計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教材課件

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)--筱煒制作

計(jì)算機(jī)發(fā)展史簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)--筱煒制作1最早的計(jì)算機(jī)最早的計(jì)算機(jī)2現(xiàn)代科技計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教材課件3未來(lái)科技July10,2015未來(lái)科技July10,20154計(jì)算機(jī)發(fā)展史簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)于1946年問(wèn)世，有人說(shuō)是由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要而產(chǎn)生的，我們認(rèn)為計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的根本動(dòng)力是人們?yōu)閯?chuàng)造更多的物質(zhì)財(cái)富，是為了把人的大腦延伸，讓人的潛力得到更大的發(fā)展。正如汽車的發(fā)明是使人的雙腿延伸一樣，計(jì)算機(jī)的發(fā)明事實(shí)上是對(duì)人腦智力的繼承和延伸。近10年來(lái)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用日益深入到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，如管理、辦公自動(dòng)化等。由于計(jì)算機(jī)的日益向智能化發(fā)展，于是人們干脆把微型計(jì)算機(jī)稱之為“電腦”了。

計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力是人們想發(fā)明一種能進(jìn)行科學(xué)計(jì)算的機(jī)器，因此稱之為計(jì)算機(jī)。它一誕生，就立即成了先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，掀開自工業(yè)革命后的又一場(chǎng)新的科學(xué)技術(shù)革命。

要追溯計(jì)算機(jī)的發(fā)明，可以由中國(guó)古時(shí)開始說(shuō)起，古時(shí)人類發(fā)明算盤去處理一些數(shù)據(jù)，利用撥弄算珠的方法，人們無(wú)需進(jìn)行心算,通過(guò)固定的口訣就可以將答案計(jì)算出來(lái)。這種被稱為“計(jì)算與邏輯運(yùn)算”的運(yùn)作概念傳入西方后，被美國(guó)人加以發(fā)揚(yáng)光大。直到十六世紀(jì),發(fā)明了一部可協(xié)助處理乘數(shù)等較為復(fù)雜數(shù)學(xué)算式的機(jī)械，被稱為“棋盤計(jì)算器”，但這時(shí)期只屬于純計(jì)算的階段,要到十九世紀(jì)才有急速的發(fā)展。計(jì)算機(jī)發(fā)展史簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)于1946年問(wèn)世，有人說(shuō)是由于5計(jì)算機(jī)發(fā)展史第一代電子管計(jì)算機(jī)(1945-1956)第二代晶體管計(jì)算機(jī)(1956-1963)第三代集成電路計(jì)算機(jī)(1964-1971)第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)(1971-現(xiàn)在)計(jì)算機(jī)發(fā)展史第一代電子管計(jì)算機(jī)(1945-1956)第二代晶6作為第四代計(jì)算機(jī)的典型代表——微型計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。微型計(jì)算機(jī)大致經(jīng)歷了四個(gè)階段：

第一階段是1971～1973年，微處理器有4004、4040、8008。1971年Intel公司研制出MCS4微型計(jì)算機(jī)（CPU為4040，四位機(jī)）。后來(lái)又推出以8008為核心的MCS-8型。

第二階段是1973～1977年，微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展和改進(jìn)階段。微處理器有8080、8085、M6800、Z80。初期產(chǎn)品有Intel公司的MCS一80型（CPU為8080，八位機(jī)）。后期有TRS-80型（CPU為Z80）和APPLE-II型（CPU為6502），在八十年代初期曾一度風(fēng)靡世界。

第三階段是1978～1983年，十六位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段，微處理器有8086、808880186、80286、M68000、Z8000。微型計(jì)算機(jī)代表產(chǎn)品是IBM-PC（CPU為8086）。本階段的頂峰產(chǎn)品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC／AT286(1986年)微型計(jì)算機(jī)。作為第四代計(jì)算機(jī)的典型代表——微型計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。微型計(jì)算機(jī)7

第四階段便是從1983年開始為32位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計(jì)算機(jī)是初期產(chǎn)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(nèi)部數(shù)據(jù)通道。由此可見，微型計(jì)算機(jī)的性能主要取決于它的核心器件——微處理器（CPU）的性能。計(jì)算機(jī)的發(fā)明是二十世紀(jì)四十年代的事情，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，它已經(jīng)成為一門復(fù)雜的工程技術(shù)學(xué)科，它的應(yīng)用從國(guó)防、科學(xué)計(jì)算，到家庭辦公、教育娛樂(lè)，無(wú)所不在。它的分類從巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)，到工作站、個(gè)人電腦

，五花八門。但是，無(wú)論怎樣尖端，怎樣高科技，從它誕生之日起，在許多人心目中它就是一部機(jī)器，一部冰冷的高速運(yùn)算的機(jī)器。從ENIAC揭開計(jì)算機(jī)時(shí)代的序幕，到UNIVAC成為迎來(lái)計(jì)算機(jī)時(shí)代的寵兒，不難看出這里發(fā)生了兩個(gè)根本性的變化：一是計(jì)算機(jī)已從實(shí)驗(yàn)室大步走向社會(huì)，正式成為商品交付客戶使用；二是計(jì)算機(jī)已從單純的軍事用途進(jìn)入公眾的數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，真正引起了社會(huì)的強(qiáng)烈反響。第一臺(tái)286誕生，IBM出品，從此PC進(jìn)入了普及年代第四階段便是從1983年開始為32位微型計(jì)算8第一代電子管計(jì)算機(jī)(1945-1956)

在第二次世界大戰(zhàn)中，美國(guó)政府尋求計(jì)算機(jī)以開發(fā)潛在的戰(zhàn)略價(jià)值。這促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的研究與發(fā)展。1944年霍華德.艾肯(1900-1973)研制出全電子計(jì)算器，為美國(guó)海軍繪制彈道圖。這臺(tái)簡(jiǎn)稱MarkI的機(jī)器有半個(gè)足球場(chǎng)大，內(nèi)含500英里的電線，使用電磁信號(hào)來(lái)移動(dòng)機(jī)械部件，速度很慢(3-5秒一次計(jì)算)并且適應(yīng)性很差只用于專門領(lǐng)域，但是，它既可以執(zhí)行基本算術(shù)運(yùn)算也可以運(yùn)算復(fù)雜的等式。1946年2月14日，標(biāo)志現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生的ENIAC(TheElectronicNumericalIntegratorAndComputer)在費(fèi)城公諸于世。ENIAC代表了計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑，它通過(guò)不同部分之間的重新接線編程，還擁有并行計(jì)算能力。ENIAC由美國(guó)政府和賓夕法尼亞大學(xué)合作開發(fā)，使用了18，800個(gè)電子管，70，000個(gè)電阻器，有5百萬(wàn)個(gè)焊接點(diǎn)，耗電160千瓦，其運(yùn)算速度比MarkI快1000倍，ENIAC是第一臺(tái)普通用途計(jì)算機(jī)。40年代中期，馮.諾依曼(1903-1957)參加了賓夕法尼亞大學(xué)的小組，1945年設(shè)計(jì)電子離散可變自動(dòng)計(jì)算機(jī)EDVAC(ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer)，將程序和數(shù)據(jù)以相同的格式一起儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。這使得計(jì)算機(jī)可以在任意點(diǎn)暫停或繼續(xù)工作，機(jī)器結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分是中央處理器，它使計(jì)算機(jī)所有功能通過(guò)單一的資源統(tǒng)一起來(lái)。第一代電子管計(jì)算機(jī)(1945-1956)在第二次世界大91946年，美國(guó)物理學(xué)家莫奇利任總設(shè)計(jì)師，研制成功

世界上第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)ENIAC(圖中左為莫奇利）1946年，美國(guó)物理學(xué)家莫奇利任總設(shè)計(jì)師，研制成功

世界10

第一代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是操作指令是為特定任務(wù)而編制的，每種機(jī)器有各自不同的機(jī)器語(yǔ)言，功能受到限制，速度也慢。另一個(gè)明顯特征是使用真空電子管和磁鼓儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)（ENIAC)長(zhǎng)50英尺，寬30英尺，占地170平方米，重30噸，有1.88萬(wàn)個(gè)電子管，用十進(jìn)制計(jì)算，每秒運(yùn)算5000次，運(yùn)作了九年之久。吃電很兇，據(jù)傳ENIAC每次一開機(jī)，整個(gè)費(fèi)城西區(qū)的電燈都為之黯然失色。第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)（ENIAC)另外，真空管的損耗率相當(dāng)高，幾乎每15分鐘就可能燒掉一支真空管，操作人員須花15分鐘以上的時(shí)間才能找出壞掉的管子，使用上極不方便。曾有人調(diào)侃道：“只要那部機(jī)器可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)五天，而沒(méi)有一只真空管燒掉，發(fā)明人就要額手稱慶了”。第一代計(jì)算機(jī)的核心部件，真空電子管第一代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是操作指令是為特定任務(wù)而編制的，每11第二代晶體管計(jì)算機(jī)(1956-1963)貝爾實(shí)驗(yàn)室使用800只晶體管組裝了世界上第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC

1948年7月1日，美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》曾用8個(gè)句子的篇幅，簡(jiǎn)短地公布貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晶體管的消息。它就像8顆重磅炸彈，在電腦領(lǐng)域引來(lái)一場(chǎng)晶體管革命，電子計(jì)算機(jī)從此將大步跨進(jìn)了第二代的門檻。晶體管的發(fā)明，為半導(dǎo)體和微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了方向。采用晶體管代替電子管成為第二代計(jì)算機(jī)的標(biāo)志。除了科學(xué)計(jì)算，計(jì)算機(jī)也開始被用于企業(yè)商務(wù)。第二代晶體管計(jì)算機(jī)(1956-1963)貝爾實(shí)驗(yàn)室使用80012

1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克萊、巴丁、布拉頓發(fā)明點(diǎn)觸型晶體管；1950年又發(fā)明了面結(jié)型晶體管。相比電子管，晶體管體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、發(fā)熱少、功耗低，電子線路的結(jié)構(gòu)大大改觀，運(yùn)算速度則大幅度提高。

肖克萊（左）、巴?。ㄖ校?、布拉頓（右）于1956年共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)發(fā)明晶體管的肖克萊在加利福尼亞創(chuàng)立了當(dāng)?shù)氐谝患野雽?dǎo)體公司，這一地區(qū)后來(lái)被稱為硅谷1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克萊、巴丁、布拉頓發(fā)明點(diǎn)13

晶體管的發(fā)明大大促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展

，晶體管代替了體積龐大電子管，電子設(shè)備的體積不斷減小。1956年，晶體管在計(jì)算機(jī)中使用

，晶體管和磁芯存儲(chǔ)器導(dǎo)致了第二代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生。第二代計(jì)算機(jī)體積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。

首先使用晶體管技術(shù)的是早期的超級(jí)計(jì)算機(jī)，主要用于原子科學(xué)的大量數(shù)據(jù)處理，這些機(jī)器價(jià)格昂貴，生產(chǎn)數(shù)量極少。1960年，出現(xiàn)了一些成功地用在商業(yè)領(lǐng)域、大學(xué)和政府部門的第二代計(jì)算機(jī)。第二代計(jì)算機(jī)用晶體管代替電子管，還有現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的一些部件:打印機(jī)、磁帶、磁盤、內(nèi)存、操作系統(tǒng)等

。計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的程序使得計(jì)算機(jī)有很好的適應(yīng)性，可以更有效地用于商業(yè)用途。

在這一時(shí)期出現(xiàn)了更高級(jí)的COBOL(CommonBusiness-OrientedLanguage)和FORTRAN(FormulaTranslator)等語(yǔ)言

，以單詞、語(yǔ)句和數(shù)學(xué)公式代替了二進(jìn)制機(jī)器碼，使計(jì)算機(jī)編程更容易。新的職業(yè)，如程序員、分析員和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專家，與整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)由此誕生。

這一時(shí)期的典型機(jī)器：國(guó)外的：IBM7090等。國(guó)內(nèi)的：441B等。晶體管的發(fā)明大大促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展，晶體管代14第三代集成電路計(jì)算機(jī)(1964-1971)

雖然晶體管比起電子管是一個(gè)明顯的進(jìn)步，但晶體管還是產(chǎn)生大量的熱量，這會(huì)損害計(jì)算機(jī)內(nèi)部的敏感部分。1958年發(fā)明了集成電路(IC)，將三種電子元件結(jié)合到一片小小的硅片上。科學(xué)家使更多的元件集成到單一的半導(dǎo)體芯片上

。于是

，計(jì)算機(jī)變得更小，功耗更低，速度更快。這一時(shí)期的發(fā)展還包括使用了操作系統(tǒng)，使得計(jì)算機(jī)在中心程序的控制協(xié)調(diào)下可以同時(shí)運(yùn)行許多不同的程序第三代集成電路計(jì)算機(jī)(1964-1971)15.1964年，美國(guó)IBM公司研制成功第一個(gè)采用集成電路的通用電子計(jì)算機(jī)系列IBM360系統(tǒng)這一時(shí)期的典型機(jī)器：國(guó)外的：IBM-360等。國(guó)內(nèi)的：709等

.1964年，美國(guó)IBM公司研制成功第一個(gè)采用集成電路的通用16第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)(1971-現(xiàn)在)

出現(xiàn)集成電路后

，唯一的發(fā)展方向是擴(kuò)大規(guī)模。大規(guī)模集成電路(LSI)

可以在一個(gè)芯片上容納幾百個(gè)元件。到了80年代，超大規(guī)模集成電路(VLSI)在芯片上容納了幾十萬(wàn)個(gè)元件，后來(lái)的ULSI將數(shù)字?jǐn)U充到百萬(wàn)級(jí)?？梢栽谟矌糯笮〉男酒先菁{如此數(shù)量的元件使得計(jì)算機(jī)的體積和價(jià)格不斷下降，而功能和可靠性不斷增強(qiáng)。基于“半導(dǎo)體”的發(fā)展，到了一九七二年，第一部真正的個(gè)人計(jì)算機(jī)誕生了。所使用的微處理器內(nèi)包含了2,300個(gè)“晶體管”，可以一秒內(nèi)執(zhí)行60,000個(gè)指令，體積也縮小很多。而世界各國(guó)也隨著“半導(dǎo)體”及“晶體管”的發(fā)展去開拓計(jì)算機(jī)史上新的一頁(yè)。70年代中期，計(jì)算機(jī)制造商開始將計(jì)算機(jī)帶給普通消費(fèi)者，這時(shí)的小型機(jī)帶有軟件包，供非專業(yè)人員使用的程序和最受歡迎的字處理和電子表格程序。這一領(lǐng)域的先鋒有Commodore，RadioShack和AppleComputers等。1981年，IBM推出個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)用于家庭、辦公室和學(xué)校。80年代個(gè)人計(jì)算機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)使得價(jià)格不斷下跌，微機(jī)的擁有量不斷增加，計(jì)算機(jī)繼續(xù)縮小體積，從桌上到膝上到掌上。與IBMPC競(jìng)爭(zhēng)的AppleMacintosh系列于1984年推出，Macintosh提供了友好的圖形界面，用戶可以用鼠標(biāo)方便地操作。這一時(shí)期典型機(jī)器：國(guó)外：IBM-370等。國(guó)內(nèi)：銀河等。第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)(1971-現(xiàn)在)出現(xiàn)集成17FACOMM-382計(jì)算機(jī)FACOMM-382計(jì)算機(jī)18計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教材課件19--筱煒制作--筱煒制作20

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計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)--筱煒制作21最早的計(jì)算機(jī)最早的計(jì)算機(jī)22現(xiàn)代科技計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教材課件23未來(lái)科技July10,2015未來(lái)科技July10,201524計(jì)算機(jī)發(fā)展史簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)于1946年問(wèn)世，有人說(shuō)是由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要而產(chǎn)生的，我們認(rèn)為計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的根本動(dòng)力是人們?yōu)閯?chuàng)造更多的物質(zhì)財(cái)富，是為了把人的大腦延伸，讓人的潛力得到更大的發(fā)展。正如汽車的發(fā)明是使人的雙腿延伸一樣，計(jì)算機(jī)的發(fā)明事實(shí)上是對(duì)人腦智力的繼承和延伸。近10年來(lái)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用日益深入到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，如管理、辦公自動(dòng)化等。由于計(jì)算機(jī)的日益向智能化發(fā)展，于是人們干脆把微型計(jì)算機(jī)稱之為“電腦”了。

計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力是人們想發(fā)明一種能進(jìn)行科學(xué)計(jì)算的機(jī)器，因此稱之為計(jì)算機(jī)。它一誕生，就立即成了先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，掀開自工業(yè)革命后的又一場(chǎng)新的科學(xué)技術(shù)革命。

要追溯計(jì)算機(jī)的發(fā)明，可以由中國(guó)古時(shí)開始說(shuō)起，古時(shí)人類發(fā)明算盤去處理一些數(shù)據(jù)，利用撥弄算珠的方法，人們無(wú)需進(jìn)行心算,通過(guò)固定的口訣就可以將答案計(jì)算出來(lái)。這種被稱為“計(jì)算與邏輯運(yùn)算”的運(yùn)作概念傳入西方后，被美國(guó)人加以發(fā)揚(yáng)光大。直到十六世紀(jì),發(fā)明了一部可協(xié)助處理乘數(shù)等較為復(fù)雜數(shù)學(xué)算式的機(jī)械，被稱為“棋盤計(jì)算器”，但這時(shí)期只屬于純計(jì)算的階段,要到十九世紀(jì)才有急速的發(fā)展。計(jì)算機(jī)發(fā)展史簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)于1946年問(wèn)世，有人說(shuō)是由于25計(jì)算機(jī)發(fā)展史第一代電子管計(jì)算機(jī)(1945-1956)第二代晶體管計(jì)算機(jī)(1956-1963)第三代集成電路計(jì)算機(jī)(1964-1971)第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)(1971-現(xiàn)在)計(jì)算機(jī)發(fā)展史第一代電子管計(jì)算機(jī)(1945-1956)第二代晶26作為第四代計(jì)算機(jī)的典型代表——微型計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。微型計(jì)算機(jī)大致經(jīng)歷了四個(gè)階段：

第一階段是1971～1973年，微處理器有4004、4040、8008。1971年Intel公司研制出MCS4微型計(jì)算機(jī)（CPU為4040，四位機(jī)）。后來(lái)又推出以8008為核心的MCS-8型。

第二階段是1973～1977年，微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展和改進(jìn)階段。微處理器有8080、8085、M6800、Z80。初期產(chǎn)品有Intel公司的MCS一80型（CPU為8080，八位機(jī)）。后期有TRS-80型（CPU為Z80）和APPLE-II型（CPU為6502），在八十年代初期曾一度風(fēng)靡世界。

第三階段是1978～1983年，十六位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段，微處理器有8086、808880186、80286、M68000、Z8000。微型計(jì)算機(jī)代表產(chǎn)品是IBM-PC（CPU為8086）。本階段的頂峰產(chǎn)品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC／AT286(1986年)微型計(jì)算機(jī)。作為第四代計(jì)算機(jī)的典型代表——微型計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。微型計(jì)算機(jī)27

第四階段便是從1983年開始為32位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計(jì)算機(jī)是初期產(chǎn)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(nèi)部數(shù)據(jù)通道。由此可見，微型計(jì)算機(jī)的性能主要取決于它的核心器件——微處理器（CPU）的性能。計(jì)算機(jī)的發(fā)明是二十世紀(jì)四十年代的事情，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，它已經(jīng)成為一門復(fù)雜的工程技術(shù)學(xué)科，它的應(yīng)用從國(guó)防、科學(xué)計(jì)算，到家庭辦公、教育娛樂(lè)，無(wú)所不在。它的分類從巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)，到工作站、個(gè)人電腦

，五花八門。但是，無(wú)論怎樣尖端，怎樣高科技，從它誕生之日起，在許多人心目中它就是一部機(jī)器，一部冰冷的高速運(yùn)算的機(jī)器。從ENIAC揭開計(jì)算機(jī)時(shí)代的序幕，到UNIVAC成為迎來(lái)計(jì)算機(jī)時(shí)代的寵兒，不難看出這里發(fā)生了兩個(gè)根本性的變化：一是計(jì)算機(jī)已從實(shí)驗(yàn)室大步走向社會(huì)，正式成為商品交付客戶使用；二是計(jì)算機(jī)已從單純的軍事用途進(jìn)入公眾的數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，真正引起了社會(huì)的強(qiáng)烈反響。第一臺(tái)286誕生，IBM出品，從此PC進(jìn)入了普及年代第四階段便是從1983年開始為32位微型計(jì)算28第一代電子管計(jì)算機(jī)(1945-1956)

在第二次世界大戰(zhàn)中，美國(guó)政府尋求計(jì)算機(jī)以開發(fā)潛在的戰(zhàn)略價(jià)值。這促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的研究與發(fā)展。1944年霍華德.艾肯(1900-1973)研制出全電子計(jì)算器，為美國(guó)海軍繪制彈道圖。這臺(tái)簡(jiǎn)稱MarkI的機(jī)器有半個(gè)足球場(chǎng)大，內(nèi)含500英里的電線，使用電磁信號(hào)來(lái)移動(dòng)機(jī)械部件，速度很慢(3-5秒一次計(jì)算)并且適應(yīng)性很差只用于專門領(lǐng)域，但是，它既可以執(zhí)行基本算術(shù)運(yùn)算也可以運(yùn)算復(fù)雜的等式。1946年2月14日，標(biāo)志現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生的ENIAC(TheElectronicNumericalIntegratorAndComputer)在費(fèi)城公諸于世。ENIAC代表了計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑，它通過(guò)不同部分之間的重新接線編程，還擁有并行計(jì)算能力。ENIAC由美國(guó)政府和賓夕法尼亞大學(xué)合作開發(fā)，使用了18，800個(gè)電子管，70，000個(gè)電阻器，有5百萬(wàn)個(gè)焊接點(diǎn)，耗電160千瓦，其運(yùn)算速度比MarkI快1000倍，ENIAC是第一臺(tái)普通用途計(jì)算機(jī)。40年代中期，馮.諾依曼(1903-1957)參加了賓夕法尼亞大學(xué)的小組，1945年設(shè)計(jì)電子離散可變自動(dòng)計(jì)算機(jī)EDVAC(ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer)，將程序和數(shù)據(jù)以相同的格式一起儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。這使得計(jì)算機(jī)可以在任意點(diǎn)暫?；蚶^續(xù)工作，機(jī)器結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分是中央處理器，它使計(jì)算機(jī)所有功能通過(guò)單一的資源統(tǒng)一起來(lái)。第一代電子管計(jì)算機(jī)(1945-1956)在第二次世界大291946年，美國(guó)物理學(xué)家莫奇利任總設(shè)計(jì)師，研制成功

世界上第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)ENIAC(圖中左為莫奇利）1946年，美國(guó)物理學(xué)家莫奇利任總設(shè)計(jì)師，研制成功

世界30

第一代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是操作指令是為特定任務(wù)而編制的，每種機(jī)器有各自不同的機(jī)器語(yǔ)言，功能受到限制，速度也慢。另一個(gè)明顯特征是使用真空電子管和磁鼓儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)（ENIAC)長(zhǎng)50英尺，寬30英尺，占地170平方米，重30噸，有1.88萬(wàn)個(gè)電子管，用十進(jìn)制計(jì)算，每秒運(yùn)算5000次，運(yùn)作了九年之久。吃電很兇，據(jù)傳ENIAC每次一開機(jī)，整個(gè)費(fèi)城西區(qū)的電燈都為之黯然失色。第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)（ENIAC)另外，真空管的損耗率相當(dāng)高，幾乎每15分鐘就可能燒掉一支真空管，操作人員須花15分鐘以上的時(shí)間才能找出壞掉的管子，使用上極不方便。曾有人調(diào)侃道：“只要那部機(jī)器可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)五天，而沒(méi)有一只真空管燒掉，發(fā)明人就要額手稱慶了”。第一代計(jì)算機(jī)的核心部件，真空電子管第一代計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是操作指令是為特定任務(wù)而編制的，每31第二代晶體管計(jì)算機(jī)(1956-1963)貝爾實(shí)驗(yàn)室使用800只晶體管組裝了世界上第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC

1948年7月1日，美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》曾用8個(gè)句子的篇幅，簡(jiǎn)短地公布貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晶體管的消息。它就像8顆重磅炸彈，在電腦領(lǐng)域引來(lái)一場(chǎng)晶體管革命，電子計(jì)算機(jī)從此將大步跨進(jìn)了第二代的門檻。晶體管的發(fā)明，為半導(dǎo)體和微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明了方向。采用晶體管代替電子管成為第二代計(jì)算機(jī)的標(biāo)志。除了科學(xué)計(jì)算，計(jì)算機(jī)也開始被用于企業(yè)商務(wù)。第二代晶體管計(jì)算機(jī)(1956-1963)貝爾實(shí)驗(yàn)室使用80032

1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克萊、巴丁、布拉頓發(fā)明點(diǎn)觸型晶體管；1950年又發(fā)明了面結(jié)型晶體管。相比電子管，晶體管體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、發(fā)熱少、功耗低，電子線路的結(jié)構(gòu)大大改觀，運(yùn)算速度則大幅度提高。

肖克萊（左）、巴?。ㄖ校?、布拉頓（右）于1956年共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)發(fā)明晶體管的肖克萊在加利福尼亞創(chuàng)立了當(dāng)?shù)氐谝患野雽?dǎo)體公司，這一地區(qū)后來(lái)被稱為硅谷1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克萊、巴丁、布拉頓發(fā)明點(diǎn)33

晶體管的發(fā)明大大促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展

，晶體管代替了體積龐大電子管，電子設(shè)備的體積不斷減小。1956年，晶體管在計(jì)算機(jī)中使用

，晶體管和磁芯存儲(chǔ)器導(dǎo)致了第二代計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生。第二代計(jì)算機(jī)體積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。

首先使用晶體管技術(shù)的是早期的超級(jí)計(jì)算機(jī)，主要用于原子科學(xué)的大量數(shù)據(jù)處理，這些機(jī)器價(jià)格昂貴，生產(chǎn)數(shù)量極少。1960年，出現(xiàn)了一些成功地用在商業(yè)領(lǐng)域、大學(xué)和政府部門的第二代計(jì)算機(jī)。第二代計(jì)算機(jī)用晶體管代替電子管，還有現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的一些部件:打印機(jī)、磁帶、磁盤、內(nèi)存、操作系統(tǒng)等

。計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的程序使得計(jì)算機(jī)有很好的適應(yīng)性，可以更有效地用于商業(yè)用途。

在這一時(shí)期出現(xiàn)了更高級(jí)的COBOL(CommonBusiness-OrientedLanguage)和FORTRAN(FormulaTranslator)等語(yǔ)言

，以單詞、語(yǔ)句和數(shù)學(xué)公式代替了二進(jìn)制機(jī)器碼，使計(jì)算機(jī)編程更容易。新的職業(yè)，如程序員、分析員和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專家，與整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)由此誕生。

這一時(shí)期的典型機(jī)器：國(guó)外的：IBM7090等。國(guó)內(nèi)的：441B等。晶體管的發(fā)明大大促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的發(fā)展，晶體管代34第三代集成電路計(jì)算機(jī)(1964-1971)

雖然晶體管比起電子管是一個(gè)明顯的進(jìn)步，但晶體管還是產(chǎn)