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计算机分为哪四个发展阶段

发布时间:2019-08-19 23:22 来源:未知 编辑:admin

  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。

  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。

  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。

  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1971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。

  计算机(computer)俗称电脑,是现代一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。

  由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。

  1.第一代计算机(1946年~1957年) 主要元器件是电子管。 2.第二代计算机(1958年~1964年) 晶体管时代。 3.第三代计算机(1965年~1970年) 以中、小规模集成电路取代了晶体管. 4.第四代计算机(1971年至今) 采用大规模集成电路和超大规模集成电路。 现在,有进入了智能计算机阶段. 第一代( 1946 ~ 1957 ),以电子管为逻辑部件,以阴极射线管、磁芯和磁鼓等为存储手段。软件上采用机器语言,后期采用汇编语言。 第二代( 1958 ~ 1965 ),以晶体管为逻辑部件,内存用磁芯,外存用磁盘。软件上广泛采用高级语言,并出现了早期的操作系统。 第三代( 1966 ~ 1971 ),以中小规模集成电路为主要部件,内存用磁芯、半导体,外存用磁盘。软件上广泛使用操作系统,产生了分时、实时等操作系统和计算机网络。 第四代( 1971 至今),以大规模、超大规模集成电路为主要部件,以半导体存储器和磁盘为内、外存储器。在软件方法上产生了结构化程序设计和面向对象程序设计的思想。另外,网络操作系统、数据库管理系统得到广泛应用。微处理器和微型计算机也在这一阶段诞生并获得飞速发展。 微型计算机的发展 微型计算机的发展主要表现在其核心部件——微处理器的发展上,每当一款新型的微处理器出现时,就会带动微机系统的其它部件的相应发展,如微机体系结构的进一步优化,存储器存取容量的不断增大、存取速度的不断提高,外围设备性能的不断改进以及新设备的不断出现等。 根据微处理器的字长和功能,可将微型计算机的功能划分为以下几个阶段: 第一阶段( 1971 ~ 1973 年)是 4 位和 8 位低档微处理器时代。通常称为第一代,其典型产品是 Intel4004 和 Intel8008 微处理器和分别由它们组成的 MCS-4 和 MCS-8 微机。基本特点是采用 PMOS 工艺,集成度低( £ 4000 个晶体管 / 片),系统结构和指令系统都比较简单,主要采用机器语言或简单的汇编语言,指令数目较少( 20 多条指令),基本指令周期为 20 ~ 50 μ s ,用于家电和简单的控制场合。 第二阶段( 1974 ~ 1977 年)是 8 位中高档微处理器时代。通常称为第二代,其典型产品是 Intel8080/8085 、 Motorola 公司的 MC6800 、 Zilog 公司的 Z80 等,以及各种 8 位单片机,如 Intel 公司的 8048 、 Motorola 公司的 MC6801 、 Zilog 公司的 Z8 等。它们的特点是采用 NMOS 工艺,集成度提高约 4 倍,运算速度提高约 10~15 倍(基本指令执行时间 1 ~ 2 μ s ),指令系统比较完善,具有典型的计算机体系结构和中断、 DMA 等控制功能。软件方面除了汇编语言外,还有 BASIC 、 FORTRAN 等高级语言和相应的解释程序和编译程序,在后期还出现了操作系统,如 CM/P 就是当时流行的操作系统。 第三阶段( 1978 ~ 1984 年)是 16 微处理器时代。通常称为第三代,其典型产品是 Intel 公司的 8086/8088 、 80286 , Motorola 公司的 M68000 , Zilog 公司的 Z8000 等微处理器。其特点是采用 HMOS 工艺,集成度( 20000~70000 晶体管 / 片)和运算速度(基本指令执行时间是 0.5 μ s )都比第二代提高了一个数量级。指令系统更加丰富、完善,采用多级中断、多种寻址方式、段式存储机构、硬件乘除部件,并配置了软件系统。 这一时期的著名微机产品有 IBM 公司的个人计算机 PC ( Personal Computer )。 1981 年推出的 IBM PC 机采用 8088 CPU 。紧接着 1982 年又推出了扩展型的个人计算机 IBM PC/XT ,它对内存进行了扩充,并增加了一个硬磁盘驱动器。 1984 年 IBM 推出了以 80286 处理器为核心组成的 16 位增强型个人计算机 IBM PC/AT 。由于 IBM 公司在发展 PC 机时采用了技术开放的策略,使 PC 机风靡世界。 第四阶段( 1985 ~ 1992 年)是 32 位微处理器时代,又称为第四代。其典型产品是 Intel 公司的 80386/80486 , Motorola 公司的 M68030/68040 等。其特点是采用 HMOS 或 CMOS 工艺,集成度高达 100 万晶体管 / 片,具有 32 位地址线 位数据总线 万条指令( MIPS , Million Instructions Per Second )。微机的功能已经达到甚至超过超级小型计算机,完全可以胜任多任务、多用户的作业。同期,其他一些微处理器生产厂商(如 AMD 、 TEXAS 等)也推出了 80386/80486 系列的芯片。 第五阶段( 1993 年以后)是奔腾( Pentium )系列微处理器时代,通常称为第五代。典型产品是 Intel 公司的奔腾系列芯片及与之兼容的 AMD 的 K6 系列微处理器芯片。内部采用了超标量指令流水线结构,并具有相互独立的指令和数据高速缓存。随着 MMX ( Multi Media eXtended )微处理器的出现,使微机的发展在网络化、多媒体化和智能化等方面跨上了更高的台阶。 2000 年 3 月, AMD 与 Intel 分别推出了时钟频率达 1GHz 的 Athlon 和 Pentium III 。 2000 年 11 月, Intel 又推出了 Pentium Ⅳ微处理器,集成度高达每片 4200 万个晶体管,主频 1.5GHz , 400MHz 的前端总线 月, Intel 推出的 Pentium Ⅳ微处理器的时钟频率达到 3.06GHz ,而且微处理器还在不断地发展,性能也在不断提升。 Intel 公司在不同时期生产的 80X86 系列微处理器参见表 1.5 。

  第一代计算机 1946 1957 电子管 运算速度较低,耗电量大存储容量小。

  2.第二代计算机 1958 1964 晶体管 体积小,耗电量较少,运算速度高,价格下降。

  3.第三代计算机 1965 1971 中小规模集成电路 体积功能进一步减少,可靠性及速度进一步提高。

  4.第四代计算机 1972年至今 大规模及超大规模集成电路 性能到规模提高,价格大幅度降低,广泛应用于社会生活的各个领域,走进办公室和家庭。

  计算机(computer)俗称电脑,是一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。

  根据计算机所采用的物理器件的发展,一般把电子计算机的发展分成四个阶段,习惯上称为四代。

  第一代:电子管计算机时代(从1946年到50年代后期),其主要特点是采用电子管作为基础器件。代表机型IBM公司的IBM650。

  第二代:晶体管计算机时代(从50年代中期到60年代后期),采用的主要器件逐步由电子管改为晶体管,缩小了体积,降低了功耗,提高了速度和可靠性,降低了价格。代表机型控制数据公司(CDC)的大型计算机系统CDC6600.

  第三代:集成电路计算机时代(从60年代中期到70年代前期),计算机采用集成电路作为基本器件,功耗、体积、价格进一步下降,速度和可靠性相应的提高。代表机型IBM公司的IBM360.

  第四代:大规模集成电路计算机时代(从70年代初至今),70年代初,半导体存储器问世,迅速取代了磁芯存储器,并不断向大容量、高速度发展。1984年内含2300个晶体管的Intel4004芯片问世,开启了现代计算机的篇章。

  计算机原理由冯·诺依曼(Von Neumann)与莫尔小组于1943年—1946年提出。在人类科技史上还没有一种科学可以与计算机的发展之快相提并论。计算机原理适用于科学计算、信息管理等领域。

  1943——1946年美国宾夕法尼亚大学研制的电子数字积分器和计算机ENIAC(Electronic Numerical And Computer)是世界上第一台电子多用途计算机。一般认为它是现代计算机的始祖。

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