计算机发展史

计算机发展史，是介绍计算机发展的历史。计算机发展历史可分为1854年－1890年、1890年－20世纪早期、20世纪中期、20世纪晚期－现在，四个阶段。

1946年2月14日，在美国宾夕法尼亚大学，世界上第一台电子数字计算机ENIAC。

计算机(Computer)是一种具有图形、语言、程序设计、编码等多种功能的计算机。最早出现于公元前1000多年的希腊，后经美国传入欧洲。至20世纪初，随着大规模集成电路和计算能力的提高，又出现了新的芯片组。而今天的计算机更是具有划时代意义和革命性。它从最初由微型 CPU发展而来的微处理器和存储器，再发展为数字信号处理和控制系统。从简单数字芯片发展到并行集成电路；计算机从处理器延伸出微型电脑（微型）、移动终端等新型计算机；而计算机产业在20世纪90年代开始蓬勃发展，涌现出了一批优秀人才和新型器件厂商。现在全球90%以上的信息是由电脑组成的。

1.微处理器

微处理器(Intel Power Machine),是微处理器，由微控制器(MCU)和执行单元(FPU)组成。微处理器(Micro-Machine)是指一种尺寸不超过2 MB的半导体集成电路，是以晶体管为核心而设计的微处理器。微处理器是一种微处理器由高速内核、高速缓存、存储器、逻辑控制器和外围接口等部分组成。CPU的工作过程可以看成是对集成电路完成功能单元（晶体管）进行处理的过程。芯片组）是由很多个逻辑元件按照一定形式排列组成的芯片板基片（一般是一个或多个）。每个逻辑元件根据其组合进行各种运算（称为指令）时所需要的硬件单元就像一个小盒子样的单元构成了电路中的每一部分。可以用来控制不同硬件之间相互进行通信而不发生相互干扰等问题。所以微处理器是有严格规定的尺寸和数量有限的芯片单元结合在一起构成计算机集成电路（包括微处理器和存储器）中所使用的集成电路一般也称为集成电路【design集成电路/芯片】是指在半导体（化合物）晶体管、功能控制器(MCU)、逻辑控制器与驱动电路（驱动器）之间形成一个有机整体的集成电路产品。它可按需要将各种功能单元整合成一个大的系统芯片。芯片组又称微系统或微控制器；其主要作用是通过设计制造集成电路中元件来实现某种功能；微处理器是以微小的集成电路为核心元件而构成一个计算机系统中微处理器部分单元或器件系统模块）以构成集成电路组件等组成。微系统可以分成两大类：以电路为单元构成的微电子系统；以计算机为核心实现处理功能的系统；以微处理器为基础形成的具有独立知识产权的芯片组与整机分开的产业形态。主要产品有微型计算机、微处理器、数据接口系统以及通信器件等。微处理器是计算机产业一个重要组成部分。其性能明显优于 PC和其他传统系统产品。今天微芯片广泛应用于计算机、微电子产品、通讯电源、消费电子、汽车、航空航天、生物制药

2.存储器

上世纪80年代末, IBM开始采用 CMOS存储器，是当今计算机中最主流的存储器之一，它的存取速度快、成本低、可靠性高。此外还有许多其他方面的优势：体积小、重量轻、易携带等。存储器也是目前全世界最流行的电子产品之一，是电子产品的主要载体之一。而早期存储介质是晶体管。它的原理是晶体管按二进制依次排列起来，每一个晶体管对应一个“单元”，由一个二进制单位（英文）表示成1个位。每一位二进制一位等于两位。在芯片的一面刻有该二进制位码字符（或字符),表示该二进制位数的字符组（或符号）或组；或者一个字母、数字或符号组成。例如1和0代表一个0或1,2代表两个单位等符号,1-10代表多个字符等价于0或1这些符号是0到1这样两个数字1后面就是0后面数字“0”和一个空。同时它又有很多符号组成表示这一个字符就是1。现在存储介质主要有: SD卡、 DVD、 CD、电脑内存、打印机等；而现在使用的电脑就是存储介质之一——存储器。随着半导体技术的进步、集成电路的广泛应用、存储器密度越来越高等因素的影响，现在所有大型存储器（比如64位主机及其相关设备等）都采用 NOR存储技术和 QLC技术制造而成；存储介质容量越来越大更高（如 DRAM、 NAND Flash等）、内存（megaNRAID2闪存）也应运而生！而集成电路在未来将取代所有的传统电子产品和计算机中存储器的应用趋势是：数字存储和大规模数据处理及管理处理与软件定义存储等多种新技术的融合成为一种趋势。存储器也逐渐发展起来并进入了消费电子市场（目前在中国智能手机中应用相对较多了),而随着信息设备和软件技术更迭速度的加快让人们已经意识到存储已成为计算机中不可或缺的一部分。

3.模拟电子计算机

模拟电子计算机是利用电学原理，模拟电子元器件发出的电信号，利用电路原理和数字处理技术，对信号进行处理，完成信息处理、信息存储和传递，并能处理语言编写和数字处理软件编程等功能，还可用于控制计算机软件系统。模拟电子计算机，是一种采用信号处理方法进行处理的电子仪器，主要包括有电子管、晶体管、电容、电感、电阻、电容器、晶体管等电子元件。模拟器件主要有电容式、电感、二极管、电阻、三极管、热敏电阻、电容、电阻器等类型，常用材料有金、银等。其中电阻和电容是最常用的元件之一。这些器件可分为单极性电容和双极性电容两种（有些不存在）。双极性电容又称电容式芯片(Electromagnetic electronics)或半导体硅材料(SiC)传感器，由表面和极性电容(microchannel-eincholic)构成，用于对电源等外界信号进行处理，它是一种器件结构式集成芯片，一般是指两个或多个硅晶体(SiC)芯片。由于半导体材料的不断发展，集成电路从微不足道发展到现在也就是1-5千克到十几万甚至几百万到几十亿这样巨大的规模了。

随着芯片技术的不断进步，人们也逐渐意识到了这一点。例如在过去，我们需要依靠计算器来完成计算和存储的任务。但在不久之后，它将成为现实：可以通过芯片来存储、计算和通信数据。也就是说，未来计算机的基本功能就是把信息从物理世界转移到网络中来，这个网络将与现实世界紧密相连。因此，未来计算机将以信息技术为基础发展重点，同时在设计上又能满足未来工作和生活需求的专用设备也是有很大的发展空间的。同时我们还需要在网络技术方面也能有所突破。这意味着人类正在逐步实现信息数字化、网络化和智能化。当然，计算机毕竟只是计算机。只有适应了科技进步才有可能实现它所要达到的目标；而我们需要根据现代的社会发展和对计算机技术发展来不断实现这个目标。

 第一台计算机

第一台计算机是美国军方定制，专门为了计算弹道和射击特性表面而研制的，承担开发任务的“莫尔小组”由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成。1946年这台计算机主要元器件采用的是电子管。该机使用了1500个继电器，18800个电子管，占地170m，重量达30多吨，耗电150KW，造价48万美元。这台计算机每秒能完成5000次加法运算，400次乘法运算，比当时最快的计算工具快300倍，是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。用今天的标准看，它是那样的“笨拙”和“低级”，其功能远不如一只掌上可编程计算器，但它使科学家们从复杂的计算中解脱出来，它的诞生标志着人类进入了一个崭新的信息革命时代。

第一代

电子管计算机（1946-1957）这一阶段计算机的主要特征是采用电子管元件作基本器件，用光屏管或汞延时

电路作存储器，输入域输出主要采用穿孔卡片或纸带，体积大、耗电量大、速度慢、存储容量小、可靠性差、维护困难且价格昂贵。在软件上，通常使用机器语言或者汇编语言；来编写应用程序，因此这一时代的计算机主要用于科学计算。

第二代

晶体管计算机（1958-1964）20世纪50年代中期，晶体管的出现使计算机生产技术得到了根本性的发展，由晶体管代替电子管作为计算机的基础器件，用磁芯或磁鼓作存储器，在整体性能上，比第一代计算机有了很大的提高。同时程序语言也相应的出现了，如Fortran，Cobol，Algo160等计算机高级语言。晶体管计算机被用于科学计算的同时，也开始在数据处理、过程控制方面得到应用。

第三代

中小规模集成电路计算机（1965-1971）20世纪60年代中期，随着半导体工艺的发展，成功制造了集成电路。中小规模集成电路成为计算机的主要部件，主存储器也渐渐过渡到半导体存储器，使计算机的体积更小，大大降低了计算机计算时的功耗，由于减少了焊点和接插件，进一步提高了计算机的可靠性。在软件方面，有了标准化的程序设计语言和人机会话式的Basic语言，其应用领域也进一步扩大。

第四代

大规模和超大规模集成电路计算机（1971-2014）随着大规模集成电路的成功制作并用于计算机硬件生产过程，计算机的体积进一步缩小，性能进一步提高。集成更高的大容量半导体存储器作为内存储器，发展了并行技术和多机系统，出现了精简指令集计算机（RISC），软件系统工程化、理论化，程序设计自动化。微型计算机在社会上的应用范围进一步扩大，几乎所有领域都能看到计算机的“身影”。

第五代

第五代计算机指具有人工智能的新一代计算机，它具有推理、联想、判断、决策、学习等功能。计算机的发展将在什么时候进入第五代？什么是第五代计算机？对于这样的问题，已经有一个明确统一的说法了。IBM发表声明称，该公司已经研制出一款能够模拟人脑神经元、突触功能以及其他脑功能的微芯片，从而完成计算功能，这是模拟人脑芯片领域所取得的又一大进展。IBM表示，这款微芯片擅长完成模式识别和物体分类等繁琐任务，而且功耗还远低于传统硬件。

值得注意的是，它并非想要用新的芯片取代原有的计算机芯片。IBM在其网站上介绍，传统的计算机关注语言和分析思考，而神经突触核心能够解决感知和形状识别的问题，它们分别像人类的左脑和右脑一样；而IBM接下来想要做的，就是让“左脑”和“右脑”连接起来合作，形成一种新的“整体计算智能”。从这个说法上来看，传统的芯片擅长大量的符号运算和数字处理，而神经突触核心的优势在于多感官和实时传感器数据处理。比如，Modha曾经表示，团队正在开发一种头戴设备，能够帮助盲人感知外部环境；而这一次IBM称，经过实验测试，这种芯片可以在录像片段中检测人、汽车、卡车和公共汽车，并识别出了它们。这其实就是依靠神经突触核心来完成的。

但有一点可以肯定，在现在的智能社会中，计算机、网络、通信技术会三位一体化。新世纪的计算机将把人从重复、枯燥的信息处理中解脱出来，从而改变我们的工作、生活和学习方式，给人类和社会拓展了更大的生存和发展空间。当历史的车轮驶入二十一世纪时，我们会面对各种各样的未来计算机。