⑴ 計算機的發展歷史
計算機的發展歷史
一、第一台計算機的誕生
第一台計算機(ENIAC)於1946年2月,在美國誕生。
ENIAC PC機
耗資 100萬美圓 600美圓
重量 30噸 10kg
佔地 150平方米 0.25平方米
電子器件 1.9萬只電子管 100塊集成電路
運算速度 5000次/秒 500萬次/秒
二、計算機發展歷史
1、第一代計算機(1946~1958)
電子管為基本電子器件;使用機器語言和匯編語言;主要應用於國防和科學計算;運算速度每秒幾千次至幾萬次。
2、第二代計算機(1958~1964)
晶體管為主要器件;軟體上出現了操作系統和演算法語言;運算速度每秒幾萬次至幾十萬次。
3、第三代計算機(1964~1971)
普遍採用集成電路;體積縮小;運算速度每秒幾十萬次至幾百萬次。
4、第四代計算機(1971~ )
以大規模集成電路為主要器件;運算速度每秒幾百萬次至上億次。
三、我國計算機發展歷史
從1953年開始研究,到1958年研製出了我國第一台計算機
在1982年我國研製出了運算速度1億次的銀河I、II型等小型系列機。
計算機的歷史
計算機是新技術革命的一支主力,也是推動社會向現代化邁進的活躍因素。計算機科學與技術是第二次世界大戰以來發展最快、影響最為深遠的新興學科之一。計算機產業已在世界范圍內發展成為一種極富生命力的戰略產業。
現代計算機是一種按程序自動進行信息處理的通用工具,它的處理對象是信息,處理結果也是信息。利用計算機解決科學計算、工程設計、經營管理、過程式控制制或人工智慧等各種問題的方法,都是按照一定的演算法進行的。這種演算法是定義精確的一系列規則,它指出怎樣以給定的輸入信息經過有限的步驟產生所需要的輸出信息。
信息處理的一般過程,是計算機使用者針對待解抉的問題,事先編製程序並存入計算機內,然後利用存儲程序指揮、控制計算機自動進行各種基本操作,直至獲得預期的處理結果。計算機自動工作的基礎在於這種存儲程序方式,其通用性的基礎則在於利用計算機進行信息處理的共性方法。
計算機的歷史
現代計算機的誕生和發展 現代計算機問世之前,計算機的發展經歷了機械式計算機、機電式計算機和萌芽期的電子計算機三個階段。
早在17世紀,歐洲一批數學家就已開始設計和製造以數字形式進行基本運算的數字計算機。1642年,法國數學家帕斯卡採用與鍾表類似的齒輪傳動裝置,製成了最早的十進制加法器。1678年,德國數學家萊布尼茲製成的計算機,進一步解決了十進制數的乘、除運算。
英國數學家巴貝奇在1822年製作差分機模型時提出一個設想,每次完成一次算術運算將發展為自動完成某個特定的完整運算過程。1884年,巴貝奇設計了一種程序控制的通用分析機。這台分析機雖然已經描繪出有關程序控制方式計算機的雛型,但限於當時的技術條件而未能實現。
巴貝奇的設想提出以後的一百多年期間,電磁學、電工學、電子學不斷取得重大進展,在元件、器件方面接連發明了真空二極體和真空三極體;在系統技術方面,相繼發明了無線電報、電視和雷達……。所有這些成就為現代計算機的發展准備了技術和物質條件。
與此同時,數學、物理也相應地蓬勃發展。到了20世紀30年代,物理學的各個領域經歷著定量化的階段,描述各種物理過程的數學方程,其中有的用經典的分析方法已根難解決。於是,數值分析受到了重視,研究出各種數值積分,數值微分,以及微分方程數值解法,把計算過程歸結為巨量的基本運算,從而奠定了現代計算機的數值演算法基礎。
社會上對先進計算工具多方面迫切的需要,是促使現代計算機誕生的根本動力。20世紀以後,各個科學領域和技術部門的計算困難堆積如山,已經阻礙了學科的繼續發展。特別是第二次世界大戰爆發前後,軍事科學技術對高速計算工具的需要尤為迫切。在此期間,德國、美國、英國部在進行計算機的開拓工作,幾乎同時開始了機電式計算機和電子計算機的研究。
德國的朱賽最先採用電氣元件製造計算機。他在1941年製成的全自動繼電器計算機Z-3,已具備浮點記數、二進制運算、數字存儲地址的指令形式等現代計算機的特徵。在美國,1940~1947年期間也相繼製成了繼電器計算機MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不過,繼電器的開關速度大約為百分之一秒,使計算機的運算速度受到很大限制。
電子計算機的開拓過程,經歷了從製作部件到整機從專用機到通用機、從「外加式程序」到「存儲程序」的演變。1938年,美籍保加利亞學者阿塔納索夫首先製成了電子計算機的運算部件。1943年,英國外交部通信處製成了「巨人」電子計算機。這是一種專用的密碼分析機,在第二次世界大戰中得到了應用。
1946年2月美國賓夕法尼亞大學莫爾學院製成的大型電子數字積分計算機(ENIAC),最初也專門用於火炮彈道計算,後經多次改進而成為能進行各種科學計算的通用計算機。這台完全採用電子線路執行算術運算、邏輯運算和信息存儲的計算機,運算速度比繼電器計算機快1000倍。這就是人們常常提到的世界上第一台電子計算機。但是,這種計算機的程序仍然是外加式的,存儲容量也太小,尚未完全具備現代計算機的主要特徵。
新的重大突破是由數學家馮·諾伊曼領導的設計小組完成的。1945年3月他們發表了一個全新的存儲程序式通用電子計算機方案-電子離散變數自動計算機(EDVAC)。隨後於1946年6月,馮·諾伊曼等人提出了更為完善的設計報告《電子計算機裝置邏輯結構初探》。同年7~8月間,他們又在莫爾學院為美國和英國二十多個機構的專家講授了專門課程《電子計算機設計的理論和技術》,推動了存儲程序式計算機的設計與製造。
1949年,英國劍橋大學數學實驗室率先製成電子離散時序自動計算機(EDSAC);美國則於1950年製成了東部標准自動計算機(SFAC)等。至此,電子計算機發展的萌芽時期遂告結束,開始了現代計算機的發展時期。
在創制數字計算機的同時,還研製了另一類重要的計算工具--模擬計算機。物理學家在總結自然規律時,常用數學方程描述某一過程;相反,解數學方程的過程,也有可能採用物理過程模擬方法,對數發明以後,1620年製成的計算尺,己把乘法、除法化為加法、減法進行計算。麥克斯韋巧妙地把積分(面積)的計算轉變為長度的測量,於1855年製成了積分儀。
19世紀數學物理的另一項重大成就--傅里葉分析,對模擬機的發展起到了直接的推動作用。19世紀後期和20世紀前期,相繼製成了多種計算傅里葉系數的分析機和解微分方程的微分分析機等。但是當試圖推廣微分分析機解偏微分方程和用模擬機解決一般科學計算問題時,人們逐漸認識到模擬機在通用性和精確度等方面的局限性,並將主要精力轉向了數字計算機。
電子數字計算機問世以後,模擬計算機仍然繼續有所發展,並且與數字計算機相結合而產生了混合式計算機。模擬機和混合機已發展成為現代計算機的特殊品種,即用在特定領域的高效信息處理工具或模擬工具。
20世紀中期以來,計算機一直處於高速度發展時期,計算機由僅包含硬體發展到包含硬體、軟體和固件三類子系統的計算機系統。計算機系統的性能-價格比,平均每10年提高兩個數量級。計算機種類也一再分化,發展成微型計算機、小型計算機、通用計算機(包括巨型、大型和中型計算機),以及各種專用機(如各種控制計算機、模擬-數字混合計算機)等。
計算機器件從電子管到晶體管,再從分立元件到集成電路以至微處理器,促使計算機的發展出現了三次飛躍。
在電子管計算機時期(1946~1959),計算機主要用於科學計算。主存儲器是決定計算機技術面貌的主要因素。當時,主存儲器有水銀延遲線存儲器、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓和磁心存儲器等類型,通常按此對計算機進行分類。
到了晶體管計算機時期(1959~1964),主存儲器均採用磁心存儲器,磁鼓和磁碟開始用作主要的輔助存儲器。不僅科學計算用計算機繼續發展,而且中、小型計算機,特別是廉價的小型數據處理用計算機開始大量生產。
1964年,在集成電路計算機發展的同時,計算機也進入了產品系列化的發展時期。半導體存儲器逐步取代了磁心存儲器的主存儲器地位,磁碟成了不可缺少的輔助存儲器,並且開始普遍採用虛擬存儲技術。隨著各種半導體只讀存儲器和可改寫的只讀存儲器的迅速發展,以及微程序技術的發展和應用,計算機系統中開始出現固件子系統。
20世紀70年代以後,計算機用集成電路的集成度迅速從中小規模發展到大規模、超大規模的水平,微處理器和微型計算機應運而生,各類計算機的性能迅速提高。隨著字長4位、8位、16位、32位和64位的微型計算機相繼問世和廣泛應用,對小型計算機、通用計算機和專用計算機的需求量也相應增長了。
微型計算機在社會上大量應用後,一座辦公樓、一所學校、一個倉庫常常擁有數十台以至數百台計算機。實現它們互連的局部網隨即興起,進一步推動了計算機應用系統從集中式系統向分布式系統的發展。
在電子管計算機時期,一些計算機配置了匯編語言和子程序庫,科學計算用的高級語言FORTRAN初露頭角。在晶體管計算機階段,事務處理的COBOL語言、科學計算機用的ALGOL語言,和符號處理用的LISP等高級語言開始進入實用階段。操作系統初步成型,使計算機的使用方式由手工操作改變為自動作業管理。
進入集成電路計算機發展時期以後,在計算機中形成了相當規模的軟體子系統,高級語言種類進一步增加,操作系統日趨完善,具備批量處理、分時處理、實時處理等多種功能。資料庫管理系統、通信處理程序、網路軟體等也不斷增添到軟體子系統中。軟體子系統的功能不斷增強,明顯地改變了計算機的使用屬性,使用效率顯著提高。
在現代計算機中,外圍設備的價值一般已超過計算機硬體子系統的一半以上,其技術水平在很大程度上決定著計算機的技術面貌。外圍設備技術的綜合性很強,既依賴於電子學、機械學、光學、磁學等多門學科知識的綜合,又取決於精密機械工藝、電氣和電子加工工藝以及計量的技術和工藝水平等。
外圍設備包括輔助存儲器和輸入輸出設備兩大類。輔助存儲器包括磁碟、磁鼓、磁帶、激光存儲器、海量存儲器和縮微存儲器等;輸入輸出設備又分為輸入、輸出、轉換、、模式信息處理設備和終端設備。在這些品種繁多的設備中,對計算機技術面貌影響最大的是磁碟、終端設備、模式信息處理設備和轉換設備等。
新一代計算機是把信息採集存儲處理、通信和人工智慧結合在一起的智能計算機系統。它不僅能進行一般信息處理,而且能面向知識處理,具有形式化推理、聯想、學習和解釋的能力,將能幫助人類開拓未知的領域和獲得新的知識。
計算技術在中國的發展 在人類文明發展的歷史上中國曾經在早期計算工具的發明創造方面寫過光輝的一頁。遠在商代,中國就創造了十進制記數方法,領先於世界千餘年。到了周代,發明了當時最先進的計算工具--算籌。這是一種用竹、木或骨製成的顏色不同的小棍。計算每一個數學問題時,通常編出一套歌訣形式的演算法,一邊計算,一邊不斷地重新布棍。中國古代數學家祖沖之,就是用算籌計算出圓周率在3.1415926和3.1415927之間。這一結果比西方早一千年。
珠算盤是中國的又一獨創,也是計算工具發展史上的第一項重大發明。這種輕巧靈活、攜帶方便、與人民生活關系密切的計算工具,最初大約出現於漢朝,到元朝時漸趨成熟。珠算盤不僅對中國經濟的發展起過有益的作用,而且傳到日本、朝鮮、東南亞等地區,經受了歷史的考驗,至今仍在使用。
中國發明創造指南車、水運渾象儀、記里鼓車、提花機等,不僅對自動控制機械的發展有卓越的貢獻,而且對計算工具的演進產生了直接或間接的影響。例如,張衡製作的水運渾象儀,可以自動地與地球運轉同步,後經唐、宋兩代的改進,遂成為世界上最早的天文鍾。
記里鼓車則是世界上最早的自動計數裝置。提花機原理劉計算機程序控制的發展有過間接的影響。中國古代用陽、陰兩爻構成八卦,也對計算技術的發展有過直接的影響。萊布尼茲寫過研究八卦的論文,系統地提出了二進制算術運演算法則。他認為,世界上最早的二進製表示法就是中國的八卦。
經過漫長的沉寂,新中國成立後,中國計算技術邁入了新的發展時期,先後建立了研究機構,在高等院校建立了計算技術與裝置專業和計算數學專業,並且著手創建中國計算機製造業。
1958年和1959年,中國先後製成第一台小型和大型電子管計算機。60年代中期,中國研製成功一批晶體管計算機,並配製了ALGOL等語言的編譯程序和其他系統軟體。60年代後期,中國開始研究集成電路計算機。70年代,中國已批量生產小型集成電路計算機。80年代以後,中國開始重點研製微型計算機系統並推廣應用;在大型計算機、特別是巨型計算機技術方面也取得了重要進展;建立了計算機服務業,逐步健全了計算機產業結構。
在計算機科學與技術的研究方面,中國在有限元計算方法、數學定理的機器證明、漢字信息處理、計算機系統結構和軟體等方面都有所建樹。在計算機應用方面,中國在科學計算與工程設計領域取得了顯著成就。在有關經營管理和過程式控制制等方面,計算機應用研究和實踐也日益活躍。
計算機科學與技術
計算機科學與技術是一門實用性很強、發展極其迅速的面向廣大社會的技術學科,它建立在數學、電子學 (特別是微電子學)、磁學、光學、精密機械等多門學科的基礎之上。但是,它並不是簡單地應用某些學科的知識,而是經過高度綜合形成一整套有關信息表示、變換、存儲、處理、控制和利用的理論、方法和技術。
計算機科學是研究計算機及其周圍各種現象與規模的科學,主要包括理論計算機科學、計算機系統結構、軟體和人工智慧等。計算機技術則泛指計算機領域中所應用的技術方法和技術手段,包括計算機的系統技術、軟體技術、部件技術、器件技術和組裝技術等。計算機科學與技術包括五個分支學科,即理論計算機科學、計算機系統結構、計算機組織與實現、計算機軟體和計算機應用。
理論計算機學 是研究計算機基本理論的學科。在幾千年的數學發展中,人們研究了各式各樣的計算,創立了許多演算法。但是,以計算或演算法本身的性質為研究對象的數學理論,卻是在20世紀30年代才發展起來的。
當時,由幾位數理邏輯學者建立的演算法理論,即可計算性理論或稱遞歸函數論,對20世紀40年代現代計算機設計思想的形成產生過影響。此後,關於現實計算機及其程序的數學模型性質的研究,以及計算復雜性的研究等不斷有所發展。
理論計算機科學包括自動機論、形式語言理論、程序理論、演算法分析,以及計算復雜性理論等。自動機是現實自動計算機的數學模型,或者說是現實計算機程序的模型,自動機理論的任務就在於研究這種抽象機器的模型;程序設計語言是一種形式語言,形式語言理論根據語言表達能力的強弱分為O~3型語言,與圖靈機等四類自動機逐一對應;程序理論是研究程序邏輯、程序復雜性、程序正確性證明、程序驗證、程序綜合、形式語言學,以及程序設計方法的理論基礎;演算法分析研究各種特定演算法的性質。計算復雜性理論研究演算法復雜性的一般性質。
計算機系統結構 程序設計者所見的計算機屬性,著重於計算機的概念結構和功能特性,硬體、軟體和固件子系統的功能分配及其界面的確定。使用高級語言的程序設計者所見到的計算機屬性,主要是軟體子系統和固件子系統的屬性,包括程序語言以及操作系統、資料庫管理系統、網路軟體等的用戶界面。使用機器語言的程序設計者所見到的計算機屬性,則是硬體子系統的概念結構(硬體子系統結構)及其功能特性,包括指令系統(機器語言),以及寄存器定義、中斷機構、輸入輸出方式、機器工作狀態等。
硬體子系統的典型結構是馮·諾伊曼結構,它由運算器控制器、存儲器和輸入、輸出設備組成,採用「指令驅動」方式。當初,它是為解非線性、微分方程而設計的,並未預見到高級語言、操作系統等的出現,以及適應其他應用環境的特殊要求。在相當長的一段時間內,軟體子系統都是以這種馮·諾伊曼結構為基礎而發展的。但是,其間不相適應的情況逐漸暴露出來,從而推動了計算機系統結構的變革。
計算機組織與實現 是研究組成計算機的功能、部件間的相互連接和相互作用,以及有關計算機實現的技術,均屬於計算機組織與實現的任務。
在計算機系統結構確定分配給硬子系統的功能及其概念結構之後,計算機組織的任務就是研究各組成部分的內部構造和相互聯系,以實現機器指令級的各種功能和特性。這種相互聯系包括各功能部件的布置、相互連接和相互作用。
隨著計算機功能的擴展和性能的提高,計算機包含的功能部件也日益增多,其間的互連結構日趨復雜。現代已有三類互連方式,分別以中央處理器、存儲器或通信子系統為中心,與其他部件互連。以通信子系統為中心的組織方式,使計算機技術與通信技術緊密結合,形成了計算機網路、分布計算機系統等重要的計算機研究與應用領域。
計算機的發展歷史內容
第一台
眾所周知的第一台計算機是美國軍方定製,專門為了計算彈道和射擊特性表面而研製的,承擔開發任務的"莫爾小組"由四位科學家和工程師埃克特、莫克利、戈爾斯坦、博克斯組成。1946年這台計算機主要元器件採用的是電子管。該機使用了1500
ENIAC
ENIAC
個繼電器,18800個電子管,佔地170m,重量重達30多噸,耗電150KW,造價48萬美元。開機時讓周圍居民暫時停電。這台計算機每秒能完成5000次加法運算,400次乘法運算,比當時最快的計算工具快300倍,是繼電器計算機的1000倍、手工計算的20萬倍。用今天的標准看,它是那樣的"笨拙"和"低級",其功能遠不如一隻掌上可編程計算器,但它使科學家們從復雜的計算中解脫出來,它的誕生標志著人類進入了一個嶄新的信息革命時代。
然而,英國在二戰期間研製的用於破解密電的電子計算機巨人(Colossus)卻要比ENIAC早兩年(1943年12 ),巨人計算機是第一部全然電子化的電腦器件,使用了數量龐大的真空管,以紙帶作為輸入器件,能夠執行各種布林邏輯的運算,但仍未具備圖靈完全的標准。巨人計算機建造到第9部"馬克二號"4,但是其實體器件、設計圖樣和操作方法,直到1970年代都還是一個謎。後來溫斯頓·丘吉爾親自下達一項銷毀命令,將巨人計算機全都拆解成巴掌大小的廢鐵,巨人計算機才因此在許多計算機歷史里都未留下一紙紀錄。英國布萊切利園目前展有巨人計算機的重建機種。
折疊編輯本段第一代
電子管計算機(1946-1957)這一階段計算機的主要特徵是採用電子管元件作基本器件,用光屏管或汞延時電路作存儲器,輸入與輸出主要採用穿孔卡片或紙帶,體積大、耗電量大、速度慢、存儲容量小、可靠性差、維護困難且價格昂貴。在軟體上,通常使用機器語言或者匯編語言,來編寫應用程序。因此這一時代的計算機主要用於科學計算。[1]
這時的計算機的基本線路是採用電子管結構,程序從人工手編的機器指令程序,過渡到符號語言,第一代電子計算機是計算工具革命性發展的開始,它所採用的二進位制與程序存貯等基本技術思想,奠定了現代電子計算機技術基礎。以馮·諾依曼為代表。
折疊編輯本段第二代
晶體管計算機(1957-1964)20世紀50年代中期,晶體管的出現使計算機生產技術得到了根本性的發展,由晶體管代替電子管作為計算機的基礎器件,用磁芯或磁鼓作存儲器,在整體性能上,比第一代計算機有了很大的提高。同時程序語言也相應的出現了,如Fortran,Cobol,Algo160等計算機高級語言。晶體管計算機被用於科學計算的同時,也開始在數據處理、過程式控制制方面得到應用。[2]
在20世紀50年代之前第一代,計算機都採用電子管作元件。電子管元件在運行時產生的熱量太多,可靠性較差,運算速度不快,價格昂貴,體積龐大,這些都使計算機發展受到限制。於是,晶體管開始被用來作計算機的元件。晶體管不僅能實現電子管的功能,又具有尺寸小、重量輕、壽命長、效率高、發熱少、功耗低等優點。使用晶體管後,電子線路的結構大大改觀,製造高速電子計算機就更容易實現了。
晶體管計算機
晶體管計算機
折疊編輯本段第三代
中小規模集成電路計算機(1964-1971)20世紀60年代中期,
中小規模集成電路計算機
中小規模集成電路計算機
隨著半導體工藝的發展,成功製造了集成電路。中小規模集成電路成為計算機的主要部件,主存儲器也漸漸過渡到半導體存儲器,使計算機的體積更小,大大降低了計算機計算時的功耗,由於減少了焊點和接插件,進一步提高了計算機的可靠性。在軟體方面,有了標准化的程序設計語言和人機會話式的Basic語言,其應用領域也進一步擴大。[3]
折疊編輯本段第四代
大規模和超大規模集成電路計算機(1971-2016)隨著大規模集成電路的成功製作並用於計算機硬體生產過程,計算機的體積進一步縮小,性能進一步提高。集成更高的大容量半導體存儲器作為內存儲器,發展了並行技術和多機系統,出現了精簡指令集計算機(RISC),軟體系統工程化、理論化,程序設計自動化。微型計算機在社會上的應用范圍進一步擴大,幾乎所有領域都能看到計算機的"身影"。[4]
折疊編輯本段第五代
第五代計算機指具有人工智慧的新一代計算機,它具有推理、聯想、判斷、決策、學習等功能。計算機的發展將在什麼時候進入第五代?什麼是第五代計算機?對於這樣的問題,已經有一個明確統一的說法了。
IBM發表聲明稱,該公司已經研製出一款能夠模擬人腦神經元、突觸功能以及其他腦功能的微晶元,從而完成計算功能,這是模擬人腦晶元領域所取得的又一大進展。IBM表示,這款微晶元擅長完成模式識別和物體分類等繁瑣任務,而且功耗還遠低於傳統硬體。
值得注意的是,它並非想要用新的晶元取代原有的計算機晶元。IBM在其網站上介紹,傳統的計算機關注語言和分析思考,而神經突觸核心能夠解決感知和形狀識別的問題,它們分別像人類的左腦和右腦一樣;而IBM接下來想要做的,就是讓"左腦"和"右腦"連接起來合作,形成一種新的"整體計算智能"。從這個說法上來看,傳統的晶元擅長大量的符號運算和數字處理,而神經突觸核心的優勢在於多感官和實時感測器數據處理。比如,Modha曾經表示,團隊正在開發一種頭戴設備,能夠幫助盲人感知外部環境;而這一次IBM稱,經過實驗測試,這種晶元可以在錄像片段中檢測人、汽車、卡車和公共汽車,並識別出了它們。這其實就是依靠神經突觸核心來完成的。
但有一點可以肯定,在現在的智能社會中,計算機、網路、通信技術會三位一體化。新世紀的計算機將把人從重復、枯燥的信息處理中解脫出來,從而改變我們的工作、生活和學習方式,給人類和社會拓展了更大的生存和發展空間。當歷史的車輪不斷前行時,我們會面對各種各樣的未來計算機。
⑵ 計算機發展歷史
計算機有四代。
1、第1代:電子管數字機(1946—1958年)
2、第2代:晶體管數字機(1958—1964年)
3、第3代:集成電路數字機(1964—1970年)
4、第4代:大規模集成電路機(1970年至今)
4、計算機俗稱電腦,是現代一種用於高速計算的電子計算機器,可以進行數值計算,又可以進行邏輯計算,還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行,自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。
5、由硬體系統和軟體系統所組成,沒有安裝任何軟體的計算機稱為裸機。可分為超級計算機、工業控制計算機、網路計算機、個人計算機、嵌入式計算機五類,較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。
(2)計算機有多少年的歷史擴展閱讀:
主要特點
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、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。
7、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。
⑶ 電腦有多少年歷史
1946年2月14日,世界上第一台電腦ENIAC在美國賓夕法尼亞大學誕生,這樣算來,到現在有62年了吧!
⑷ 電腦有多少年的歷史
如果從1946年第一台計算機來算的話,有62年
個人電腦的話,應該從1981年算,有27年了。
⑸ 計算機的歷史是
計算機發展史是介紹計算機發展的歷史。計算機發展歷史可分為1854年-1890年、1890年-20世紀早期、20世紀中期、20世紀晚期-現在,四個階段。
1666年,在英國Samuel Morland發明了一部可以計算加數及減數的機械計數機。 1673年,Gottfried Leibniz 製造了一部踏式(stepped)圓柱形轉輪的計數機,叫「Stepped Reckoner」,這部計算器可以把重復的數字相乘,並自動地加入加數器里。 1694年,德國數學家,Gottfried Leibniz ,把巴斯卡的Pascalene 改良,製造了一部可以計算乘數的機器,它仍然是用齒輪及刻度盤操作。 1773年,Philipp-Matthaus 製造及賣出了少量精確至12位的計算機器。 1775年,The third Earl of Stanhope 發明了一部與Leibniz相似的乘法計算器。 1786年,J.H.Mueller 設計了一部差分機,可惜沒有撥款去製造。 1801年,Joseph-Marie Jacquard 的織布機是用連接按序的打孔卡控制編織的樣式。 1854年,George Boole 出版 "An Investigation of the Laws of Thought」,是講述符號及邏輯理由,它後來成為計算機設計的基本概念。1858年,一條電報線第一次跨越大西洋,並且提供了幾日的服務。 1861年,一條跨越大陸的電報線把大西洋和太平洋沿岸連接起來。 1876年,Alexander Graham Bell 發明了電話並取得專利權。 1876至1878年,Baron Kelvin 製造了一部泛音分析機及潮汐預測機。 1882年,William S. Burroughs 辭去在銀行文員的工作,並專注於加數器的發明。 1889年,Herman Hollerith 的電動製表機在比賽中有出色的表現,並被用於 1890 中的人口調查。Herman Hollerith 採用了Jacquard 織布機的概念用來計算,他用咭貯存資料,然後注入機器內編譯結果。這機器使本來需要十年時間才能得到的人口調查結果,在短短六星期內做到。 1893年,第一部四功能計算器被發明。 1895年,Guglielmo Marconi 傳送廣播訊號。 1896年,Hollerith 成立製表機器公司(Tabulating Machine Company)。 1901年,打孔鍵出現,之後的半個世紀只有很少的改變。 1904年,John A.Fleming 取得真空二極體的專利權,為無線電通訊建立基礎。 1906年,Lee de Foredt 加了一個第三活門在Felming 的二極體, 創制了三電極真空管。 1907年,唱片音樂在紐約組成第一間正式的電台。 1908年,英國科學家 Campbell Swinton 講述了電子掃描方法及預示用陰極射線管製造電視。 1911年,Hollerith 的表機公司與其它兩間公司合並,組成 Computer Tabulating Recording Company (C-T-R),製表及錄制公司。但在1924年,改名為International Business Machine Corporation (IBM)。 1911年,荷蘭物理學家 Kamerlingh Onnes 在 Leiden Unversity 發現超導電。 1931年,Vannever Bush 發明了一部可以解決差分程序的計數機,這機器可以解決一些令數學家,科學家頭痛的復雜差分程序。 1935年,IBM (International Business Machine Corporation) 引入 "IBM 601」,它是一部有算術部件及可在1秒鍾內計算乘數的穿孔咭機器。它對科學及商業的計算起很大的作用。總共製造了1500 部。 1937年,Alan Turing 想出了一個 "通用機器(Universal Machine)」 的概念,可以執行任何的演算法,形成了一個"可計算(computability)」的基本概念。Turing 的概念比其它同類型的發明為好,因為他用了符號處理(symbol processing) 的概念。 1939年11月,John Vincent Atannsoff 與 John Berry 製造了一部16位加數器。它是第一部用真空管計算的機器。 1939年,Zuse 與 Schreyer 開鈶製造了"V2」﹝後來叫Z2﹞,這機器沿用 Z1的機械貯存器,加上一個用斷電器邏輯(Relay Logic)的新算術部件。但當 Zuse完成草稿後,這計劃被中斷一年。 1939-40年,Schreyer 完成了用真空管的10位加數器,以及用氖氣燈(霓虹燈)的存貯器。 1940年1月,在 Bell Labs,Samuel Williams 及Stibitz 完成了一部可以計算復雜數字的機器, 叫「復雜數字計數機(Complex Number Calculator)」,後來改稱為「斷電器計數機型號I (Model I Relay Calculator)」。它用電話開關部份做邏輯部件:145個斷電器,10個橫杠開關。數字用「Plus 3BCD」代表。在同年9月,電傳打字 etype 安裝在一個數學會議里,由New Hampshire 連接去紐約。 1940年,Zuse 終於完成Z2,它比運作得更好,但不是太可靠。 1941年夏季,Atanasoff及Berry完成了一部專為解決聯立線性方程系統(system of simultaneous linear equations) 的計算器,後來叫做"ABC (Atanasoff-Berry Computer)」,它有60個50位的存貯器,以電容器(capacitories)的形式安裝在2個旋轉的鼓上,時鍾速度是60Hz。 1941年2月,Zuse 完成"V3」(後來叫Z3),是第一部操作中可編寫程序的計數機。它亦是用浮點操作,有7個位的指數,14位的尾數,以及一個正負號。存貯器可以貯存64個字,所以需要1400個斷電器。它有多於1200個的算術及控制部件,而程序編寫,輸入,輸出的與 Z1 相同。1943年1月 Howard H. Aiken完成"ASCC Mark I」(自動按序控制計算器 Mark I ,Automatic Sequence -- Controlled Calculator Mark I),亦稱「Haward Mark I」。這部機器有51尺長,重5頓,由 750,000部份合並而成。它有72個累加器,每一個有自己的算術部件,及23位數的寄存器。 1943年12月,Tommy Flowers與他的隊伍,完成第一部「Colossus」,它有2400個真空管用作邏輯部件,5 個紙帶圈讀取器(reader),每個可以每秒工作5000字元。 1943年,由 John Brainered領導,ENIAC開始研究。而 John Mauchly 及J. Presper Eckert負責這計劃的執行。 1946年,第一台電子數字積分計算器(ENIAC)在美國建造完成。 1947年,美國計算器協會(ACM)成立。 1947年,英國完成了第一個存儲真空管O 1948貝爾電話公司研製成半導體。 1949年,英國建造完成"延遲存儲電子自動計算器"(EDSAC) 1950年,"自動化"一詞第一次用於汽車工業。 1951年,美國麻省理工學院製成磁心 1952年,第一台"儲存程序計算器"誕生。 1952年,第一台大型計算機系統IBM701宣布建造完成。 1952年,第一台符號語言翻譯機發明成功。 1954年,第一台半導體計算機由貝爾電話公司研製成功。 1954年,第一台通用數據處理機IBM650誕生。 1955年,第一台利用磁心的大型計算機IBM705建造完成。 1956年,IBM公司推出科學704計算機。 1957年,程序設計語言FORTRAN問世。 1959年,第一台小型科學計算器IBM620研製成功。 1960年,數據處理系統IBM1401研製成功。 1961年,程序設計語言COBOL問世。 1961年,第一台分系統計算機由麻省理工學院設計完成。 1963年,BASIC語言問世。 1964年,第三代計算機IBM360系列製成。 1965年,美國數字設備公司推出第一台小型機PDP-8。 1969年,IBM公司研製成功90列卡片機和系統--3計算機系統。 1970年,IBM系統1370計算機系列製成。 1971年,伊利諾大學設計完成伊利阿克IV巨型計算機。 1971年,第一台微處理機4004由英特爾公司研製成功。 1972年,微處理機基片開始大量生產銷售。 1973年,第一片軟磁碟由IBM公司研製成功。 1975年,ATARI--8800微電腦問世。 1977年,柯莫道爾公司宣稱全組合微電腦PET--2001研製成功。 1977年,TRS--80微電腦誕生。 1977年,蘋果--II型微電腦 1978年,磁泡存儲器第二次用於商用計算機。 1979年,夏普公司宣布製成第一台手提式微電腦。 1982年,微電腦開始普及,大量進入學校和家庭。1984年1月: Apple 的Macintosh發布。基於Motorola68000微處理器。可以定址16M。 1984年8月: MS-DOS 3.0、PC-DOS 3.0、IBM AT發布,採用ISA標准,支持大硬碟和1.2M高密軟碟機。 1984年底: Compaq開始開發IDE介面,可以以更快的速度傳輸數據,並被許多同行採納,後來更進一步的EIDE推出,可以支持到528MB的驅動器。數據傳輸也更快。 1985年: Philips和Sony合作推出CD-ROM驅動器。 1985年: EGA標准推出。 1985年10月17日: 80386 DX推出。時鍾頻率到達33MHz,可定址1GB內存。比286更多的指令。每秒6百萬條指令,集成275000個晶體管。 1985年11月: Microsoft Windows發布。但在其3.0版本之全面沒有得到廣泛的應用。需要DOS的支持,類似蘋果機的操作界面,以致被蘋果控告。訴訟到1997年8月才終止。 1985年12月: MS-DOS 3.2、PC-DOS 3.2。這是第一個支持3.5英寸磁碟的系統。但也只是支持到720KB。到3.3版本時方可支持1.44兆。 1986年1月: Apple 發布較高性能的Macintosh。有四兆內存,和SCSI適配器。 1986年9月: Amstrad Announced發布便宜且功能強大的計算機Amstrad PC 1512。具有CGA圖形適配器、512KB內存、8086處理器20兆硬碟驅動器。採用了滑鼠器和圖形用戶界面,面向家庭設計。 1987: Connection Machine超級計算機發布。採用並行處理,每秒鍾2億次運算。 1987: Microsoft Windows 2.0發布,比第一版要成功,但並沒有多大提高。. 1987: Macintosh II發布,基於Motorola 68020處理器。時鍾16MHz,每秒260萬條指令。有一個SCSI適配器和一個彩色適配器。 1987年4月2日: IBM推出PS/2系統。最初基於8086處理器和老的XT匯流排。後來過渡到80386,開始使用3.5英寸1.44MB軟盤驅動器。引進了微通道技術,這一系列機型取得了巨大成功。出貨量達到200萬台。 1987: IBM發布VGA技術。 1987: IBM發布自己設計的微處理器8514/A。 1987年4月: MS-DOS 3.3、PC-DOS 3.3。隨IBM PS/2一起發布,支持1.44MB驅動器和硬碟分區。可為硬碟分出多個邏輯驅動器。 1987年4月: Microsoft和IBM發布S/2Warp操作系統。但並未取得多大成功。 1987年10月: Compaq DOS (CPQ-DOS) v3.31發布。支持的硬碟分區大於32Mb。 1988: XMS標准建立。 1988: EISA標准建立。 1988年7月到8月: PC-DOS 4.0、MS-DOS 4.0。支持EMS內存。但因為存在BUG,後來又陸續推出4.01a。 1988年9月: IBM PS/20 286發布,基於80286處理器,沒有使用其微通道匯流排。但其他機器繼續使用這一匯流排。 1988年10月: Macintosh Iix發布。基於Motorola 68030處理器。仍使用16 MHz主頻、每秒390萬條指令,支持128M RAM。 1988年11月: MS-DOS 4.01、PC-DOS 4.01發布。 1989: Tim Berners-Lee 創立World Wide Web雛形,他工作於歐洲物理粒子研究所。通過超文本鏈接,新手也可以輕松上網瀏覽。這大大促進了INTERNET的發展。 1989: Phillips和Sony發布CD-I標准。 1989年1月: Macintosh SE/30 發布。基於新型68030處理器。 1989年3月: E-IDE標准確立,可以支持超過528MB的硬碟容量。可達到33.3 MB/s 的傳輸速度。並被許多CD-ROM所採用。 1989年4月10日: 80486 DX發布,集成120萬個晶體管。其後繼型號時鍾頻率達到100MHz。 1989年11月: Sound Blaster Card(音效卡)發布。 1990: SVGA標准確立。 1990年3月: Macintosh Iifx發布,基於68030CPU,主頻40MHz,使用了更快的SCSI介面。 1990年5月22日: 微軟發布Windows 3.0。兼容MS-DOS模式。 1990年10月: Macintosh Classic發布,有支持到256色的顯示適配器。 1990年11月: 第一代MPC (多媒體個人電腦標准)發布。處理器至少80286/12MHz,後來增加到80386SX/16 MHz ,及一個光碟機,至少150 KB/sec的傳輸率。 1991: 發布ISA標准。 1991年5月: Sound Blaster Pro發布。 1991年6月: MS-DOS 5.0、PC-DOS 5.0。為了促進OS/2的發展,Bill Gates說:DOS5.0是DOS終結者,今後將不再花精力於此。該版本突破了640KB的基本內存限制。這個版本也標志著微軟與IBM在DOS上的合作的終結。 1992: Windows NT發布,可定址2G RAM。 1992年4月: Windows 3.1發布。 1992年6月: Sound Blaster 16 ASP發布。 1993年3月22: Pentium發布。集成了300多萬個晶體管。初期工作在60-66MHz。每秒鍾執行1億條指令。 1993年5月: MPC標准2發布。CD-ROM傳輸率要求300KB/sec。在320*240的窗口中每秒播放15幀圖像。 1993年12月: MS-DOS6.0發布,包括一個硬碟壓縮程DoubleSpace,,但一家小公司聲稱,微軟剽竊了其部分技術。於是在後來的DOS6.2中,微軟將其改名為:DriveSpace。後來WIN95中的DOS成為DOS7.0,WIN95OSR2中稱為DOS7.10. 1994年3月7日: Intel 發布90-100 MHz Pentium處理器。 1994年9月: PC-DOS 6.3發布。 1994年10月10日: Intel 發布75 MHz Pentium處理器。 1994: Netscape 1.0 瀏覽器發布。 1995年3月27日: Intel發布120 Mhz的Pentium處理器。 19956月1日: Intel發布133 Mhz的Pentium處理器。 1995年8月23日: Windows '95 發布。大大不同於其以前的版本。完全脫離MS-DOS,但照顧用戶習慣還保留了DOS形式。純32位的多任務操作系統。該版本取得了巨大的成功。 1995年11月1日: Pentium Pro發布。主頻可達200 MHz ,每秒鍾完成4.4億條指令,集成了550萬個晶體管。 1995年12月: Netscape發布其.JavaScript。 1996: Quake、Civilization 2、Command& Conquer - Red Alert等一系列的著名游戲發布。 1996年1月: Netscape Navigator 2.0發布,第一個支持JavaScript的瀏覽器。 1996年1月4日: Intel發布150-166MHz的Pentium處理器,集成了330萬個晶體管。 1996: Windows '95 OSR2發布,修復了部分BUG,擴充了部分功能。 1997: Gr和Theft Auto、Quake 2、Blade Runner等著名游戲發布,3D圖形加速卡大行其道。 1997年1月8日: Intel發布Pentium MMX。對游戲和多媒體功能進行了增強。 1997年4月: IBM的深藍(Deep Blue)計算機,戰勝人類國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫。 1997年5月7日: Intel發布Pentium II,增加了更多的指令和更多CACHE。 1997年6月2日: Intel 發布233 MHz Pentium MMX. 1998年2月: Intel發布333 MHz Pentium II處理器。採用0.25微米技術,提高速度,減少發熱量。 1998年6月25日: Microsoft發布Windows '98,一些人企圖肢解微軟,微軟回擊說這會傷害美國的國家利益。 1999年2月22日: AMD公司發布K6-III 400MHz。有測試說其性能超過Intel P-III 。集成2300萬個晶體管、socket 7結構。 1999年2月26日,Intel公司推出了PentiumⅢ處理器,PentiumⅢ採用了和PentiumⅡ相同的Slot1架構,並增加了擁有70條全新指令的SSE指令集,以增強3D和多媒體的處理能力。最初時鍾頻率在450MHz 以上,匯流排速度在100MHz 以上,採用0.25μm 工藝製造,集成有512KB或以上的二級緩存。 1999年6月23日,AMD公司推出了採用全新架構,名為Athlon的處理器,並且在CPU頻率上第一次超越了Intel公司,從此拉開了精彩激烈的世紀末處理器主頻速度大戰。 1999年9月1日,Nvidia公司推出了GeForce256顯示晶元,並提出了GPU的全新概念。 1999年10月25日,代號為Coppermine(銅礦)的PentiumⅢ處理器發布。採用0.18μm工藝,內部集成了256KB全速L2Cache ,內建2800萬個晶體管。 2月17日,美國微軟公司發布Windows2000。 2000年4月27日,AMD公司發布了「毒龍」(Duron)處理器,開始在低端市場向Intel發起沖擊。 2000年9月14日,微軟正式推出了面向家庭用戶的windows千僖年版本Windows Me,同時這也是微軟最後一個基於DOS的操作系統。 2000年11月12日,微軟宣布推出薄型個人電腦Tablet PC。 2000年11月20日,Intel正式推出了Pentium4處理器。該處理器採用全新的Netburst架構,匯流排頻率達到了400MHz,並且另外增加了144條全新指令,用於提高視頻,音頻等多媒體及3D圖形處理能力。 2001年3月26日,蘋果公司發布Mac OS X操作系統,這是蘋果操作系統自1984年誕生以來首個重大的修正版本 2001年6月19日,Intel推出採用「Tualatin」(圖拉丁)內核的P3和賽揚處理器,這也是Intel首次採用0.13微米工藝。 2001年10月8日,AMD宣布推出Athlon XP 系列處理器,新處理器採用了全新的核心,專業3D Now!指令集和OPGA(有機管腳陣列)封裝,而且採用了「相對性能標示」(PR標稱值)的命名規范,同時該處理器極為優異的性價比使得Intel壓力倍增。 2001年10月25日,微軟推出Windows XP操作系統,比爾.蓋茨宣布:「DOS時代到此結束。」 Windows XP的發布,也推動了身處低潮的全球PC硬體市場。 2002年2月5日,Nvidia發布GeForce 4系列圖形處理晶元,該系列共分為Ti和Mx兩個系列,其中的GeForce4 Ti 4200和GeForce 4 MX 440兩款產品更是成為市場中生命力極強的典範。 2002年5月13日,沉寂多時的老牌顯示晶元製造廠商Matrox正式發布了Parhelia-512(中文名:幻日)顯示晶元,這也是世界上首款512bit GPU。 2002年7月17日,ATI發布了Radeon 9700顯卡,該顯卡採用了代號為R300的顯示核心,並第一次毫無爭議的將Nvidia趕下了3D性能霸主的寶座。 2002年11月18日,Nvidia發布了代號為NV30的GeForce FX顯卡,並在該產品上首次使用了0.13微米製造工藝,由於採用了多項超前技術,因此該顯卡也被稱為一款劃時代的產品。 2003年1月7日,Intel發布全新移動處理規范「迅馳」。 2003年2月10日,AMD發布了Barton核心的Athlon XP處理器,雖然在推出後相當長的一段時間內得不到媒體的認可,但是憑借超高的性價比和優異的超頻能力,最終Barton創造出了一個讓所有DIYer無限懷念的Barton時代。 2003年2月12日,FutureMark正式發布3Dmark 03,但是由此卻引發了一場測試軟體的信任危機。 2005年Intel 開始推廣雙核CPU。 2006年Intel 開始推廣四核CPU。 2007年Intel IDF大會推出震驚世界的2萬億次80核CPU。
⑹ 計算機有怎樣的發展歷程
計算機的發展經歷了哪幾個階段?各階段的主要特徵是什麼?
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米可達噠
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一共有四個發展階段:
第一個發展階段是電子
管計算機的時代,在1946年到1956年。1946年第一台電子計算機問世美國賓西法尼亞大 學,它由馮·諾依曼設計的.佔地170平方 ,150KW.運算速度慢還沒有人快,是計算機發展歷史上的一個里程碑。
第二個發展階段是晶體管的計算機時代,在1956年到1964年。
第三個發展階段是集成電路與大規模集成電路的計算機時代,在1964年到1970年。
第四個發展階段是超大規模集成電路的計算機時代,是1970年至今
⑺ 計算機的發展歷史整理
計算機(computer)俗稱電腦,是現代一種用於高速計算的電子計算機器,可以進行數值計算,又可以進行邏輯計算,還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行,自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。下面給大家帶來一些關於計算機的發展歷史,希望對大家有所幫助。
一.發展歷史
計算工具的演化經歷了由簡單到復雜、從低級到高級的不同階段,例如從「結繩記事」中的繩結到算籌、算盤計算尺、機械計算機等。它們在不同的歷史時期發揮了各自的歷史作用,同時也啟發了現代電子計算機的研製思想。
1889年,美國科學家赫爾曼·何樂禮研製出以電力為基礎的電動製表機,用以儲存計算資料。
1930年,美國科學家范內瓦·布希造出世界上首台模擬電子計算機。
1946年2月14日,由美國軍方定製的世界上第一台電子計算機「電子數字積分計算機」(ENIAC Electronic Numerical And Calculator)在美國賓夕法尼亞大學問世了。ENIAC(中文名:埃尼阿克)是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道需要而研製成的,這台計算器使用了17840支電子管,大小為80英尺×8英尺,重達28t(噸),功耗為170kW,其運算速度為每秒5000次的加法運算,造價約為487000美元。ENIAC的問世具有劃時代的意義,表明電子計算機時代的到來。在以後60多年裡,計算機技術以驚人的速度發展,沒有任何一門技術的性能價格比能在30年內增長6個數量級。
第1代:電子管數字機(1946—1958年)
硬體方面,邏輯元件採用的是真空電子管,主存儲器採用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯;外存儲器採用的是磁帶。軟體方面採用的是機器語言、匯編語言。應用領域以軍事和科學計算為主。
缺點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般為每秒數千次至數萬次)、價格昂貴,但為以後的計算機發展奠定了基礎。
第2代:晶體管數字機(1958—1964年)
軟體方面的 操作系統 、高級語言及其編譯程序應用領域以科學計算和事務處理為主,並開始進入工業控制領域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高(一般為每秒數10萬次,可高達300萬次)、性能比第1代計算機有很大的提高。
第3代:集成電路數字機(1964—1970年)
硬體方面,邏輯元件採用中、小規模集成電路(MSI、SSI),主存儲器仍採用磁芯。軟體方面出現了分時操作系統以及結構化、規模化程序設計 方法 。特點是速度更快(一般為每秒數百萬次至數千萬次),而且可靠性有了顯著提高,價格進一步下降,產品走向了通用化、系列化和標准化等。應用領域開始進入文字處理和圖形圖像處理領域。
第4代:大規模集成電路計算機(1970年至今)
硬體方面,邏輯元件採用大規模和超大規模集成電路(LSI和VLSI)。軟體方面出現了資料庫管理系統、網路管理系統和面向對象語言等。1971年世界上第一台微處理器在美國矽谷誕生,開創了微型計算機的新時代。應用領域從科學計算、事務管理、過程式控制制逐步走向家庭。
由於集成技術的發展,半導體晶元的集成度更高,每塊晶元可容納數萬乃至數百萬個晶體管,並且可以把運算器和控制器都集中在一個晶元上、從而出現了微處理器,並且可以用微處理器和大規模、超大規模集成電路組裝成微型計算機,就是我們常說的微電腦或PC機。微型計算機體積小,價格便宜,使用方便,但它的功能和運算速度已經達到甚至超過了過去的大型計算機。另一方面,利用大規模、超大規模集成電路製造的各種邏輯晶元,已經製成了體積並不很大,但運算速度可達一億甚至幾十億次的巨型計算機。我國繼1983年研製成功每秒運算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機以後,又於1993年研製成功每秒運算十億次的銀河Ⅱ型通用並行巨型計算機。這一時期還產生了新一代的程序設計語言以及資料庫管理系統和網路軟體等。
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)。
二.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 。
三.主要分類
超級計算機
通常是指由數百數千甚至更多的處理器(機)組成的、能計算普通PC機和伺服器不能完成的大型復雜課題的計算機。超級計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機,是國家科技發展水平和綜合國力的重要標志。超級計算機擁有最強的並行計算能力,主要用於科學計算。在氣象、軍事、能源、航天、探礦等領域承擔大規模、高速度的計算任務。在結構上,雖然超級計算機和伺服器都可能是多處理器系統,二者並無實質區別,但是現代超級計算機較多採用集群系統,更注重浮點運算的性能,可看著是一種專注於科學計算的高性能伺服器,而且價格非常昂貴。
網路計算機
1、伺服器
專指某些高性能計算機,能通過網路,對外提供服務。相對於普通電腦來說,穩定性、安全性、性能等方面都要求更高,因此在CPU、晶元組、內存、磁碟系統、網路等硬體和普通電腦有所不同。伺服器是網路的節點,存儲、處理網路上80%的數據、信息,在網路中起到舉足輕重的作用。它們是為客戶端計算機提供各種服務的高性能的計算機,其高性能主要表高速度的運算能力、長時間的可靠運行、強大的外部數據吞吐能力等方面。伺服器的構成與普通電腦類似,也有處理器、硬碟、內存、系統匯流排等,但因為它是針對具體的網路應用特別制定的,因而伺服器與微機在處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在差異很大。伺服器主要有網路伺服器(DNS、DHCP)、列印伺服器、終端伺服器、磁碟伺服器、郵件伺服器、文件伺服器等。
2、工作站
是一種以個人計算機和分布式網路計算為基礎,主要面向專業應用領域,具備強大的數據運算與圖形、圖像處理能力,為滿足工程設計、動畫製作、科學研究、軟體開發、金融管理、信息服務、模擬模擬等專業領域而設計開發的高性能計算機。工作站最突出的特點是具有很強的圖形交換能力,因此在圖形圖像領域特別是計算機輔助設計領域得到了迅速應用。典型產品有美國Sun公司的Sun系列工作站。
無盤工作站是指無軟盤、無硬碟、無光碟機連入區域網的計算機。在網路系統中,把工作站端使用的操作系統和應用軟體被全部放在伺服器上,系統管理員只要完成伺服器上的管理和維護,軟體的升級和安裝也只需要配置一次後,則整個網路中的所有計算機就都可以使用新軟體。所以無盤工作站具有節省費用、系統的安全性高、易管理性和易維護性等優點,這對網路管理員來說具有很大的吸引力。
無盤工作站的工作原理是由網卡的啟動晶元(Boot ROM)以不同的形式向伺服器發出啟動請求號,伺服器收到後,根據不同的機制,向工作站發送啟動數據,工作站下載完啟動數據後,系統控制權由Boot ROM轉到內存中的某些特定區域,並引導操作系統。
根據不同的啟動機制,比較常用無盤工作站可分為RPL 和PXE。RPL 為Remote Initial Program Load 的縮寫,此技術常用於Windows95 中。PXE 是RPL 的升級品,它是Preboot Execution Environment的縮寫。兩者不同之處在於RPL 是靜態路由,而PXE 是動態路由,其通信協議採用TCP/IP,實現了與Internet 連接高效而可靠,它常用於Windows98、Windows NT、Windows2000、Windows XP中 。
3、集線器
集線器(HUB)是一種共享介質的網路設備,它的作用可以簡單的理解為將一些機器連接起來組成一個區域網,HUB 本身不能識別目的地址。集線器上的所有埠爭用一個共享信道的寬頻,因此隨著網路節點數量的增加,數據傳輸量的增大,每節點的可用帶寬將隨之減少。另外,集線器採用廣播的形式傳輸數據,即向所有埠傳送數據。如當同一區域網內的A 主機給B 主機傳輸數據時,數據包在以HUB 為架構的網路上是以廣播方式傳輸的,對網路上所有節點同時發送同一信息,然後再由每一台終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收。其實接收數據的一般來說只有一個終端節點,而對所有節點都發送,在這種方式下,很容易造成網路堵塞,而且絕大部分數據流量是無效的,這樣就造成整個網路數據傳輸效率相當低。另一方面由於所發送的數據包每個節點都能偵聽到,容易給網路帶來一些不安全隱患。
4、交換機
交換機(Switch)是按照通信兩端傳輸信息的需要,用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備,它是集線器的升級換代產品,外觀上與集線器非常相似,其作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區別:集線器採用的是共享帶寬的工作方式,而交換機採用的是獨享帶寬方式。即交換機上的所有埠均有獨享的信道帶寬,以保證每個埠上數據的快速有效傳輸,交換機為用戶提供的是獨占的、點對點的連接,數據包只被發送到目的埠,而不會向所有埠發送, 其它 節點很難偵聽到所發送的信息,這樣在機器很多或數據量很大時,不容易造成網路堵塞,也確保了數據傳輸安全,同時大大的提高了傳輸效率,兩者的差別就比較明顯了。
5、路由器
路由器(Router)是一種負責尋徑的網路設備,它在互聯網路中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網路路徑提供給用戶通信。路由器用於連接多個邏輯上分開的網路,為用戶提供最佳的通信路徑,路由器利用路由表為數據傳輸選擇路徑,路由表包含網路地址以及各地址之間距離的清單,路由器利用路由表查找數據包從當前位置到目的地址的正確路徑,路由器使用最少時間演算法或最優路徑演算法來調整信息傳遞的路徑。路由器是產生於交換機之後,就像交換機產生於集線器之後,所以路由器與交換機也有一定聯系,並不是完全獨立的兩種設備。路由器主要克服了交換機不能向路由轉發數據包的不足。
交換機、路由器是一台特殊的網路計算機,它的硬體基礎CPU、存儲器和介面,軟體基礎是網路互聯操作系統IOS。
交換機、路由器和PC機一樣,有中央處理單元CPU,而且不同的交換機、路由器,其CPU一般也不相同,CPU是交換機、路由器的處理中心。
內存是交換機、路由器存儲信息和數據的地方,CISCO交換機、路由器有以下幾種內存組件:
ROM(Read Only Memory)存儲交換機、路由器加電自檢(POST:Power-On Self-Test)、啟動程序(Bootstrap Program)和部分或全部的IOS。交換機、路由器中的ROM是可擦寫的,所以IOS是可以升級的。
RAM(Random Access Memory)與PC機上的隨機存儲器相似,提供臨時信息的存儲,同時保存著當前的路由表和配置信息。
NVRAM(Nonvolatile Random Access Memory)存儲交換機、路由器的啟動配置文件。NVRAM是可擦寫的,可將交換機、路由器的配置信息拷貝到NVRAM中。
FLASH快閃記憶體,是可擦寫的,也可編程,用於存儲CISCO IOS的其它版本,用於對交換機、路由器的IOS進行升級。
介面用作將交換機、路由器連接到網路,可以分為區域網介面和廣域網介面兩種。由於交換機、路由器型號的不同,介面數目和類型也不盡一樣。常見的介面主要有以下幾種:
高速同步串口,可連接DDN,幀中繼(Frame Relay),X.25,PSTN(模擬電話線路)。
同步/非同步串口,可用軟體將埠設置為同步工作方式。
AUI埠,即粗纜口。一般需要外接轉換器(AUI-RJ45),連接10/100Base-T乙太網絡。
ISDN埠,可以連接ISDN網路(2B+D),可作為區域網接入Internet 之用。
AUX埠,該埠為非同步埠,主要用於遠程配置,也可用於拔號備份,可與MODEM連接。支持硬體流控制(Hardware Flow Control)。
Console埠,該埠為非同步埠,主要連接終端或運行終端模擬程序的計算機,在本地配置交換機、路由器。不支持硬體流控制。
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