计算机发展与特点

1.1　计算机发展与特点

计算机是一种具有存储能力、执行算术和逻辑运算，由程序代码控制操作过程来自动完成信息处理的电子设备。计算机的发展给人们的工作和生活带来了巨大的变化，它不仅是一种数学计算工具，还是重要的信息处理工具。它可以代替人脑完成一些工作，因此人们将它称为“电脑”。

1.1.1　计算机的发展

1946年2　月，第一台电子计算机ENIAC（Electronic Nu merical Integrator And Computer）即“电子数字计算机”诞生了。这台计算机的诞生标志着电子计算机时代的到来，它的出现具有划时代的意义。从生产计算机的主要技术来看，计算机发展大致经历了以下4个阶段：

1．第一代（1946—1958年）：电子管计算机时代

采用电子管作为主要元件，因此称为电子计算机。其主要特征是体积庞大、耗电量高、可靠性差和维护困难；运算速度慢，每秒只有几千次；内存容量小，采用磁鼓、磁芯作为主存储器，磁带、磁鼓作为辅助存储器；容量仅为几千字节；主要使用机器语言编程。因此，第一代计算机主要用于科学研究和军事。

2．第二代（1959—1964年）：晶体管计算机时代

采用晶体管作为主要逻辑元件，因此称为晶体管计算机。其主要特征是体积缩小、可靠性强、功耗降低、寿命延长；运算速度加快，每秒可达到几十万次；内存容量大大提高，采用磁芯、磁鼓作为主存储器，磁盘、磁鼓、磁带作为外存储器，容量增大；程序设计开始使用高级程序语言及分时操作系统，如COBOL语言、PASCAL语言等。

3．第三代（1965—1970年）：中小规模集成电路计算机时代

采用中、小规模的集成电路作为主要元件，因此称为中小规模集成电路计算机。其主要特征是体积进一步缩小，寿命更长；运算速度每秒可达到几百万次；存储器进一步发展，体积更小、价格更低、软件逐渐完善；采用磁芯、磁鼓半导体存储器作为主存储器，磁带、磁鼓、磁盘作为辅存储器；同时，计算机软件技术的进一步发展，尤其是操作系统的逐步发展是第三代计算机的显著特点。语言进一步发展，并且出现了操作系统和交互式语言，计算机开始广泛应用于各个领域。

4．第四代（1971年—至今）：大规模集成电路计算机时代

采用大规模（LSI，Large Scale Integration）和超大规模（VLSI，Very Large Scale Integration）集成电路作为主要元件，体积更小，可靠性更好、寿命更长；运算速度每秒可达几千万次；采用半导体存储器作为主存储器，磁带、磁盘、光盘作为辅助存储器；操作系统不断完善；逐渐走向人工智能化，并且采用了多媒体技术，具有听、说、读、写等功能。计算机已在办公自动化、数据库管理、语言识别等各领域大显身手，进入以计算机网络化为特征的信息时代。

1.1.2　计算机的特点

计算机的特点概括起来主要有以下几点。

1．运算速度快

计算机的运算部件采用的是电子器件，其运算速度非常快。从每秒几千次发展到高达每秒几千亿次。同时，计算机内部结构采用的工作原理与电子器件相结合，形成了无须人工干预的自动高速运算能力。

2．存储容量大

计算机的存储器可以把原始数据、中间结果以及运算指令等存储起来以便使用。存储器不仅可以存储大量的信息，还能够快速而准确地存入或读取这些信息。

3．具有逻辑判断能力

计算机不但可以进行数值运算和逻辑运算，还能够对文字、符号、数字等进行判断和比较，从而决定处理这些信息的方法。

4．具有自动运行能力

计算机的内部操作是按照人们事先编好的程序自动运行的。只要将事先编制好的程序输入到计算机中，计算机就会自动按照程序规定的步骤来完成预定的处理任务。