1.1.1 计算机发展简史(课件）-高一《计算机应用基础》同步教学（西安电子科大出版社）

第1章 计算机基础知识 1.1 计算机概述 1.2 计算机系统组成 1.3 微型计算机的组成 1.4 数制与编码 1.5 计算机安全使用常识 1.1 计 算 机 概 述 1.1.1 计算机发展简史 　　计算机是20世纪最伟大的一项技术革命，它开创了解放人类脑力劳动的新时代。世界上第一台计算机于1946年2月在美国宾夕法尼亚大学诞生，全称为“电子数字积分机与计算机(Electronic Numerical Integrator And Calculator)”，简写为ENIAC(埃尼阿克)，如图1-1所示。这台计算机共用了18 000多个电子管，占地170平方米，重30吨，耗电140 kW，内存为17 KB。它的功能远不如今天的计算机，但是ENIAC具有划时代的意义，它使信息处理技术进入了一个崭新的时代。 　　从计算机的发展趋势来看，计算机在短短的60多年里经过了电子管、晶体管、集成电路(IC)和超大规模集成电路(VLSI)四个阶段的发展，计算机的体积越来越小，功能越来越强，价格越来越低，应用越来越广泛，目前正朝着智能化(第五代)计算机的方向发展。每一个发展阶段在技术与性能上都是一次新的突破。 图1-1 世界上第一台计算机ENIAC 　　1．第一代计算机(1946—1958年) 　　第一代计算机采用的主要元件是电子管，所以也称为电子管计算机。这一代计算机运算速度很慢，一般为几千次到几万次每秒，体积庞大，主要用于科学计算。其主要特点是： 　　(1) 采用电子管作为基本逻辑部件，耗电量大，寿命短，可靠性差。 　　(2) 采用电子射线管作为存储部件，容量很小。后来使用磁鼓存储信息，在一定程度上扩充了存储容量。 　　(3) 输入输出装置简单，主要使用穿孔卡片，速度慢，使用起来十分不便。 　　(4) 没有系统软件，只能用机器语言和汇编语言编程。 　　2．第二代计算机(1959—1965年) 　　第二代计算机采用的是晶体管技术，称为晶体管计算机。这一代计算机的运算速度提高了几百倍，其应用范围扩展到了数据处理、自动控制和企业管理等方面。第一台晶体管计算机是1959年12月由美国IBM制造的IBM 7090，只有32K内存，系统占5K，用户占27K，用户数据在内存和一台磁鼓之间切换，如图1-2所示。第二代计算机的主要特点是： 　　(1) 体积小、可靠性强、寿命延长。 　　(2) 计算速度达到每秒几万次到十几万次。 　　(3) 可以使用汇编语言、高级程序设计语言编程，如FORTRAN。 　　(4) 普遍采用磁芯作为内存储器，磁盘的容量大大提高。 图1-2 第一台晶体管计算机IBM7090 　　3．第三代计算机(1966—1970年) 　　第三代计算机主要采用中小规模集成电路作为元器件，这是一次重大的飞跃，第三代计算机的代表是IBM公司花了50亿美元开发的IBM 360系列，如图1-3所示。应该说集成电路的出现与使用，快速推动了计算机的发展与普及，也为计算机走入寻常百姓家奠定了基础。第三代计算机的主要特点是： 　　(1) 体积更小，寿命更长。 　　(2) 计算速度可达到每秒几百万次。 　　(3) 出现操作系统，功能越来越强，计算机的应用范围进一步扩大。 　　(4) 普遍采用半导体存储器，存储容量进一步提高。 图1-3 第三代计算机IBM 360系列 　　4．第四代计算机(1971年至今) 　　第四代计算机也称为超大规模集成电路计算机。这一代计算机的基本组成元器件是超大规模的集成电路，例如80386微处理器芯片，面积约为10 mm×l0 mm，却集成了约32万个晶体管。另外，内存储器采用半导体技术制造，外存储器主要有磁盘、磁带和光盘，运算速度大大提高，应用范围涉及到社会生活的各个领域。其主要特点是： 　　(1) 采用大规模和超大规模集成电路元件，体积越来越小，可靠性更好、寿命更长，技术更新越来越快。 　　(2) 计算速度加快，达到每秒几千万次到几十亿次运算。 　　(3) 发展了并行处理技术和多机系统。 　　(4) 应用领域与应用技术得到了前所未有的发展，进入寻常百姓家庭。 　　(5) 计算机网络技术得到空前发展。 　　随着科学技术的不断进步，作为第四代计算机的典型代表——微型计算机应运而生。微型计算机的发展大致经历了五个阶段。 　　第一阶段是1971—1973年，这是4 位和 8 位低档微处理器时代。典型产品是1971年Intel公司研制的MCS4微型计算机，采用4位的Intel 4004微处理器，后来又推出了以8位Intel 8008为核心的MCS-8微型计算机。这个阶段的基本特点是采用 PMOS工艺，集成度低，系统结构和指令系统比较简单，主要采用机器语言或简单的汇编语言，指令数目较少，用于