美国自动化公司制成计算机D—200，采用了MOS场效应晶体管大规模集成电路，中央处理器由24块大规模集成电路做成；得克萨斯仪器公司也制成机载大规模集成电路计算机。IBM__360（4）第四代:大规模集成电路计算机1971年发布的INTEL4004，是微处理器（CPU）的开端，也是大规模集成电路发展的一大成果。INTEL4004用大规模集成电路把运算器和控制器做在一块芯片上，虽然字长只有4位、且功能很弱，但它是第四代计算机在微型机方面的先锋。1972-1973年，8位微处理器相继问世，最先出现的是INTEL8008。尽管它的性能还不完善，仅展示了无限的生命力，驱使众多厂家技人竞争，微处理器得到了蓬勃的发展。后来出现了INTEL8080、MOTOROLA6800。1978年以后，16位微处理器相继出现，微型计算机达到一个新的高峰。INTEL公司不断推进着微处理器的革新。紧随8086之后，又研制成功了80286。80386、80486、奔腾（PEN－TIUM）、奔腾二代（PENTIUMⅡ）、奔腾三代（PENIUMⅢ）、奔腾四代（PENIUMIV）。个人电脑（PC）不断更新换代，日益风靡世界。第四代计算机以大规模集成电路作为逻辑元件和存储器，使计算机向着微型化和巨型化两个方向发展。从第一代到第四代，计算机的体系结构都是相同的，即都由控制器，存储器，运算器和输入输出设备组成，称为冯·诺依曼体系结构（5）第五代：智能计算机1981年,日本东京召开了一次第五代计算机---智能计算机研讨会,随后制定出研制第五代计算机的长期计划.第五代计算机的系统设计中考虑了编制知识库管理软件和推理机,机器本身能根据存储的知识进行判断和推理.同时,多媒体技术得到广泛应用,使人们能用语音,图像,视频等更自然的方式与计算机进行信息交互。智能计算机的主要特征是具备人工智能，能像人一样思维，并且运算速度极快，其硬件系统支持高度并行和快速推理，其软件系统能够处理知识信息。神经网络计算机（也称神经计算机）是智能计算机的重要代表。二、发展趋势(1)、微型化─便携式、低功耗(2)、巨型化─尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高速度(3)、网络化─网络计算机和信息高速公路(4)、智能化─模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能（5）、系列化、标准化─便于各种计算机硬、软件兼容和升级(6)、多机系统─大型设备、生产流水线集中管理(独立控制、故分散、资源共享)（1）微型化计算机会向微型化发展，所谓微型化，有包括两小点，即体积上的微型和技术上的微型。首先说体积上的，现代人的生活越来越向快速和简洁发展，繁重的工具正在逐步被社会淘汰。再说技术上的微型化，所谓技术上的微型其实就是技术更加细微，更加人性化，细入到人们生活的每一个细节，使人们的生活与工作更加现代化，这也正实现了计算机本来的目的与性质。（二）巨型化•首先是速度更高，计算机的运行速度大大影响着使用者的工作氛围，所谓速度越来越快，主要表现在计算机的主频越来越高。像前几年我们使用的都是286、386、主频只有几十兆。90年代初，集成电路集成度已达到100万门以上，从VLSI开始进入ULSI，即特大规模集成电路时期。而且由于RISC技术的成熟与普及，CPU性能年增长率由80年代的35%发展到90年代的60%。到后来出现奔腾系列，到现在已出现了奔腾4微处理器，主频达到2GHz以上。•二是提高并行速度，因为只有这样才能更加适合人类的需求。目前世界上性能最高的通用计算机已采用上万台计算机并行，美国的ASCI计划已经完成每秒12。3万亿次并行机。目前正在研制30万亿次和100万亿次并行计算机。（三）网络化•现在计算机网络的普及一成为每个国家和地区的基本任务了。网络给我们的生活带来了巨大的方便和繁多的信息。也正是由于网络的信息量大，应用性宽，便捷性强，所以，才在不断壮大。而这种趋势是不会停止的，计算机网络的广度将普遍到世界的每一个角落。•近年来更明显的趋势是网络化与向各个领域的渗透，即在广度上的发展开拓。未来，计算机也会像现在的马达一样，存在于家中的各种电器中。那时问你家里有多少计算机你也数不清，所以有人预言未来计算机可能像纸张一样便宜，可以一次性使用，计算机将成为不被人注意的最常用的日用品。•你的笔记本，书籍都已电子化。包括未来的中小学教材，再过十几、二十几年，可能学生们上课用的不再是教科书，而只是一个笔记本大小的计算机，所有的中小学的课程教材，辅导书，练习题都在里面。不同的学生可以根据自己的需要方便地从中查到想要的资料。而且这些计算机与现在的手机合为一体，随时随地都可以上网，相互交流信息。（4）智能化•智能化就是要求计算机具有模拟人的感觉和思维的能力，像人一样具有听、看、说和思考的能力，即人们可以用自然语言、文字、图形、图像等与之对话，多媒体计算机就是这类智能化研究在改善人类的生活。•网上有大量的信息，怎样把这些浩如烟海的东西变成你想要的知识，这是计算科学的重要课题，同时人机界面更加友好。目前计算机思维的方式与人类思维方式有很大区别，人机之间的间隔还不小。人类还很难以自然的方式，如语言、手势、表情与计算机打交道，计算机难用已成为阻碍计算机进一步普及的巨大障碍。随着nternet的普及，普通老百姓使用计算机的需求日益增长，这种强烈需求将大大促进计算机智能化方向的研究。近几年来计算机识别文字（包括印刷体、手写体）和口语的技术已有较大提高，已初步达到商品化水平，估计5-10年内手写和口语输入将逐步成为主流的输入方式。手势（特别是哑语手势）和脸部表情识别也已取得较大进展。使人沉浸在计算机世界的虚拟现实（VirtualReality）技术是近几年来发展较快的技术，21世纪将更加迅速的发展。（5）系列化、标准化在计算机发展过程中,用户要求计算机的专用性(满足其特定应用的需要)和厂家要求计算机的通用性(适于少品种大批量生产),一直是矛盾着的两个方面。人们谋求通过计算机通用化、系列化、标准化、模块化和计算机系统配置的研究，来解决这一矛盾。50年代，厂家为适应多方面需要，发展通用机，影响了专用性。各个用户对计算机系统有不同的要求。60年代出现系列机，部分地适应不同的要求。70年代以来，计算机的应用领域日益广泛，发展了标准化和模块化结构，更便于用户选用，以组成适合需要的计算机系统配置，较好地解决了计算机系统的系列和型号的有限性同用户实际需要的多样性之间的矛盾。计算机厂家为满足计算机系统配置的需要，在设计计算机系列时，通过型号分档和采用标准化、模块化结构，在各型机的基本配置的基础上，经过扩展和组合，以覆盖一定范围内各种应用的需要。小结随着不断的发展，计算机总的有以下几点变化特点：（1）体积越来越小（2）性能的发展十分迅速（3）应用范围迅速扩大（4）产业的迅速发展与激烈竞争