01計算機(jī)發(fā)展簡史

《計算機(jī)系統(tǒng)組成與安全》學(xué)生作業(yè)作業(yè)題目計算機(jī)發(fā)展簡史學(xué) 生李培然學(xué) 號 20150410103012學(xué) 院信息工程學(xué)院班 級 15計算機(jī)3班任課教師鄭衛(wèi)華上交時間 2015-10-11計算機(jī)發(fā)展簡史計算機(jī)是人類發(fā)展史上一個極其重要的重要的產(chǎn)物，世界上第一臺計算機(jī)是美國軍方定制，專門為了計算彈道和射擊特性表面而研制的，承擔(dān)開發(fā)任務(wù)的“莫爾小組”由四位科學(xué)家和工程師?？颂?、莫克利、戈爾斯坦、博克斯組成。1946年這臺計算機(jī)主要元器件采用的是電子管。該機(jī)使用了1500個繼電器，18800個電子管，占地170m，重量重達(dá)30多噸，耗電150KW,造價48萬美元。開機(jī)時讓周圍居民暫時停電。這臺計算機(jī)每秒能完成5000次加法運(yùn)算，400次乘法運(yùn)算，比當(dāng)時最快的計算工具快300倍，是繼電器計算機(jī)的1000倍、手工計算的20萬倍。用今天的標(biāo)準(zhǔn)看，它是那樣的“笨拙”和“低級”，其功能遠(yuǎn)不如一只掌上可編程計算器，但它使科學(xué)家們從復(fù)雜的計算中解脫出來，它的誕生標(biāo)志著人類進(jìn)入了一個嶄新的信息革命時代?？谑澜缟系谝慌_電子數(shù)字式計算機(jī)于1946年2月15日在美國賓夕法尼亞大學(xué)正式投入運(yùn)行，它的名稱叫ENIAC（埃尼阿克），是電子數(shù)值積分計算機(jī)（TheElectronicNumbericalIntergratorandComputer）的縮寫。它使用了17468個真空電子管，耗電174千瓦，占地170平方米，重達(dá)30噸，每秒鐘可進(jìn)行5000次加法運(yùn)算。雖然它的功能還比不上今天最普通的一臺微型計算機(jī)，但在當(dāng)時它已是運(yùn)算速度的絕對冠軍，并且其運(yùn)算的精確度和準(zhǔn)確度也是史無前例的。以圓周率（n）的計算為例，中國的古代科學(xué)家祖沖之利用算籌，耗費(fèi)15年心血，才把圓周率計算到小數(shù)點后7位數(shù)。一千多年后，英國人香克斯以畢生精力計算圓周率，才計算到小數(shù)點后707位。而使用ENIAC進(jìn)行計算，僅用了40秒就達(dá)到了這個記錄，還發(fā)現(xiàn)香克斯的計算中，第528位是錯誤的。ENIAC奠定了電子計算機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ)，開辟了一個計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的新紀(jì)元。有人將其稱為人類第三次產(chǎn)業(yè)革命開始的標(biāo)志。[2]ENIAC誕生后短短的幾十年間，計算機(jī)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。主要電子器件相繼使用了，晶體管，中、小規(guī)模集成電路和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路，引起計算機(jī)的幾次更新?lián)Q代。每一次更新?lián)Q代都使計算機(jī)的體積和耗電量大大減小，功能大大增強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。特別是體積小、價格低、功能強(qiáng)的微型計算機(jī)的出現(xiàn)，使得計算機(jī)迅速普及，進(jìn)入了辦公室和家庭，在辦公室自動化和多媒體應(yīng)用方面發(fā)揮了很大的作用。目前，計算機(jī)的應(yīng)用已擴(kuò)展到社會的各個領(lǐng)域。⑶電子計算機(jī)還在向以下四個方面發(fā)展：巨型化天文、軍事、仿真等領(lǐng)域需要進(jìn)行大量的計算，要求計算機(jī)有更高的運(yùn)算速度、更大的存儲量，這就需要研制功能更強(qiáng)的巨型計算機(jī)。微型化專用微型機(jī)已經(jīng)大量應(yīng)用于儀器、儀表和家用電器中。通用微型機(jī)已經(jīng)大量進(jìn)入辦公室和家庭，但人們需要體積更小、更輕便、易于攜帶的微型機(jī)，以便出門在外或在旅途中均可使用計算機(jī)。應(yīng)運(yùn)而生的便攜式微型機(jī)（筆記本型）和掌上型微型機(jī)正在不斷涌現(xiàn)，迅速普及。網(wǎng)絡(luò)化將地理位置分散的計算機(jī)通過專用的電纜或通信線路互相連接，就組成了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)可以使分散的各種資源得到共享，使計算機(jī)的實際效用提高了很多。計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)不再是可有可無的事，而是計算機(jī)應(yīng)用中一個很重要的部分。人們常說的因特網(wǎng)（INTERNET，也譯為國際互聯(lián)網(wǎng)）就是一個通過通信線路聯(lián)接、覆蓋全球的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。通過因特網(wǎng)，人們足不出戶就可獲取大量的信息，與世界各地的親友快捷通信，進(jìn)行網(wǎng)上貿(mào)易等等。智能化目前的計算機(jī)已能夠部分地代替人的腦力勞動，因此也常稱為電腦。但是人們希望計算機(jī)具有更多的類似人的智能，比如：能聽懂人類的語言，能識別圖形，會自行學(xué)習(xí)等等，這就需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。近年來，通過進(jìn)一步的深入研究，發(fā)現(xiàn)由于電子電路的局限性，理論上電子計算機(jī)的發(fā)展也有一定的局限，因此人們正在研制不使用集成電路的計算機(jī)，例如：生物計算機(jī)、光子計算機(jī)、超導(dǎo)計算機(jī)等。⑷中國計算機(jī)發(fā)展歷史：1958年，中科院計算所研制成功我國第一臺小型電子管通用計算機(jī)103機(jī)（八一型），標(biāo)志著我國第一臺電子計算機(jī)的誕生。1965年，中科院計算所研制成功第一臺大型晶體管計算機(jī)109乙，之后推出109丙機(jī)，該機(jī)為兩彈試驗中發(fā)揮了重要作用；1974年，清華大學(xué)等單位聯(lián)合設(shè)計、研制成功采用集成電路的DJS-130小型計算機(jī)，運(yùn)算速度達(dá)每秒100萬次；1983年，國防科技大學(xué)研制成功運(yùn)算速度每秒上億次的銀河-I巨型機(jī)，這是我國高速計算機(jī)研制的一個重要里程碑；1985年，電子工業(yè)部計算機(jī)管理局研制成功與IBMPC機(jī)兼容的長城0520CH微機(jī)。1992年，國防科技大學(xué)研究出銀河-II通用并行巨型機(jī)，峰值速度達(dá)每秒4億次浮點運(yùn)算（相當(dāng)于每秒10億次基本運(yùn)算操作），為共享主存儲器的四處理機(jī)向量機(jī)，其向量中央處理機(jī)是采用中小規(guī)模集成電路自行設(shè)計的，總體上達(dá)到80年代中后期國際先進(jìn)水平。它主要用于中期天氣預(yù)報；1993年，國家智能計算機(jī)研究開發(fā)中心（后成立北京市曙光計算機(jī)公司）研制成功曙光一號全對稱共享存儲多處理機(jī)，這是國內(nèi)首次以基于超大規(guī)模集成電路的通用微處理器芯片和標(biāo)準(zhǔn)UNIX操作系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的并行計算機(jī);1995年，曙光公司又推出了國內(nèi)第一臺具有大規(guī)模并行處理機(jī)（MPP）結(jié)構(gòu)的并行機(jī)曙光1000（含36個處理機(jī)），峰值速度每秒25億次浮點運(yùn)算，實際運(yùn)算速度上了每秒10億次浮點運(yùn)算這一高性能臺階。曙光1000與美國Intel公司1990年推出的大規(guī)模并行機(jī)體系結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)技術(shù)相近，與國外的差距縮小到5年左右。1997年，國防科大研制成功銀河-III百億次并行巨型計算機(jī)系統(tǒng)，采用可擴(kuò)展分布共享存儲并行處理體系結(jié)構(gòu)，由130多個處理結(jié)點組成，峰值性能為每秒130億次浮點運(yùn)算，系統(tǒng)綜合技術(shù)達(dá)到90年代中期國際先進(jìn)水平。1997至1999年，曙光公司先后在市場上推出

具有機(jī)群結(jié)構(gòu)（Cluster）的曙光1000A，曙光2000-I,曙光2000-II超級服務(wù)器，峰值計算速度已突破每秒1000億次浮點運(yùn)算，機(jī)器規(guī)模已超過160個處理機(jī)，1999年，國家并行計算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制的神威I計算機(jī)通過了國家級驗收，并在國家氣象中心投入運(yùn)行。系統(tǒng)有384個運(yùn)算處理單元，峰值運(yùn)算速度達(dá)每秒3840億次2000年，曙光公司推出每秒3000億次浮點運(yùn)算的曙光3000超級服務(wù)器。2001年，中科院計算所研制成功我國第一款通用CPU——“龍芯”芯片2002年，曙光公司推出完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“龍騰”服務(wù)器，龍騰服務(wù)器采用了“龍芯-1”CPU，采用了曙光公司和中科院計算所聯(lián)合研發(fā)的服務(wù)器專用主板，采用曙光LINUX操作系統(tǒng)，該服務(wù)器是國內(nèi)第一臺完全實現(xiàn)自有產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，在國防、安全等部門將發(fā)揮重大作用。2003年，百萬億次數(shù)據(jù)處理超級服務(wù)器曙光4000L通過國家驗收，再一次刷新國產(chǎn)超級服務(wù)器的歷史紀(jì)錄，使得國產(chǎn)高性能產(chǎn)業(yè)再上新臺階。曙光4000L是曙光4000超級計算機(jī)系列中的一員，是基于Linux的超級服務(wù)器系統(tǒng)，為當(dāng)前國內(nèi)最大的IDC數(shù)據(jù)處理主機(jī)，存儲與處理能力均十分強(qiáng)大。就目前而言，整個4000L系統(tǒng)由40個機(jī)柜組成，現(xiàn)有644個CPU，每秒3萬億次峰值速度，644G內(nèi)存，百萬億字節(jié)存儲。另據(jù)專家介紹，該系統(tǒng)的可擴(kuò)展性非常優(yōu)秀，最大可“在線”擴(kuò)展到80個機(jī)柜，1300個CPU，每秒6.75萬億次峰值速度。⑸微型計算機(jī)的換代，通常是按其CPU字長和功能來劃分的。一、第一代（1971—1973）：4位或低檔8位微處理器和微型機(jī)代表產(chǎn)品是美國Intel公司首先的4004微處理器以及由它組成的MCS-4微型計算機(jī)（集成度為1200晶體管/片）。隨后又制成8008微處理器及由它組成的MCS-8微型計算機(jī)。第一代微型機(jī)就采用了PMOS工藝，基本指令時間約為10~20µS,字長4位或8位，指令系統(tǒng)比較簡單，運(yùn)算功能較差，速度較慢，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仍然停留在臺式計算機(jī)的水平上，軟件主要采用機(jī)器語言或簡單的匯編語言，其價格低廉。電子管為基本電子器件；使用機(jī)器語言和匯編語言；主要應(yīng)用于國防和科學(xué)計算；運(yùn)算速度每秒幾千次至幾萬次。計算機(jī)主要用于科學(xué)計算。主存儲器是決定計算機(jī)技術(shù)面貌的主要因素。當(dāng)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(jī)進(jìn)行分類。二、第二代（1974—1978）：中檔的8位微處理器和微型機(jī)其間又分為兩個階段，1973-1978年為典型的第二代，以美國Intel公司的8080和Motorola公司的MC6800為代表，集成度提高1—2倍，（Intel8080集成度為4900管/片），運(yùn)算速度提高了一個數(shù)量級。1976-1978年為高檔的8位微型計算機(jī)和8位單片微型計算機(jī)階段，稱之為二代半。高檔8位微處理器，以美國ZILOG公司的Z80和Intel公司的8085為代表，集成度和速度都比典型的第二代提高了一倍以上（Intel8085集成度為9000管/片）。8位單片微型機(jī)以Intel8048/8748（集成度為9000管/片），MC6801,MOSTEKF81/3870,Z80等為代表，它們主要用于控制和智能儀器?？偟膩?/p>

說，第二代微型機(jī)的特點是采用NMOS工藝，集成度提高1?4倍，運(yùn)算速度提高10~15倍，基本指令執(zhí)行時間約為1?2µS，指令系統(tǒng)比較完善，已具有典型的計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及中斷、DMA等控制功能，尋址能力也有所增強(qiáng)，軟件除采用匯編語言外，還配有BASIC，F(xiàn)ORTRAN，PL/M等高級語言及其相應(yīng)的解釋程序和編譯程序，并在后期開始配上操作系統(tǒng)。晶體管為主要器件；軟件上出現(xiàn)了操作系統(tǒng)和算法語言；運(yùn)算速度每秒幾萬次至幾十萬次。主存儲器均采用磁心存儲器，磁鼓和磁盤開始用作主要的輔助存儲器。不僅科學(xué)計算用計算機(jī)繼續(xù)發(fā)展，而且中、小型計算機(jī)，特別是廉價的小型數(shù)據(jù)處理用計算機(jī)開始大量生產(chǎn)。三、第三代（1978—1981）：16位微處理器和微型機(jī)代表產(chǎn)品是Intel8086（集成度為29000管/片），Z8000（集成度為17500管/片）和MC68000（集成度為68000管/片）。這些CPU的特點是采用HMOS工藝，基本指令時間約為0.05µS,從各個性能指標(biāo)評價，都比第二代微型機(jī)提高了一個數(shù)量級，已經(jīng)達(dá)到或超過中、低當(dāng)小型機(jī)（如PDP11/45）的水平。這類16位微型機(jī)通常都具有豐富的指令系統(tǒng)，采用多級中斷系統(tǒng)、多重尋址方式、多種數(shù)據(jù)處理形式、段式寄存器結(jié)構(gòu)、乘除運(yùn)算硬件，電路功能大為增強(qiáng)，并都配備了強(qiáng)有力的系統(tǒng)軟件。普遍采用集成電路；體積縮??；運(yùn)算速度每秒幾十萬次至幾百萬次。在集成電路計算機(jī)發(fā)展的同時，計算機(jī)也進(jìn)入了產(chǎn)品系列化的發(fā)展時期。半導(dǎo)體存儲器逐步取代了磁心存儲器的主存儲器地位，磁盤成了不可缺少的輔助存儲器，并且開始普遍采用虛擬存儲技術(shù)。隨著各種半導(dǎo)體只讀存儲器和可改寫的只讀存儲器的迅速發(fā)展，以及微程序技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，計算機(jī)系統(tǒng)中開始出現(xiàn)固件子系統(tǒng)。新一代計算機(jī)是把信息采集存儲處理、通信和人工智能結(jié)合在一起的智能計算機(jī)系統(tǒng)。它不僅能進(jìn)行一般信息處理，而且能面向知識處理，具有形式化推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋的能力，將能幫助人類開拓未知的領(lǐng)域和獲得新的知識。以大規(guī)模集成電路為主要器件；運(yùn)算速度每秒幾百萬次至上億次。四、第四代（1985年以后）：32位高檔微型機(jī)隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，計算機(jī)應(yīng)用的日益廣泛，現(xiàn)代社會對計算機(jī)的依賴已經(jīng)越來越明顯。原來的8位、16位機(jī)已經(jīng)不能滿足廣大用戶的需要，因此，1985年以后，Intel公司在原來的基礎(chǔ)上又發(fā)展了80386和80486。其中，80386有工作主頻達(dá)到25MHz，有32位數(shù)據(jù)線和24位地址線。以80386為CPU的COMPAQ386、AST386.IBMPS2/80等機(jī)種相繼誕生。同時隨著內(nèi)存芯片的發(fā)展和硬盤技術(shù)的提高，出現(xiàn)了配置16MB內(nèi)存和1000MB外存的微型機(jī)，微機(jī)已經(jīng)成為超小型機(jī)，可執(zhí)行多任務(wù)、多用戶作業(yè)。由微型機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)、工作站相繼出現(xiàn)，從而擴(kuò)大了用戶的應(yīng)用范圍。1989年，Intel公司在80386的基礎(chǔ)上，又研制出了80486。它是在80386的芯片內(nèi)部增加了

一個8KB的高速緩沖內(nèi)存和80386的協(xié)處理器芯片80387而形成了新一代CPU。1993年3月22日，Intel公司發(fā)布了它的新一代處理器Pentium（奔騰）。它采用0.8µm的BicMOS技術(shù)，集成了310萬個晶體管，工作電壓也從5V降到3V。隨著Pentium新型號的推出，CPU晶體管的數(shù)目增加到500萬個以上，工作主頻率從66MHz增加到333MHz。1998年3月，Intel公司在CeBIT貿(mào)易博覽會展出了一種速度高達(dá)702MHz的奔騰II芯片。1999年，以奔騰II450、奔騰III450為微處理器、內(nèi)存128MB、硬盤8.4GB的微機(jī)已在我國上市。微型機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、價格便宜，已成為現(xiàn)代計算機(jī)領(lǐng)域中一個極為重要的，并正以難以想象的速度發(fā)展。⑹第五代計算機(jī)第五代計算機(jī)是把信息采集、存儲、處理、通信同人工智能結(jié)合在一起的智能計算機(jī)系統(tǒng)。它能進(jìn)行數(shù)值計算或處理一般的信息，主要能面向知識處理，具有形式化推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋的能力，能夠幫助人們進(jìn)行判斷、決策、開拓未知領(lǐng)域和獲得新的知識.人-機(jī)之間可以直接通過自然語言（聲音、文字）或圖形圖象交換信息。第五代計算機(jī)又稱新一代計算機(jī)。1981年10月，日本首先向世界宣告開始研制第五代計算機(jī)，并于1982年4月制訂為期10年的“第五代計算機(jī)技術(shù)開發(fā)計劃”，總投資為1千億日元，目前已順利完成第五代計算機(jī)第一階段規(guī)定的任務(wù)。第五代計算機(jī)是為適應(yīng)未來社會信息化的要求而提出的，與前四代計算機(jī)有著本質(zhì)的區(qū)別，是計算機(jī)發(fā)展史上的一次重要變革。當(dāng)前電子計算機(jī)存在的主要不足有：首先，目前的電子計算機(jī)雖然已具有一些相當(dāng)幼稚的“智能”，但它不能進(jìn)行聯(lián)想（即根據(jù)某一信息，從記憶中取出其他有關(guān)信息的功能）、推論（針對所給的信息，利用已記憶的信息對未知問題進(jìn)行推理得出結(jié)論的功能）、學(xué)習(xí)（將對應(yīng)新問題的內(nèi)容，以能夠高度靈活地加以運(yùn)用的方式進(jìn)行記憶的功能）等人類頭腦的最普通的思維活動。其次，目前電子計算機(jī)雖然已能在一定程度上配合、輔助人類的腦力勞動，但是，它還不能真正聽懂人的說話，讀懂人的文章，還需要由專家用電子計算機(jī)懂得的特殊的“程序語言”同它進(jìn)行“對話”。這就大大限制了電子計算機(jī)的應(yīng)用、普及及大眾化。再其次，目前的電子計算機(jī)雖然能以驚人的信息處理來完成人類無法完成的工作（例如遙控已發(fā)射的火箭），但是它仍不能滿足某些科技領(lǐng)域的高速、大量的計算任務(wù)的要求。例如，在進(jìn)行超高層建筑的耐震設(shè)計時，為解析一種立柱模型受到搖動時的三維振動情況，用目前的超大型電子計算機(jī)算上100年也難以完成。又如，原子反應(yīng)堆事故和核聚變反應(yīng)的模擬實驗、資源探測衛(wèi)星發(fā)回的圖象數(shù)據(jù)的實時解析、飛行器的風(fēng)洞實驗、天氣預(yù)報、地震預(yù)測等要求極高的計算速度和精度，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出目前電子計算機(jī)的能力極限。由此可見，當(dāng)今的電子計算機(jī)已不能適應(yīng)信息社會的需要，必須在嶄新的理論和技術(shù)基礎(chǔ)上創(chuàng)制新一代計算機(jī)。第五代計算機(jī)基本結(jié)構(gòu)通常由問題求解與推理、知識庫管理和智能化人機(jī)接口三個基本子系統(tǒng)組成。問題求解與推理子系統(tǒng)相當(dāng)于傳統(tǒng)計算機(jī)中的中央處理器。與該子系統(tǒng)打交道的程序語言稱為核心語言，國際上都以邏輯型語言或函數(shù)型語言為基礎(chǔ)進(jìn)行這方面的研究，它是構(gòu)成第五代計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和各種超級軟件的基礎(chǔ)。知識庫管理子系統(tǒng)相當(dāng)于傳統(tǒng)計算機(jī)主存儲器、虛擬存儲器和文體系統(tǒng)結(jié)合。與該子系統(tǒng)打交道的程序語言稱為高級查詢語言，用于知識的表達(dá)、存儲、獲取和更新等。這個子系統(tǒng)的通用知識庫軟件是第五代計算機(jī)系統(tǒng)基本軟件的核心。通用知識庫包含有：日用詞法、語法、語言字典和基本字庫常識的一般知識庫；用于描述系統(tǒng)本身技術(shù)規(guī)范的系統(tǒng)知識庫；以及把某一應(yīng)用領(lǐng)域。如超大規(guī)模集成電路設(shè)計的技術(shù)知識集中在一起的應(yīng)用知識庫。智能化人-機(jī)接口子系統(tǒng)是使人能通過說話、文字、圖形和圖象等與計算機(jī)對話，用人類習(xí)慣的各種可能方式交流信息。這里，自然語言是最高級的用戶語言，它使非專業(yè)人員操作計算機(jī)，并為從中獲取所需的知識信息提供可能。當(dāng)前第五代計算機(jī)的研究領(lǐng)域大體包括人工智能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，軟工程和支援設(shè)備，以及對社會的影響等。人工智能的應(yīng)用將是未來信息處理的主流，因此，第五代計算機(jī)的發(fā)展，必將與人工智能、知識工程和專家系統(tǒng)等的研究緊密相聯(lián)，并為其發(fā)展提供新基礎(chǔ)。目前的電子計算機(jī)的基本工作原理是先將程序存入存儲器中，然后按照程序逐次進(jìn)行運(yùn)算。這種計算機(jī)是由美國物理學(xué)家諾伊曼首先提出理論和設(shè)計思想的，因此又稱諾伊曼機(jī)器。第五代計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將突破傳統(tǒng)的諾伊曼機(jī)器的概念。這方面的研究課題應(yīng)包括邏輯程序設(shè)計機(jī)、函數(shù)機(jī)、相關(guān)代數(shù)機(jī)、抽象數(shù)據(jù)型支援機(jī)、數(shù)據(jù)流機(jī)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫機(jī)、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式信息通信網(wǎng)絡(luò)等。第五代計算機(jī)的發(fā)展必然引起新一代軟件工程的發(fā)展，極大地提高軟件的生產(chǎn)率和可靠性。為改善軟件和軟件系統(tǒng)的設(shè)計環(huán)境，將研制各種智能化的支援系統(tǒng)，包括智能程序設(shè)計系統(tǒng)、知識庫設(shè)計系統(tǒng)、智能超大規(guī)模集成電路輸助設(shè)計系統(tǒng)、以及各種智能應(yīng)用系統(tǒng)和集成專家系統(tǒng)等。在硬件方面，將出現(xiàn)一系列新技術(shù)，如先進(jìn)的微細(xì)加工和封裝測試技術(shù)、砷化錢器件、約瑟夫森器件、光學(xué)器件、光纖通信技術(shù)以及智能輔助設(shè)計系統(tǒng)等。另外，第五代計算機(jī)將推動計算機(jī)通信技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和通信業(yè)務(wù)的多樣化，并使多種多樣的通信業(yè)務(wù)集中于統(tǒng)一的系統(tǒng)之中，有力地促進(jìn)了社會信息化。[7]第四代電子計算機(jī)第四代計算機(jī)是指從1970年以后采用大規(guī)模集成電路（Isi）和超大規(guī)模集成電路（vlsi）為主要電子器件制成的計算機(jī)。例如80386微處理器，在面積約為10mmx10mm的單個芯片上，可以集成大約32萬個晶體管。第四代計算機(jī)的另一個重要分支是以大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)發(fā)展起來的微處理器和微型計算機(jī)。微型計算機(jī)大致經(jīng)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公司研制出mcs4微型計算機(jī)（cpu為4040,四位機(jī)）。后來又推出以8008為核心的mcs-8型。第二階段是1973?1977年，微型計算機(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-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，十六位微型計算機(jī)的發(fā)展階段，微處理器有8086、808880186、80286、m68000、z8000。微型計算機(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）微型計算機(jī)。第四階段便是從1983年開始為32位微型計算機(jī)的發(fā)展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計算機(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。現(xiàn)在pentiumiii（也有人稱p7）微處理器己成為了主流產(chǎn)品，預(yù)計pentiumiv將在2000年10月推出。由此可見，微型計算機(jī)的性能主要取決于它的核心器件一一微處理器（cpu）的性能。第一代：電子管計算機(jī)（1945-1956）在第二次世界大戰(zhàn)中，美國政府尋求計算機(jī)以開發(fā)潛在的戰(zhàn)略價值。這促進(jìn)了計算機(jī)的研究與發(fā)展。1944年howardh.aikien（1900-1973）研制出全電子計算機(jī)，為美國海軍繪制彈道圖。這臺簡稱markI的機(jī)器有半個足球場大，內(nèi)含500英里的電線，使用電磁信號來移動機(jī)械部件，速度很慢（3-5秒一次計算）并且實用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)代計算機(jī)誕生的eniac（electronicnumericalintergratorandcomputer）在費(fèi)城公諸于世。eniac代表了計算機(jī)發(fā)展史上的里程碑，它通過不同部分之間的重新接線編程，還擁有并行計算能力。eniac由美國政府和檳夕法尼亞大學(xué)合作開發(fā)，使用了18000個電子管，70000個電阻器，有5百萬個焊接點，耗電160千瓦，其運(yùn)算速度比markI快1000倍，eniac是第一臺普通用途計算機(jī)。第一代計算機(jī)的特點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)器語言，功能受到限制，速度也慢；另一個明顯特征是使用真空電子管和磁鼓存儲數(shù)據(jù)。第二代晶體管計算機(jī)（1956-1963）1948年，晶體管的發(fā)明大大促進(jìn)了計算機(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，晶體管在計算機(jī)中使用，晶體管和磁芯存儲器導(dǎo)致了第二代計算機(jī)的產(chǎn)生。第二代計算機(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)的是早期的超級計算機(jī)，主要用于原子科學(xué)的大量數(shù)據(jù)處理，這些機(jī)器價格昂貴，生產(chǎn)數(shù)量極少。1960年，出現(xiàn)了一些成功地用于商業(yè)領(lǐng)域、大學(xué)和政府部門的第二代計算機(jī)。第二代計算機(jī)用晶體管代替電子管，還有現(xiàn)代計算機(jī)的一些部件：打印機(jī)、磁帶、磁盤、內(nèi)存、操作系統(tǒng)等。計算機(jī)中儲存的程序使得計算機(jī)有很好的適應(yīng)性，可以更有效地用于商業(yè)用途。在這一時期出現(xiàn)了更高級的cobol和fortran等語言，以單詞、語句和數(shù)學(xué)公式代替了含混的二進(jìn)制機(jī)器碼，使計算機(jī)編程更容易。新的職業(yè)（程序員、分析員和計算機(jī)系統(tǒng)專家）和整個軟件產(chǎn)業(yè)由此誕生。第三代集成電路計算機(jī)（1964-1971）雖然晶體管比起電子管是一個明顯的進(jìn)步，但晶體管還是產(chǎn)生大量的熱量，這會損害計算機(jī)內(nèi)部的敏感部分。1958年德州儀器的工程師jackkilby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?？茖W(xué)家使更多的元件集成到單一的半導(dǎo)體芯片上。于是，計算機(jī)變的更小，公耗更