计算机技术的科学发展史.docx

计算机的发展和对人类的影响 1 )计算机的发展计算工具的演化经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段,例 ENIAC 计算机[1]如从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘计算尺、机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用,同时也启发了电子计算机的研制和设计思路。 1889 年,美国科学家赫尔曼· 何乐礼研制出以电力为基础的电动制表机, 用以储存计算资料。 1930 年,美国科学家范内瓦·布什造出世界上首台模拟电子计算机。 1946 年2月 14 日,由美国军方定制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”( ENIAC Electronic Numerical And Calculator )在美国宾夕法尼亚大学问世了。 ENIAC [2](中文名: 埃尼阿克)是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的,这台计算器使用了 17840 支电子管,大小为 80 英尺×8英尺,重达 28t (吨),功耗为 170kW ,其运算速度为每秒 5000 次的加法运算,造价约为 487000 美元。 ENIAC 的问世具有划时代的意义,表明电子计算机时代的到来。在以后 60 多年里,计算机技术以惊人的速度发展,没有任何一门技术的性能价格比能在 30 年内增长 6个数量级。[3] ?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 197 1 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。由于集成技术的发展, 半导体芯片的集成度更高,每块芯片可容纳数万乃至数百万个晶体管,并且可以把运算器和控制器都集中在一个芯片上、从而出现了微处理器,并且可以用微处理器和大规模、超大规模集成电路组装成微型计算机,就是我们常说的微电脑或 PC 机。微型计算机体积小,价格便宜,使用方便,但它的功能和运算速度已经达到甚至超过了过去的大型