人类计算机70年发展史(寻找计算机的前世今生)
第一代电子管计算机
第一代电子计算机指从1946年到1958年间的电子计算机。这时的计算机的基本线路是采用电子管结构,程序从人工手编的机器指令程序,过渡到符号语言,第一代电子计算机是计算工具革命性发展的开始,它所采用的二进位制与程序存贮等基本技术思想,奠定了现代电子计算机技术基础。第一台电子管计算机(ENIAC)占地170平方米,重30吨,有1.8万个电子管,用十进制计算。
时间:1946-1957年
组成:采用电子管作为基本电子元器件,存储器采用水银延迟线。使用真空电子管和磁鼓储存数据。
缺点:体积大、 耗电量大 、寿命短、 可靠性低、成本高;
编程语言:主要采用机器语言,后来发展了汇编语言编程,但调试工作十分繁琐,其用途仅局限于军事科学的研究的科学计算。
计算速度:5000次/秒
应用领域:一般用于科学,军事和财务等方面的计算.
2、晶体管计算机(第二代)
第二代晶体管计算机
随着时间的推移,科学家们觉得第一代计算机实在看得让人头大,这块头比人头大几百倍啊,计算一个东西需要从这头跑到那头,实在是累啊,跟跑马拉松似的,还占了那么大的地盘,实在拥挤啊,于是人的惰性开始发力,懒得跑了,聪明的科学家们便开始努力的钻研,终于开发了新一代的计算机,便是我们接下来要介绍的晶体管计算机。由于第一代电子管计算机功能受到限制,速度也慢、结构脆弱而且需要高压电源的缺点,所以就产生了第二代计算机,晶体管计算机,
晶体管计算机采用了晶体管替换电子管,所以很轻且运算速度比较快。达到了每秒几十万次。相比较于第一代计算机,第二代计算机有了很大的进步,比如在体积方面,体积更小,
重量方面更轻,运算速度方面更快了。晶体管没有玻璃管壳,不需要真空,所以体积很小,生产成本很低,而且寿命也比电子管长得多。用晶体管代替了电子管。晶体管有一系列优点:体积小、重量轻、发热少、耗电省、速度快、寿命长、价格低、功能强。用它做计算机的开关元件,使计算机的结构与性能都发生了新的飞跃。
时间:1958-1964年
组成:内部的逻辑元件使用的是晶体管来做逻辑电路。内存储器使用了磁性材料来做磁芯,外存储器使用的是以磁鼓和磁盘作为辅助存储器,这就使存储容量增大,
优点:功耗小、体积小、重量轻、工作电压低(相对第一代)
计算速度: 每秒几十万次
编程语言:汇编语言取代了机器语言,使用的是汇编语言、高级语言(如FORTRAN、COBOL、Ada等)
产品:IBM700系列
应用领域:军事及尖端技术扩展到数据处理和工业控制方面
3、中、小规模集成电路计算机(第三代)又随着时间的推移,科学家们慢慢发现,第二代计算机虽然块头比原来小了不少,但还是看着不爽,还是觉得太大了,想想是不是还能再变得更小。于是科学家们废寝忘食,头发蹭蹭的往下跑,又加紧的努力钻研。皇天不负有心人啊,也许是科学家们快秃了的头的感动了上天,终于开发出第三代计算机。也就是1958年Jack Kilby发明了集成电路,这是一种把晶体管、三极管、电阻、电感、电容以及布线等电子元件都加工到一片小小的硅片上的,后来科学家们又把更多的电子元件集成到了单一的半导体芯片上。所以计算机变得更小,功耗更低,速度更快。同时,操作系统的使用使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。这一代计算机,算是个头比以前的更小了,跟人差不多了。
时间:1964-1971年
组成:内部的基本电子元件采用集成电路作基本逻辑电路,在几毫米的芯片上可集中成百上千个电子逻辑电路。内存大量使用半导体存储器,外存大量使用高速磁盘。
优点:体积缩小、功耗降低、运算速度提高到每秒几十万次基本运算,内存容量扩大到几十万字。
计算速度:每秒几十万次到每秒几百万次
编程语言: BASIC ,Pascal等。
产品:IBM-360计算机系列
应用领域:有较大发展开始广泛应用
4、大规模和超大规模集成电路计算机(第四代)慢慢的进入20世纪70年代之后,人们还是不满足的当前的现状,又开始紧锣密鼓的研发,终于出现了大规模和超大规模集成电路计算机,这一代的计算机逻辑器件采用大规模集成电路和超大规模集成电路技术,在硅半导体上集成了大量的电子元器件,集成度很高的半导体存储器也取代了磁芯存储器。同时,操作系统不断完善,各种应用软件也成为了现代工业的一部分。看到日新月异的计算机,科学家们变强了,但头上的毛也没了,变强也变秃了。
时间:1971-至今
组成:大规模集成电路可以一个芯片上容纳几百个元件。到80年代,超大规模集成电路可以在芯片上容纳了几十万个元件。后来的将数字扩充到百万级。内存采用半导体存储器,外存则采用大容量磁盘和光盘。
优点:体积更小、功耗更小,可靠性更强、运行速度提高,内存容量更大,价格更低。
计算速度:每秒几百万次至上亿次。
编程语言:各种高级程序语言,c语言,c 语言,java语言等等。
产品: 微型计算机(各种电脑、平板)
应用领域:已经渗入到社会各级领域
5、未来计算机据说未来的计算机有可能具有人工智能,它具有推理、联想、判断、决策、学习等功能。虽然集成电路的计算机在短期内还不会退出历史舞台,但这些新的计算机正在跃跃欲试地加紧研究。已经推出的一种新的超级计算机采用世界上速度最快的微处理器之一,并通过一种创新的水冷系统进行冷却。IBM公司在2001年08月27日宣布,他们的科学家已经制造出世界上最小的计算机逻辑电路,也就是一个由单分子碳组成的双晶体管元件,这一成果将使未来的电脑芯片变得更小、传输速度更快、耗电量更少。
未来电脑的能耗会按两个极端发展,易用型向低能耗发展,高端的会向更大功率发展.
据查资料未来的计算机有如下:
高速超导计算机、激光计算机、分子计算机、量子计算机、DNA计算机、纳米计算机、神经元计算机、生物计算机等。
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