计算机的发展过程是什么?
第一代是电子管计算机时代,从1946--1958年左右。这代计算机因采用电子管而体积大,耗电多,运算速度低,存储容量小,可靠性差;
第二代是晶体管时代,约为1958--1964年。这代计算机比第一代计算机的性能提高了数10倍,软件配置开始出现,一些高级程序设计语言相继问世,外围设备也由几种增加到数十种。除科学计算而外,开始了数据处理和工业控制等应用;
第三代是集成电路(IC)计算机时代。约从1964--1970年。主要由中、小规模集成电路组成。其电路器件是在一块几平方毫米的芯片上集成了几十个到几百个电子元件,使计算机的体积和耗电显著减少,计算速度、存储容量、可靠性有较大的提高,有了操作系统,机种多样化、系列化并和通讯技术结合,使计算机应用进入许多科学技术领域;
第四代便是大规模(LSI)电路计算机时代。从70年代到现在。大规模集成电路是在一块几平方毫米的半导体芯片上可以集成上千万到十万个电子元件,使得计算机体积更小,耗电更少,运算速度提高到每秒几百万次,计算机可靠性也进一步提高。
目前计算机技术已经在巨型化、微型化、网络化和人工智能化等几个得到了很大的发展.四个发展阶段:
第一个发展阶段:1946-1956年电子管计算机的时代。1946年第一台电子计算机问世美国宾西法尼亚大
学,它由冯·诺依曼设计的。占地170平方 ,150KW。运算速度慢还没有人快。是计算机发展历史上的一个里程碑。(ENIAC)(electronic numerical integator and calculator)全称叫“电子数值积分和计算机”。
第二个发展阶段:1956-1964年晶体管的计算机时代:操作系统。
第三个发展阶段:1964-1970年集成电路与大规模集成电路的计算机时代
(1964-1965)(1965-1970)
第四个发展阶段:1970-现在:超大规模集成电路的计算机时代。
计算机的发展方向是什么?
网络化计算机的发展方向:1、巨型化。巨型化是指研制速度更快的、存储量更大的和功能强大的巨型计算机。起运算能力 一般在每秒一百亿以上、内容容量在几百兆字节以上,主要应用于天文、气象、地 质和核技术、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学技术领域。巨型计算机的技术水 平是衡量一个国家技术和工业发展水平的重要标志。2、微型化。 微型化是指利用微电子技术和超大规模集成电路技术,把计算机的体积进一步缩小 ,价格进一步降低。计算机的微型化以成为计算机发展的重要方向,各种笔记本电 脑和PDA的大量面世,既是计算微化的一个标志。3、网络化。 网络技术可以更好的管理网上的资源,它把整个互联网虚一台空前强大的一体化系 统,犹如一台巨型机,在这个动态变化的网络环境中,实现计算资源、存储资源、 数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享,从而让用户享受可灵活控 制的、智能的、协作式的信息服务,并获得前所未有的使用方便性。4、智能化。计算机智能化是指计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力。智能化的研究包括 模拟识别、物形分析、自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、 专家系统、学习系统和智能机器人等。
计算机的发展历史
计算机的发展历史 一、第一台计算机的诞生 第一台计算机(ENIAC)于1946年2月,在美国诞生。 ENIAC PC机 耗资 100万美圆 600美圆 重量 30吨 10kg 占地 150平方米 0.25平方米 电子器件 1.9万只电子管 100块集成电路 运算速度 5000次/秒 500万次/秒 二、计算机发展历史 1、第一代计算机(1946~1958) 电子管为基本电子器件;使用机器语言和汇编语言;主要应用于国防和科学计算;运算速度每秒几千次至几万次。 2、第二代计算机(1958~1964) 晶体管为主要器件;软件上出现了操作系统和算法语言;运算速度每秒几万次至几十万次。 3、第三代计算机(1964~1971) 普遍采用集成电路;体积缩小;运算速度每秒几十万次至几百万次。 4、第四代计算机(1971~ ) 以大规模集成电路为主要器件;运算速度每秒几百万次至上亿次。 三、我国计算机发展历史 从1953年开始研究,到1958年研制出了我国第一台计算机 在1982年我国研制出了运算速度1亿次的银河I、II型等小型系列机。 计算机的历史 计算机是新技术革命的一支主力,也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。 现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息,处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法,都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则,它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息。 信息处理的一般过程,是计算机使用者针对待解抉的问题,事先编制程序并存入计算机内,然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作,直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式,其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法。 计算机的历史 现代计算机的诞生和发展 现代计算机问世之前,计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。 早在17世纪,欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年,法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置,制成了最早的十进制加法器。1678年,德国数学家莱布尼兹制成的计算机,进一步解决了十进制数的乘、除运算。 英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想,每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程。1884年,巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型,但限于当时的技术条件而未能实现。 巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间,电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展,在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管;在系统技术方面,相继发明了无线电报、电视和雷达……。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。 与此同时,数学、物理也相应地蓬勃发展。到了20世纪30年代,物理学的各个领域经历着定量化的阶段,描述各种物理过程的数学方程,其中有的用经典的分析方法已根难解决。于是,数值分析受到了重视,研究出各种数值积分,数值微分,以及微分方程数值解法,把计算过程归结为巨量的基本运算,从而奠定了现代计算机的数值算法基础。 社会上对先进计算工具多方面迫切的需要,是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后,各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山,已经阻碍了学科的继续发展。特别是第二次世界大战爆发前后,军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间,德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作,几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。 德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3,已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。在美国,1940~1947年期间也相继制成了继电器计算机MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不过,继电器的开关速度大约为百分之一秒,使计算机的运算速度受到很大限制。 电子计算机的开拓过程,经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加式程序”到“存储程序”的演变。1938年,美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件。1943年,英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机,在第二次世界大战中得到了应用。 1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC),最初也专门用于火炮弹道计算,后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机,运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机。但是,这种计算机的程序仍然是外加式的,存储容量也太小,尚未完全具备现代计算机的主要特征。 新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案-电子离散变量自动计算机(EDVAC)。随后于1946年6月,冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7~8月间,他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》,推动了存储程序式计算机的设计与制造。 1949年,英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC);美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。至此,电子计算机发展的萌芽时期遂告结束,开始了现代计算机的发展时期。 在创制数字计算机的同时,还研制了另一类重要的计算工具--模拟计算机。物理学家在总结自然规律时,常用数学方程描述某一过程;相反,解数学方程的过程,也有可能采用物理过程模拟方法,对数发明以后,1620年制成的计算尺,己把乘法、除法化为加法、减法进行计算。麦克斯韦巧妙地把积分(面积)的计算转变为长度的测量,于1855年制成了积分仪。 19世纪数学物理的另一项重大成就--傅里叶分析,对模拟机的发展起到了直接的推动作用。19世纪后期和20世纪前期,相继制成了多种计算傅里叶系数的分析机和解微分方程的微分分析机等。但是当试图推广微分分析机解偏微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时,人们逐渐认识到模拟机在通用性和精确度等方面的局限性,并将主要精力转向了数字计算机。 电子数字计算机问世以后,模拟计算机仍然继续有所发展,并且与数字计算机相结合而产生了混合式计算机。模拟机和混合机已发展成为现代计算机的特殊品种,即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具。 20世纪中期以来,计算机一直处于高速度发展时期,计算机由仅包含硬件发展到包含硬件、软件和固件三类子系统的计算机系统。计算机系统的性能-价格比,平均每10年提高两个数量级。计算机种类也一再分化,发展成微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机),以及各种专用机(如各种控制计算机、模拟-数字混合计算机)等。 计算机器件从电子管到晶体管,再从分立元件到集成电路以至微处理器,促使计算机的发展出现了三次飞跃。 在电子管计算机时期(1946~1959),计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时,主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型,通常按此对计算机进行分类。 到了晶体管计算机时期(1959~1964),主存储器均采用磁心存储器,磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展,而且中、小型计算机,特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。 1964年,在集成电路计算机发展的同时,计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位,磁盘成了不可缺少的辅助存储器,并且开始普遍采用虚拟存储技术。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展,以及微程序技术的发展和应用,计算机系统中开始出现固件子系统。 20世纪70年代以后,计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平,微处理器和微型计算机应运而生,各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用,对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了。 微型计算机在社会上大量应用后,一座办公楼、一所学校、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机。实现它们互连的局部网随即兴起,进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。 在电子管计算机时期,一些计算机配置了汇编语言和子程序库,科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。在晶体管计算机阶段,事务处理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言,和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型,使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。 进入集成电路计算机发展时期以后,在计算机中形成了相当规模的软件子系统,高级语言种类进一步增加,操作系统日趋完善,具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强,明显地改变了计算机的使用属性,使用效率显著提高。 在现代计算机中,外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上,其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强,既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合,又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。 外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类。辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等;输入输出设备又分为输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中,对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备等。 新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理,而且能面向知识处理,具有形式化推理、联想、学习和解释的能力,将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。 计算技术在中国的发展 在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。远在商代,中国就创造了十进制记数方法,领先于世界千余年。到了周代,发明了当时最先进的计算工具--算筹。这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算每一个数学问题时,通常编出一套歌诀形式的算法,一边计算,一边不断地重新布棍。中国古代数学家祖冲之,就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。这一结果比西方早一千年。 珠算盘是中国的又一独创,也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具,最初大约出现于汉朝,到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用,而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区,经受了历史的考验,至今仍在使用。 中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等,不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献,而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。例如,张衡制作的水运浑象仪,可以自动地与地球运转同步,后经唐、宋两代的改进,遂成为世界上最早的天文钟。 记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序控制的发展有过间接的影响。中国古代用阳、阴两爻构成八卦,也对计算技术的发展有过直接的影响。莱布尼兹写过研究八卦的论文,系统地提出了二进制算术运算法则。他认为,世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。 经过漫长的沉寂,新中国成立后,中国计算技术迈入了新的发展时期,先后建立了研究机构,在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业,并且着手创建中国计算机制造业。 1958年和1959年,中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期,中国研制成功一批晶体管计算机,并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件。60年代后期,中国开始研究集成电路计算机。70年代,中国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后,中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用;在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展;建立了计算机服务业,逐步健全了计算机产业结构。 在计算机科学与技术的研究方面,中国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面,中国在科学计算与工程设计领域取得了显著成就。在有关经营管理和过程控制等方面,计算机应用研究和实践也日益活跃。 计算机科学与技术 计算机科学与技术是一门实用性很强、发展极其迅速的面向广大社会的技术学科,它建立在数学、电子学 (特别是微电子学)、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上。但是,它并不是简单地应用某些学科的知识,而是经过高度综合形成一整套有关信息表示、变换、存储、处理、控制和利用的理论、方法和技术。 计算机科学是研究计算机及其周围各种现象与规模的科学,主要包括理论计算机科学、计算机系统结构、软件和人工智能等。计算机技术则泛指计算机领域中所应用的技术方法和技术手段,包括计算机的系统技术、软件技术、部件技术、器件技术和组装技术等。计算机科学与技术包括五个分支学科,即理论计算机科学、计算机系统结构、计算机组织与实现、计算机软件和计算机应用。 理论计算机学 是研究计算机基本理论的学科。在几千年的数学发展中,人们研究了各式各样的计算,创立了许多算法。但是,以计算或算法本身的性质为研究对象的数学理论,却是在20世纪30年代才发展起来的。 当时,由几位数理逻辑学者建立的算法理论,即可计算性理论或称递归函数论,对20世纪40年代现代计算机设计思想的形成产生过影响。此后,关于现实计算机及其程序的数学模型性质的研究,以及计算复杂性的研究等不断有所发展。 理论计算机科学包括自动机论、形式语言理论、程序理论、算法分析,以及计算复杂性理论等。自动机是现实自动计算机的数学模型,或者说是现实计算机程序的模型,自动机理论的任务就在于研究这种抽象机器的模型;程序设计语言是一种形式语言,形式语言理论根据语言表达能力的强弱分为O~3型语言,与图灵机等四类自动机逐一对应;程序理论是研究程序逻辑、程序复杂性、程序正确性证明、程序验证、程序综合、形式语言学,以及程序设计方法的理论基础;算法分析研究各种特定算法的性质。计算复杂性理论研究算法复杂性的一般性质。 计算机系统结构 程序设计者所见的计算机属性,着重于计算机的概念结构和功能特性,硬件、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。使用高级语言的程序设计者所见到的计算机属性,主要是软件子系统和固件子系统的属性,包括程序语言以及操作系统、数据库管理系统、网络软件等的用户界面。使用机器语言的程序设计者所见到的计算机属性,则是硬件子系统的概念结构(硬件子系统结构)及其功能特性,包括指令系统(机器语言),以及寄存器定义、中断机构、输入输出方式、机器工作状态等。 硬件子系统的典型结构是冯·诺伊曼结构,它由运算器控制器、存储器和输入、输出设备组成,采用“指令驱动”方式。当初,它是为解非线性、微分方程而设计的,并未预见到高级语言、操作系统等的出现,以及适应其他应用环境的特殊要求。在相当长的一段时间内,软件子系统都是以这种冯·诺伊曼结构为基础而发展的。但是,其间不相适应的情况逐渐暴露出来,从而推动了计算机系统结构的变革。 计算机组织与实现 是研究组成计算机的功能、部件间的相互连接和相互作用,以及有关计算机实现的技术,均属于计算机组织与实现的任务。 在计算机系统结构确定分配给硬子系统的功能及其概念结构之后,计算机组织的任务就是研究各组成部分的内部构造和相互联系,以实现机器指令级的各种功能和特性。这种相互联系包括各功能部件的布置、相互连接和相互作用。 随着计算机功能的扩展和性能的提高,计算机包含的功能部件也日益增多,其间的互连结构日趋复杂。现代已有三类互连方式,分别以中央处理器、存储器或通信子系统为中心,与其他部件互连。以通信子系统为中心的组织方式,使计算机技术与通信技术紧密结合,形成了计算机网络、分布计算机系统等重要的计算机研究与应用领域。 计算机的发展历史内容 第一台 众所周知的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 ENIAC ENIAC 个继电器,18800个电子管,占地170m,重量重达30多吨,耗电150KW,造价48万美元。开机时让周围居民暂时停电。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。 然而,英国在二战期间研制的用于破解密电的电子计算机巨人(Colossus)却要比ENIAC早两年(1943年12 ),巨人计算机是第一部全然电子化的电脑器件,使用了数量庞大的真空管,以纸带作为输入器件,能够执行各种布林逻辑的运算,但仍未具备图灵完全的标准。巨人计算机建造到第9部"马克二号"4,但是其实体器件、设计图样和操作方法,直到1970年代都还是一个谜。后来温斯顿·丘吉尔亲自下达一项销毁命令,将巨人计算机全都拆解成巴掌大小的废铁,巨人计算机才因此在许多计算机历史里都未留下一纸纪录。英国布莱切利园目前展有巨人计算机的重建机种。 折叠编辑本段第一代 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,输入与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。[1] 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。以冯·诺依曼为代表。 折叠编辑本段第二代 晶体管计算机(1957-1964)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。[2] 在20世纪50年代之前第一代,计算机都采用电子管作元件。电子管元件在运行时产生的热量太多,可靠性较差,运算速度不快,价格昂贵,体积庞大,这些都使计算机发展受到限制。于是,晶体管开始被用来作计算机的元件。晶体管不仅能实现电子管的功能,又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用晶体管后,电子线路的结构大大改观,制造高速电子计算机就更容易实现了。 晶体管计算机 晶体管计算机 折叠编辑本段第三代 中小规模集成电路计算机(1964-1971)20世纪60年代中期, 中小规模集成电路计算机 中小规模集成电路计算机 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。[3] 折叠编辑本段第四代 大规模和超大规模集成电路计算机(1971-2016)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"。[4] 折叠编辑本段第五代 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。当历史的车轮不断前行时,我们会面对各种各样的未来计算机。
计算机的发展史
计算机俗称电脑,是一种能高速运算、具有内部存储能力、由程序控制其操作过程,并能自动进行信息处理的设备。简单地说计算机就是一种能快速、高效地对各种信息进行存储和处理的电子设备。
1946年2月,美国宾夕法尼亚大学成功研制了电子数字积分计算机(Electronic Numerical Integrator and Computer, ENIAC),世界上第一台计算机诞生了,这台计算机被命名为ENIAC(Electronic Numerical Integrator And-Calculator)。ENIAC长30.48m,宽1m,占地面积约170㎡,有30个操作台,约相当于10间普通房间的大小,重为30t,耗电量每小时150kW,造价48万美元。同时,它包含了17468个真空管、7200个水晶二极管、70000个电阻器、10000个电容器、1500个继电器、6000多个开关,每秒执行5000次加法或400次乘法,是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。它的内存容量为16KB,运行速度仅有每秒5000次,且可靠性差。它的诞生揭开了人类科技的新纪元,也是人们所称的第四次科技革命(信息革命)的开端。
①计算机的发展历程——大型计算机时代
在计算机的发展过程中,电子器件的变更起到了决定性作用,它是计算机换代的主要标志,机器系统结构方面的改进和计算机软件的发展与计算机的更新换代有紧密的联系。
人们通常根据计算机采用电子元件的不同,将计算机的发展过程划分为电子管、晶体管、集成电路、以及大规模和超大规模集成电路4个阶段,这4个阶段的计算机分别被称为第一代至第四代计算机。在这4个阶段的发展过程中,计算机的体积越来越小,功能越来越强大,价格越来越低,应用也越来越广泛。
⑴第一代计算机(1946-1958年)
主要元件是电子管。内存储器采用水银延迟线,外存储器采用磁鼓、纸带、卡片等,机器的总体结构以运算器为中心。运算速度为每秒几千次到几万次,内存容量仅为1000~4000Byte(字节)。体积庞大,造价昂贵,速度低,存储容量小,可靠性差,不易掌握,维护困难。主要用于军事和科学研究。代表机型为UNIVAC-I。
⑵第二代计算机(1958-1964年)
主要元件是晶体管。大量采用磁芯做内存储器,采用磁盘、磁带等做外存储器,总体结构改为以存储器为中心。运算速度提高到每秒几十万次,内存容量扩大到几十万字节。体积小,重量轻,耗电量少,速度快,可靠性高,工作稳定。应用已扩展到数据处理和事务处理。代表机型为IBM公司的IBM-7094计算机和CDC公司的CDC1604计算机。
⑶第三代计算机(1946-1971年)
主要元件采用小规模集成电路和中规模集成电路。开始采用性能优良的半导体存储器。运算速度提高到每秒几十万次到几百万次。功耗、体积、价格等进一步降低,而速度及可靠性相应提高。主要用于科学计算、数据处理及过程控制。代表机型IBM-360系列。
⑷第四代计算机(1971年至今)
主要元件采用大规模集成电路和超大规模集成电路。主存储器采用集成度很高的半导体存储器。运算速度可达每秒几百万次至上亿次。体积、重量、功耗进一步减小。应用领域不断向社会各个方面渗透。
②计算机发展历程——微型计算机的发展
1971年,世界上第一个4位微处理器4004在Intel公司诞生,标志着计算机进入了微型计算机时代。
微处理器是大规模和超大规模集成电路的产物,以微处理器为核心的微型计算机属于第四代计算机。通常人们以微处理器为标志来划分微型计算机,如286机、386机、486机、Pentium机、Pentium II机、PentiumIII机和Pentium IV机等。因此,微型计算机的发展史实际上就是微处理器的发展史。微处理器一直遵循摩尔(Moore)定律,其性能以平均每18个月提高一倍的高速度发展着。Intel公司的芯片设计与制造工艺一直领导着芯片业的潮流,在宏观上可划分为80X86时代和Pentium时代。
1978年,第一代微型计算机诞生,1982年,第二代微型计算机出世,1985年第三代微型计算机问世,1989年,第四代微型计算机面世,1993年,第五代微型计算机出现,1997年,第六代微型计算机上市,1999年,第七代微型计算机发布呈现在人们面前。
目前,微处理器仍在不断发展之中,性能也在不断提升。
我国计算机技术的发展历程如下:
·1956年,开始研制计算机。
·1958年,研制成功第一台电子管计算机——103机。
·1959年,104机研制成功,这是我国第一台大型通用电子数字计算机。
·1964年,研制成功晶体管计算机。
·1971年,研制成功以集成电路为主要器件的DJS系列机。这一时期,在微型计算机方面,我国研制开发了长城、紫金、联想系列微机。
·1983年,我国第一台亿次巨型计算机——“银河”诞生。
·1992年,10亿次巨型计算机——“银河II”诞生。
·1995年,第一套大规模并行机系统——“曙光”研制成功。
·1997年,每秒130亿浮点运算、全系统内存容量为9.15GB的巨型机——“银河III”研制成功。
·1998年,“曙光2000-I”诞生,其峰值运算速度为每秒200亿次浮点运算。
·1999年,“曙光2000-II”超级服务器问世,其峰值速度达每秒1117亿次,内存高达50GB。
·1999年,“神威”并行计算机研制成功,其技术指标位居世界第48位。
·2001年,中国科学院计算科技研究所成功研制我国第一款通用CPU——“龙芯”芯片。
·2002年,我国第一台拥有完全自主知识产权的“龙腾”服务器诞生。
·2005年,联想并购IBM PC,一跃成为全球第三大PC制造商。
·2008年,我国自主研发制造的百万亿次超级计算机——“曙光5000”获得成功。
·近几年来,我国的高性能计算机和微型计算机的发展更为迅速。
电脑的发展历程是怎样的?
计算机发展一共经历了五代,分别是:第一代机:电子管计算机。使用的软件程序主要为机器语言。第二代机:晶体管作为主要逻辑元件的计算机。软件程序使用了汇编语言且高级程序设计语言诞生。第三代机:由中小规模集成电路组成的计算机。软件程序使用状况是:操作系统和结构化程序设计语言诞生使用。第四代机:由大规模或超大规模集成电路组成的计算。,软件情况为网络操作系统和面向对象程序设计使用了。第五代机:智能化的计算机。
计算机的发展阶段
计算机的发展经历了四个阶段:第一阶段:第一代电子计算机(电子管计算机)第一代电子计算机是从1946年至1958年。它们体积大,运算速度低,存储容量不大,并且价格昂贵,使用也不方便。这一代计算机主要用于科学计算,那个时候只有在重要部门或科学研究部门使用。第二阶段:第二代电子计算机(晶体管计算机)第二代计算机是从1958年到1965年,它们全部采用晶体管作为电子器件,其运算速度比第一代计算机的速度提高了近百倍,体积为原来的几十分之一。在软件方面开始使用计算机算法语言。这一代计算机不仅用于科学计算,还用于数据处理和事务处理及工业控制。第三阶段:第三代电子计算机(中小规模集成电路计算机)第三代计算机是从1965年到1970年。这一时期的主要特征是以中、小规模集成电路为电子器件,并且出现操作系统,使计算机的功能越来越强,应用范围越来越广。它们不仅用于科学计算,还用于文字处理、企业管理、自动控制等领域,出现了计算机技术与通信技术相结合的信息管理系统,可用于生产管理、交通管理、情报检索等领域。第四阶段:第四代电子计算机(大规模和超大规模集成电路计算机)第四代计算机是指从1970年以后采用大规模集成电路和超大规模集成电路为主要电子器件制成的计算机。目前我们所使用的计算机都是第四代电子计算机。
计算机的发展经历了哪几个阶段?
计算机分为下述四个发展阶段第1代:电子管数字机(1946—1958年)硬件方面,逻辑元件采用的是真空电子管,主存储器采用汞延迟线电子管数字计算机、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯;外存储器采用的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般为每秒数千次至数万次)、价格昂贵,但为以后的计算机发展奠定了基础。第2代:晶体管数字机(1958—1964年)硬件方的操作系统、高级语言及其编译程序。应用领域以科学计算和事务处理为主,并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高(一般为每秒数10万次,可高达300万次)、性能比第1代计算机有很大的提高。第3代:集成电路数字机(1964—1970年)硬件方面,逻辑元件采用中、小规模集成电路(MSI、SSI),主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。特点是速度更快(一般为每秒数百万次至数千万次),而且可靠性有了显著提高,价格进一步下降,产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。第4代:大规模集成电路机(1970年至今)硬件方面,逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI)。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。计算机(computer)俗称电脑,是现代一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
计算机的发展经历了哪几个阶段
1、第一代计算机(1946年~1957年) 主要元器件是电子管。 2、第二代计算机(1958年~1964年) 用晶体管代替了电子管。 3、第三代计算机(1965年~1970年) 以中、小规模集成电路取代了晶体管。 4、第四代计算机(1971年至今) 采用大规模集成电路和超大规模集成电路。 5、第五代计算机 智能计算机扩展资料主要特点——1、运算速度快:计算机内部电路组成,可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次,微机也可达每秒亿次以上,使大量复杂的科学计算问题得以解决。2、计算精确度高:科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展,需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标,是与计算机的精确计算分不开的。3、逻辑运算能力强:计算机不仅能进行精确计算,还具有逻辑运算功能,能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来,并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。
计算机的发展经历了哪几个阶段?各阶段的主要特征是什么?
四个发展阶段:
第一个发展阶段:1946-1956年电子管计算机的时代.1946年第一台电子计算机问世美国宾西法尼亚大
学,它由冯·诺依曼设计的.占地170平方 ,150KW.运算速度慢还没有人快.是计算机发展历史上的一个里程碑.(ENIAC)(electronic numerical integator and calculator)全称叫“电子数值积分和计算机”.
第二个发展阶段:1956-1964年晶体管的计算机时代:操作系统.
第三个发展阶段:1964-1970年集成电路与大规模集成电路的计算机时代
(1964-1965)(1965-1970)
第四个发展阶段:1970- 超大规模集成电路的计算机时代.
计算机的发展经历了哪几个阶段
计算机(computer)俗称电脑,是现代一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。那么计算机的发展经历了哪几个阶段?
1、 计算机的发展一共有四个发展阶段:
2、 第一代计算机,特征是采用电子管作为主要元器件。
3、 第二代计算机,特征是采用晶体管作为主要器件。
4、 第三代计算机,特征是半导体中小规模集成电路。
5、 第四代计算机,特征是大规模和超大规模集成电路。
以上的就是关于计算机的发展经历了哪几个阶段的内容介绍了。
计算机发展史经历了哪几个时代?
第一代——电子计算机时代(从1946年第一台计算机研制成功到20世纪50年代后期)。这一时期计算机的主要特点是采用电子管作为基本元件,程序设计使用机器语言或汇编语言;主要用于科学和工程计算;运算速度每秒几千次至几万次。
第二代——晶体管计算机时代(从20世纪50年代中期到20世纪60年代后期)。这一时期计算机主要采用晶体管为基本元件,体积缩小、功耗降低,提高了速度(每秒运算可达几十万次)和可靠性;用磁芯作主存储器,外存储器采用磁盘、磁带等;程序设计采用高级语言,如FORTRAN、COBOL、ALGOL等;在软件方面还出现了操作系统。计算机的应用范围进一步扩大,除进行传统的科学和工程计算外,还应用于数据处理等更广泛的领域。
第三代——集成电路计算机时代(从20世纪60年代中期到20世纪70年代前期)。这一时期的计算机采用集成电路作为基本元件,体积减小,功耗、价格等进一步降低,而速度及可靠性则有更大的提高;用半导体存储代替了磁芯存储器;运算速度每秒可达几十万次到几百万次;在软件方面,操作系统日臻完善。这时计算机设计思想已逐步走向标准化、模块化和系列化,应用范围更加广泛。
第四代——大规模集成电路计算机时代(从20世纪70年代初至今)。这一时期计算机的主要功能器件采用大规模集成电路(LSI);并用集成度更高的半导体芯片作主存储器;运算速度可达每秒百万次至亿次。在系统结构方面,我处理机系统、分布式系统、计算机网络的研究进展迅速;系统软件的发展不仅实现了计算机运行的自动化,而且正在向智能化方向迈进;各种应用软件层出不穷,极大地方便了用户。