『壹』 計算機的發展史是什麼樣的
一、計算機發展史簡介 人類所使用的計算工具是隨著生產的發展和社會的進步,從簡單到復雜、從低級到高級的發展過程,計算工具相繼出現了如算盤、計算尺、手搖機械計算機、電動機械計算機等。 1946年,世界上第一台電子數字計算機(ENIAC)在美國誕生。這台計算機共用了18000多個電於管組成,佔地170m2,總重量為30t,耗電140kw,運算速度達到每秒能進行5000次加法、 300次乘法。 電子計算機在短短的50多年裡經過了電子管、晶體管、集成電路(IC)和超大規模集成電路(VLSI)四個階段的發展,使計算機的體積越來越小,功能越來越強,價格越來越低,應用越來越廣泛,目前正朝智能化(第五代)計算機方向發展。 1.第一代電子計算機 第一代電於計算機是從1946年至1958年。它們體積較大,運算速度較低,存儲容量不大,而且價格昂貴。使用也不方便,為了解決一個問題,所編制的程序的復雜程度難以表述。這一代計算機主要用於科學計算,只在重要部門或科學研究部門使用。 2.第二代電子計算機 第二代計算機是從1958年到1965年,它們全部採用晶體管作為電子器件,其運算速度比第一代計算機的速度提高了近百倍,體積為原來的幾十分之一。在軟體方面開始使用計算機演算法語言。這一代計算機不僅用於科學計算,還用於數據處理和事務處理及工業控制。 3.第三代電子計算機 第三代計算機是從1965年到1970年。這一時期的主要特徵是以中、小規模集成電路為電子器件,並且出現操作系統,使計算機的功能越來越強,應用范圍越來越廣。它們不僅用於科學計算,還用於文字處理、企業管理、自動控制等領域,出現了計算機技術與通信技術相結合的信息管理系統,可用於生產管理、交通管理、情報檢索等領域。 4.第四代電子計算機 第四代計算機是指從1970年以後採用大規模集成電路(LSI)和超大規模集成電路(VLSI)為主要電子器件製成的計算機。例如80386微處理器,在面積約為10mm X l0mm的單個晶元上,可以集成大約32萬個晶體管。 第四代計算機的另一個重要分支是以大規模、超大規模集成電路為基礎發展起來的微處理器和微型計算機。 微型計算機大致經歷了四個階段: 第一階段是1971~1973年,微處理器有4004、4040、8008。 1971年Intel公司研製出MCS4微型計算機(CPU為4040,四位機)。後來又推出以8008為核心的MCS-8型。 第二階段是1973~1977年,微型計算機的發展和改進階段。微處理器有8080、8085、M6800、Z80。初期產品有Intel公司的MCS一80型(CPU為8080,八位機)。後期有TRS-80型(CPU為Z80)和APPLE-II型(CPU為6502),在八十年代初期曾一度風靡世界。 第三階段是1978~1983年,十六位微型計算機的發展階段,微處理器有8086、808880186、80286、M68000、Z8000。微型計算機代表產品是IBM-PC(CPU為8086)。本階段的頂峰產品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC/AT286(1986年)微型計算機。 第四階段便是從1983年開始為32位微型計算機的發展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計算機是初期產品。 1993年, Intel公司推出了Pentium或稱P5(中文譯名為「奔騰」)的微處理器,它具有64位的內部數據通道。現在Pentium III(也有人稱P7)微處理器己成為了主流產品,預計Pentium IV 將在2000年10月推出。 由此可見,微型計算機的性能主要取決於它的核心器件——微處理器(CPU)的性能。 5.第五代計算機 第五代計算機將把信息採集、存儲、處理、通信和人工智慧結合一起具有形式推理、聯想、學習和解釋能力。它的系統結構將突破傳統的馮·諾依曼機器的概念,實現高度的並行處理。 二、計算機的特點 計算機的基本特點如下: 1、記憶能力強 在計算機中有容量很大的存儲裝置,它不僅可以長久性地存儲大量的文字、圖形、圖像、聲音等信息資料,還可以存儲指揮計算機工作的程序。 2、計算精度高與邏輯判斷准確 它具有人類無能為力的高精度控制或高速操作任務。也具有可靠的判斷能力,以實現計算機工作的自動化,從而保證計算機控制的判斷可靠、反應迅速、控制靈敏。 3、高速的處理能力 它具有神奇的運算速度,其速度以達到每秒幾十億次乃至上百億次。例如,為了將圓周率兀的近似值計算到707位,一位數學家曾為此花十幾年的時間,而如果用現代的計算機來計算,可能瞬間就能完成,同時可達到小數點後200萬位。 4、能自動完成各種操作 計算機是由內部控制和操作的,只要將事先編制好的應用程序輸入計算機,計算機就能自動按照程序規定的步驟完成預定的處理任務。 1.3 計算機應用領域和發展方向 一、計算機應用領域 目前,計算機的應用可概括為以下幾個方面。 1.科學計算(或稱為數值計算) 早期的計算機主要用於科學計算。目前,科學計算仍然是計算機應用的一個重要領域。如高能物理、工程設計、地震預測、氣象預報、航天技術等。由於計算機具有高運算速度和精度以及邏輯判斷能力,因此出現了計算力學、計算物理、計算化學、生物控制論等新的學科。 2.過程檢測與控制 利用計算機對工業生產過程中的某些信號自動進行檢測,並把檢測到的數據存入計算機,再根據需要對這些數據進行處理,這樣的系統稱為計算機檢測系統。特別是儀器儀表引進計算機技術後所構成的智能化儀器儀表,將工業自動化推向了一個更高的水平。 3.信息管理(數據處理) 信息管理是目前計算機應用最廣泛的一個領域。利用計算機來加工、管理與操作任何形式的數據資料,如企業管理、物資管理、報表統計、帳目計算、信息情報檢索等。近年來,國內許多機構紛紛建設自己的管理信息系統(MIS);生產企業也開始採用製造資源規劃軟體(MRP),商業流通領域則逐步使用電子信息交換系統(EDI),即所謂無紙貿易。 4.計算機輔助系統 1)計算機輔助設計(CAD)是指利用計算機來幫助設計人員進行工程設計,以提高設計工作的自動化程度,節省人力和物力。目前,此技術已經在電路、機械、土木建築、服裝等設計中得到了廣泛的應用。 2)計算機輔助製造(CAM)是指利用計算機進行生產設備的管理、控制與操作,從而提高產品質量、降低生產成本。縮短生產周期,並且還大大改善了製造人員的工作條件。 3)計算機輔助測試(CAT)是指利用計算機進行復雜而大量的測試工作。 4)計算機輔助教學(CAI)指利用計算機幫助教師講授和幫助學生學習的自動化系統,使學生能夠輕松自如地從中學到所需要的知識。 二、計算機的發展方向 未來的計算機將以超大規模集成電路為基礎,向巨型化、微型化、網路化與智能化的方向發展。 1.巨型化 巨型化是指計算機的運算速度更高、存儲容量更大、功能更強。目前正在研製的巨型計算機其運算速度可達每秒百億次。 2.微型化 微型計算機已進入儀器、儀表、家用電器等小型儀器設備中,同時也作為工業控制過程的心臟,使儀器設備實現「智能化」。隨著微電子技術的進一步發展,筆記本型、掌上型等微型計算機必將以更優的性能價格比受到人們的歡迎。 3.網路化 隨著計算機應用的深入,特別是家用計算機越來越普及,一方面希望眾多用戶能共享信息資源,另一方面也希望各計算機之間能互相傳遞信息進行通信。 計算機網路是現代通信技術與計算機技術相結合的產物。計算機網路己在現代企業的管理中發揮著越來越重要的作用,如銀行系統、商業系統、交通運輸系統等。 4.智能化 計算機人工智慧的研究是建立在現代科學基礎之上。智能化是計算機發展的一個重要方向,新一代計算機,將可以模擬人的感覺行為和思維過程的機理,進行「看」、「聽」、「說」、「想」、「做」,具有邏輯推理、學習與證明的能力。
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『貳』 早期時候的電子計算機是怎樣的
在人們致力於發展電子計算機的同時,電子技術也在迅速地發展。1904年,英國工程師約翰·安布羅斯·弗萊明研製成功了二極體。為了進一步增加陰極電子發射能力,1906年,美國的德福雷斯特在二極體的兩個電極加了一柵狀的金屬網,做成了第一隻電子三極體。它比繼電器開關速度快1萬倍。1919年,愛克爾斯和約爾丹把一對三極體連接起來,製成了一個電子管觸發器,出現了脈沖電路技術,使電子技術的發展和應用更加迅速而廣泛。到20世紀40年代初,設計和製造電子計算機的主要技術條件已經成熟。
軍事上的迫切需要是加速計算機研製的巨大推動力。1942年,美國賓夕法尼亞大學莫爾學院電子系與美國陸軍設在附近的阿貝丁彈道研究試驗室合作,負責為陸軍計算火力表。這項任務緊迫而又困難,每張表都要計算幾百條彈道,而一個熟練的計算員用台式計算機計算一條飛行時間為60秒的彈道要花20小時,用大型的微分分析儀也需要15分鍾。這與當時的戰爭需要極不相稱。從戰爭一開始,阿貝了試驗室就不斷地對微分分析儀作技術上的改造以滿足戰爭的緊迫需要。要解決這一嚴峻問題,就必須研製新的高速計算工具。
當莫奇利提出了一份題為《高速電子計算裝置》的報告後,立即受到了協作組軍方代表戈德斯泰因的高度重視,並在1943年4月9日的方案討論會上取得了陸軍的支持。當時估計,大約需要17萬個電子管,7萬個電阻,1萬個電容,經費15萬美元,這確實是一項巨大的風險計劃。這台被命名為「電子數值積分計算機」,簡稱ENIAC的第一台高速計算機,於1943年6月開始試制。
承擔研製工作的莫爾小組包括戈德斯泰因、莫奇利及24歲的工程師艾克特等人。整個研製過程曲折而又艱辛,但他們齊心協力,克服了重重困難。1945年底,這台標志人類計算工具歷史性變革的巨型機宣告竣工。該機共用了18000多個電子管,重達30多噸,運算速度為每秒5000次,用它進行彈道計算,速度比人工計算提高了數千倍。電子計算機的初露頭角就顯示了巨大的威力。
埃妮婭卡的計算機歷史上開創了一個新的紀元。它採用電子線路來執行算術運算、邏輯運算和存貯信息,為高速計算機的研製展示了一個廣闊的天地,使電子計算機真正進入了現代發展的新時期。自此,人們傾注了巨大的熱情來研究和發展這一嶄新的計算工具。
埃妮婭卡的誕生也存在許多缺點。首先,它是個龐然大物,重30多噸,佔地面積167平方米,耗電高達150千瓦。其次,它的存貯容量很小,由於計算結果無處可存。只能穿在卡片上再次輸入,這就使得電子計算機的快速特點無法發揮(輸入卡片是機械操作)。第三,埃妮婭卡也沒有真正的控制器(它的程序是外插型的),每算一題,須事先把大量的運算部件像積木一樣重新插接,組成新的解題布局,這樣,為了進行幾分鍾的數學計算,准備工作要幾小時甚至一兩天的時間,這種情況猶如慢牛配快馬,極不適應。
從歷史上看,計算機作為科學計算用的機器而誕生的,當時軟體很簡單,用戶又是專家,因而如何降低造價便成了主要矛盾,早期的計算機設計人員便以降低造價為宗旨,追求計算機硬體設計的簡潔性,而把大量的功能擴展工作留給了軟體,幾十年過去了,計算機的硬體結構幾乎未變,但是軟體卻由幾百條指令發展到幾萬條、幾十萬條指令,使得軟體設計、檢查、維護、修改都十分困難,成為計算機設計的主要矛盾。
50年代後期,隨著晶體管製造工藝逐步成熟及其實用化和大批量的生產,為計算機過渡到第二代准備了條件。同時,美籍華人王安提出了利用磁性材料進行存貯的原理,麻省理工學院的德福雷斯特提出了用圓環小磁芯存貯數據的觀點,並於1956年製成了磁芯存貯器。這樣,第二代計算機的製造指日可待。
最初的第二代計算機採用的是分立的晶體管器件,由於成本價格等因素,當時製成的只是供軍用的小型機。1958年以後,美國才開始生產第一批非軍用的通用晶體管計算機。
1958年4月,IBM公司經過認真細致的反復比較,最終決定生產晶體管計算機,以取代電子管計算機。同年11月,美國費爾克公司生產的大型通用晶體管計算機,其性能遠遠超過了以往的電子計算機。此後,原聯邦德國、法國、義大利、前蘇聯,也都先後開始批量生產晶體管計算機。這樣,計算機開始大踏步進入了第二代。
隨著集成電路的問世,計算機的研究也進入了新的發展時期。1961年,得克薩斯儀器公司與美國空軍共同研製成功第一批試驗性的裝載在飛機或導彈上的集成電路計算機。1962年,美國出現了許多集成電路機載火箭用計算機。1964年4月7日,IBM公司宣布研製成功360系列計算機,該系統機成為第三代計算機的代表。隨後,原聯邦德國、英國、前蘇聯、日本等相繼研製了自己的計算機。我國從1971年起開始生產集成電路計算機。
第三代計算機的發展重點是小型機。集成電路的應用,使計算機體積減小,功能增強,體積、重量和功能之間的矛盾得以緩解。第三代計算機的重要標志是集成電路。集成電路使計算機的可靠性、體積、速度、功能、成本等方面有了大幅度的改善。第三代計算機的運算速度和內存容量比第二代計算機提高了一個多數量級,價格性能比大幅度下降,通用性提高,軟體支持成倍增加,有力地推動了計算機的普及。
『叄』 世界上第一台計算機叫什麼
世界上第一台通用計算機「ENIAC」於1946年2月14日在美國賓夕法尼亞大學誕生。發明人是美國人莫克利(JohnW.Mauchly)和艾克特(J.PresperEckert)。
美國國防部用它來進行彈道計算。它是一個龐然大物,用了18000個電子管,佔地150平方米,重達30噸,耗電功率約150千瓦,每秒鍾可進行5000次運算,這在現在看來微不足道,但在當時卻是破天荒的。
ENIAC以電子管作為元器件,所以又被稱為電子管計算機,是計算機的第一代。電子管計算機由於使用的電子管體積很大,耗電量大,易發熱,因而工作的時間不能太長。
(3)早期經典計算機是什麼擴展閱讀:
計算機的主要特點:
運算速度快:計算機內部電路組成,可以高速准確地完成各種算術運算。當今計算機系統的運算速度已達到每秒萬億次,微機也可達每秒億次以上,使大量復雜的科學計算問題得以解決。
例如:衛星軌道的計算、大型水壩的計算、24小時天氣算需要幾年甚至幾十年,而在現代社會里,用計算機只需幾分鍾就可完成。
計算精確度高:科學技術的發展特別是尖端科學技術的發展,需要高度精確的計算。計算機控制的導彈之所以能准確地擊中預定的目標,是與計算機的精確計算分不開的。一般計算機可以有十幾位甚至幾十位(二進制)有效數字,計算精度可由千分之幾到百萬分之幾,是任何計算工具所望塵莫及的。
邏輯運算能力強:計算機不僅能進行精確計算,還具有邏輯運算功能,能對信息進行比較和判斷。計算機能把參加運算的數據、程序以及中間結果和最後結果保存起來,並能根據判斷的結果自動執行下一條指令以供用戶隨時調用。
存儲容量大:計算機內部的存儲器具有記憶特性,可以存儲大量的信息,這些信息,不僅包括各類數據信息,還包括加工這些數據的程序。
自動化程度高:由於計算機具有存儲記憶能力和邏輯判斷能力,所以人們可以將預先編好的程序組納入計算機內存,在程序控制下,計算機可以連續、自動地工作,不需要人的干預。
性價比高:幾乎每家每戶都會有電腦,越來越普遍化、大眾化,21世紀電腦必將成為每家每戶不可缺少的電器之一。計算機發展很迅速,有台式的還有筆記本。
『肆』 最早的計算機是用來做什麼的
是用於軍事上槍炮的彈道計算和火力表的測試。
ENIAC埃尼阿克
世界上的第一台計算機。
第一台計算機的誕生 第二次世界大戰期間,美國軍方為了解決計算大量軍用數據的難題,成立了由賓夕法尼亞大學莫奇利和埃克特領導的研究小組,開始研製世界上第一台電子計算機。
經過三年緊張的工作,第一台電子計算機終於在1946年2 月14日問世了。它由17468個電子管、6萬個電阻器、1萬個電容器和6千個開關組成,重達30噸,佔地160平方米,耗電174千 瓦,耗資45萬美元。這台計算機每秒只能運行5千次加法運算,僅相當於一個電子數字積分計算機(ENIAC即"埃尼阿克")。
第一台計算機誕生至今已過去50多年了,在這期間,計算機以驚人的速度發展著,首先是晶體管取代了電子管,繼而是微電子技術的發展,使得計算機處理器和存貯器上的元件越做越小,數量越來越多,計算機的運算速度和存貯容量迅速增加。1994年12月,美國Intel公司宣布研製成功世界上最快的超級計算機,它每秒可進行3280億次加法運算(是第一台電子計算機的6600萬倍)。如果讓人完成它一秒鍾進行的運算量的話,需要一個人晝夜不停地計算一萬多年。
『伍』 電腦進化史
電腦從產生到現在,一共經歷了四代:
第一代電腦(1946-1958年第一代電腦的主要特點是採用電子管作為邏輯元件,因此,通常人們又稱第一代電腦為電子管電腦。
第二代電腦(1959-1964年第二代電腦的硬體部分採用了晶體管作為邏輯元件,體積減小,但功能增強,這一代電腦又被人們稱為晶體管電腦。
第三代電腦(1965-1970年第三代電腦的硬體部分使用中、小規模集成電路代替了分立元件晶體管,因此又被稱為中、小規模集成電路電腦。
第四代電腦(1971年至今第四代電腦的硬體部分採用了大規模和超大規模的集成電路作為邏輯元件,採用半導體存儲器作為主存儲器,輔助存儲器採用大容量的軟、硬磁碟,並開始引入光碟。
(5)早期經典計算機是什麼擴展閱讀:
隨著物理元、器件的變化,不僅計算機主機經歷了更新換代,它的外部設備也在不斷地變革。比如外存儲器,由最初的陰極射線顯示管發展到磁芯、磁鼓,以後又發展為通用的磁碟,現又出現了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光碟(CD—ROM)。
從2008年起,雲計算(Cloud Computing)概念逐漸流行起來,它正在成為一個通俗和大眾化(Popular)的詞語。雲計算被視為「革命性的計算模型」,因為它使得超級計算能力通過互聯網自由流通成為了可能。
『陸』 最早期的計算機演算法是怎樣計算的
早期的計算機要追溯到19世紀的法國。1801年法國發明家發明了雅卡爾織布機,使用穿孔卡片向織布機發出指令,編制具有圖案的織布。這時,穿孔卡片就可以看做是程序,製作穿孔卡片可以看做是編程。織布機紡織出帶有圖案的布料,就是輸出的結果。
1836年,英國數學家利用雅卡爾織布機工作原理製造了一台計算機,用於計算數學公式。
1889年,美國統計學家霍爾曼利用雅卡爾織布機工作原理,開發穿孔卡片製表系統用於美國人口普查,但只能用於做加法的數據匯總。
在20世紀40年代開始,穿孔製表機不斷發展,能力變強,增加了減法、乘法、除法。但是需要使用一個滿是插孔的控制面板。每做一個程序運算,需要使用一個新的穿孔卡片和變換新的插線位置。這時的計算機數據和指令通過穿孔卡片機輸入,用電傳打字機實現輸出。
後面隨著電子元件的發展和成本降低,計算機越發進步。
不過穿孔卡片機輸入數據和獲取計算機輸出結果的方法一直沿用到20世紀70年代。
『柒』 未來計算機主要有哪幾種,它與目前計算機主要區別是什麼
未來計算機主要有以下三種:
1.光子計算機:
光子計算機是由光導纖維與各種光學元件製成的計算機。它不像普通電腦靠電子在線路中的流動來處理信息,而是靠一小束低功率激光進入由反射鏡和透鏡組成的光迴路來進行「思維」的,但同樣具有存儲、運算和控制等功能。
2 量子計算機:
量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息,運行的是量子演算法時,它就是量子計算機。量子計算機的概念源於對可逆計算機的研究。研究可逆計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題。
3. 納米計算機:
世界上最強大的「計算機」應當是人類大腦,日前。科學家設計一種僅由十幾個微型納米級分子構成的微型電腦模仿大腦是如何工作的。
區別只有體現在:採用的技術、主要元件、運算速度、體積大小、能源消耗。
『捌』 世界上最早的計算機是什麼
埃尼阿克計算機:1946年2月,在美國誕生。提出程序存儲的是美國的數學家 馮諾依曼, 在美國陸軍部的資助