电子元件造型_用电子元件制作的电脑系统
1.世界上第一台电子计算机的名字是
2.第一代电子计算机使用的逻辑元件是什么?
3.以采用的电子元件来划分,计算机的发展经历了什么,等四个时期
4.世界上第一台电子计算机
5.计算机的发展经历了哪4代?采用的主要元器件各是什么
计算机的产生是20世纪最重要的科学技术大事件之一。1946年美国宾夕法尼亚大学经过几年的艰苦努力,研制出世界上第一台电子计算机--埃尼阿克(ENIAC)。
一、 计算机的发展史:
根据计算机所采用的物理器件不同,可分为四个阶段。
第一代:电子管计算机,开始于1946年,结构上以CPU为中心,使用机器语言,速度慢、存储量小,主要用于数值计算。
第二代:晶体管计算机,开始于1958年,结构上以存储器为中心,使用高级语言应用范围扩大到数据处理和工业控制。
第三代:中小规模集成电路计算机,开始于1964年,结构上仍以存储器为中心,增加了多种外部设备,软件得到一定发展,计算机处理图像、文字和资料功能加强。
第四代:大、超大规模集成电路计算机,开始于1971年,应用更加广泛,出现了微型计算机。
计算机硬件发展的同时,软件始终伴随其步伐迅猛发展,就计算机的编程语言而言,也划分为三代。
第一代:机器语言。每条指令用二进制编码,效率很低。
第二代:汇编语言。用符号编程,和具体机器指令有关,效率不高。
第三代:高级语言:如FORTRAN、COBOL、BASIC、PASCAL等都属于高级语言。
二、我国计算机的发展
我国从1956年开始电子计算机科研和教学工作。
1983年12月研制成功每秒运行1亿次的"银河"巨型计算机;
1992年11月研制成功每秒运行10亿次的"银河Ⅱ"巨型计算机;
1997年研制成功每秒运行130亿次的"银河Ⅲ"巨型计算机。
三、计算机的发展趋势
计算机的发展向微型化和巨型化、多媒体化和网络化方向发展。
计算机的基本概念
计算机内所有的信息都是以二进制的形式表示的,单位是位。
位:计算机只认识由0或1组成的二进制数,二进制数中的每个0或1就是信息的最小单位,称为"位"(bit)。
字节:是衡量计算机存贮容量的单位。一个8位的二进制数据单元称一个字节(byte)。在计算机内部,一个字节可以表示一个数据,也可以表示一个英文字母或其他特殊字符,二个字节可以表示一个汉字。
字:在计算机中,作为一个整体单元进行存贮和处理的一组二进制数。一台计算机,字的二进制数的位数是固定的。
字长:一个字中包含二进制数位数的多少称为字长。字长是标志计算机精度的一项技术指标。
存贮器编址:为了便于对计算机内的数据进行有效的管理和存贮,需要对内存单元编号,即给每个存贮单元一个地址。每个存贮单元存放一个字节的数据。 如果需要对某一个存贮单元进行存贮,必须先知道该单元的地址,然后才能 对该单元进行信息的存取。
注意:存贮单元的地址和存贮单元中的内容是不同。
指令:指挥计算机进行基本操作的命令。
指令系统:一种计算机所能执行的全部指令的集合。
程序:按一定处理步骤编排的,能完成一定处理能力的指令序列。
计算机系统
计算机系统是由硬件系统和软件系统所组成的。
一、计算机的硬件系统
硬件系统由输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器组成。
其中运算器和控制器结合在一起,称为中央处理器(CPU)
CPU(即运算器和控制器)和存储器合称为主机。
输入设备:常见有键盘、鼠标、扫描仪等
输出设备:常见有显示器、打印机和绘图仪等;
中央处理器:又称CPU,它包括运算器和控制器。是计算机的核心部分。
我们平时所说的486、586、奔腾Ⅲ、奔腾Ⅳ指的是CPU的档次。
运算器:可以进行算术运算和逻辑运算;
控制器:是计算机的指挥系统,它的操作过程是取指令--分析指令,循环执行。
存储器:具有记忆功能的物理器件,用于存储信息。分为内存和外存。
内存:是半导体存储器,分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)。
ROM只可读出,不能写入,断电后内容还在;
RAM可随意写入读出,但断电后内容不存在。
外存:磁性存储器(软盘和硬盘);光电存储器(光盘),可以作为永久性存储器。
存储器的两个重要指标:存取速度和存储容量。内存的存取速度最快,软盘最慢。存储容量是存储的信息量,它用字节(Byte)作为基本单位,1个字节用8位二进制数表示,1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB。
二、计算机的软件系统
计算机软件系统分为系统软件和应用软件两大类。
系统软件:为了使用和管理计算机的软件;主要操作系统软件有Windows95/98/2000/NT, DOS, UCDOS,MS-DOS,Unix,,OS/2,Linux等。其中,WINDOWS是多任务可视化图形界面,DOS是字符命令形式的单任务操作系统。
应用软件:为了某个应用目的而编写的软件,主要有辅助教学软件,辅助设计软件、文字处理软件、工具软件以及其它的应用软件。
三、计算机的工作原理:
到目前为止,电子计算机的工作原理均采用冯·诺依曼的存储程序,并自动完成程序的设计思想.其工作过程如下图所示:
需要注意的是:程序中的数据,指令都采用数字化编码方式,保存在存储器中;程序中的指令必须是属于这台机器的指令系统.
四、计算机病毒
计算机病毒是一种程序,是人为设计的具有破坏性的程序.它往往使计算机不能正常工作.计算机病毒具有破坏性,传播性,可激发性,潜伏性,隐蔽性等特点.由于计算机病毒危害极大,需要注意隔离计算机病毒的来源,经常用杀病毒软件检查计算机系统和存储器.
计算机中有关数,编码的基本常识
(一)1.计算机是智能化的电器设备
计算机就其本身来说是一个电器设备,为了能够快速存储,处理,传递信息,其内部采用了大量的电子元件,在这些电子元件中,电路的通和断,电压高低,这两种状态最容易实现,也最稳定,也最容易实现对电路本身的控制.我们将计算机所能表示这样的状态,用0,1来表示,即用二进制数表示计算机内部的所有运算和操作.
2.二进制数的运算法则
二进制数运算非常简单,计算机很容易实现,其主要法则是:
0+0=0 0+1=1 1+0=1 1十1=10; 0 x 0=0 0 xl=0 1x 0= 0 1xl=1
由于运算简单,电器元件容易实现,所以计算机内部都用二进制编码进行数据的传送,计算.
3.十进制与二进制,八进制,十六进制数之间的相互转换
(1)数的进制与基数.
计数的进制不同,则它们的基数也不相同,如表1-l所示.
进制
基数
十进制数
典型示例(转换)
二进制
0,1
10,7,23
1010,111,10111
三进制
0,1,2
10,7,23
101,21,212
四进制
0,1,2,3
10,7,23
22,13,113
八进制
0,1,2,3,4,5,6,7
10,63,126
12,77,176
十进制
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
十六进制
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
10,63,254
A,3F,15E
(2)数的权
不同进制的数,基数不同,其每位上所代表的值的大小也不相同,我们称之为"权"
①十进制数,逢十进一.如,(219)10=2x102+1x101+9x100
②二进制数,逢二进一.如,(11010)2=lx24+lx23+0x22+lx21+0x20=26
③八进制数,逢八进一.如,(273)8= 2x82+7x81+3x80=187
④十六进制数,逢十六进一.如,(27B)16=2x162+7x161+11x160=635
从以上的计算中,可以看到,进制不同,基数不同,每位上权值大小也不相同,数值大小也不相同.
(3)十进制数转换成任意进制数
将十进制数转换成任意进制数的基本方法是:将十进制数除以所定的进制数反向取余.
例如:
①将39用二进制数表示,用如下的短除法,求余数,并反向取余.如果转换成二进制还可以用右边的2的N次幂表示.
短除法 39==>(100111)2
②将245用八进制数表示,我们可以用如下的短除法,求余数,并反向取余.
想一想,为什么要反向取余.对于十进制小数要转换成其他进制的数,则是不断将小数部分乘以进制数取整,作为转换后的小数部分,直到为零或精确到小数点后几位.如: (0.35)10≈(0.01011)2 (0.125)10=(0.001)2
(4)任意进制的数转换成十进制数
将任意进制数转换成十进制数的基本方法是按权展开,见(2)数的权内容.
(二)ASCII码 ( American Standard Code for Information Interchange )
美国的标准信息交换代码
将每个字符用7位的二进制数来表示,共有128种状态
大小字母,0…9,其它符号,控制符
' 0 ' ―― 48 ' A ' ―― 65 ' a ' ―― 97
(三)汉字信息编码
汉字输入码
汉字输入方法大体可分为:区位码(数字码),音码,形码,音形码.
· 区位码:优点是无重码或重码率低,缺点是难于记忆;
· 音码:优点是大多数人都易于掌握,但同音字多,重码率高,影响输入的速度;
· 形码:根据汉字的字型进行编码,编码的规则较多,难于记忆,必须经过训练才能较好地掌握;重码率低
· 音形码:将音码和形码结合起来,输入汉字,减少重码率,提高汉字输入速度;
2.汉字交换码
汉字交换码是指不同的具有汉字处理功能的计算机系统之间在交换汉字信息时所使用的代码标准.自国家标准GB2312-80公布以来,我国一直延用该标准所规定的国标码作为统一的汉字信息交换码.
GB2312-80标准包括了6763个汉字,按其使用频度分为一级汉字3755个和二级汉字3008个.一级汉字按拼音排序,二级汉字按部首排序.此外,该标准还包括标点符号,数种西文字母,图形,数码等符号682个.
区位码的区码和位码均采用从01到94的十进制,国标码采用十六进制的21H到73H(数字后加H表示其为十六进制数).区位码和国标码的换算关系是:区码和位码分别加上十进制数32.如"国"字在表中的25行90列,其区位码为2590,国标码是397AH.
* 由于GB2312-80是80年代制定的标准,在实际应用时常常感到不够,所以,建议处理文字信息的产品采用新颁布的GB18030信息交换用汉字编码字符集,这个标准繁,简字均处同一平台,可解决两岸三地间GB码与BIG5码间的字码转换不便的问题.
3.字形存储码
字形存储码是指供计算机输出汉字(显示或打印)用的二进制信息,也称字模.通常,采用的是数字化点阵字模.
一般的点阵规模有16×16,24×24,64×64等,每一个点在存储器中用一个二进制位(bit)存储.例如,在16×16的点阵中,需8×32 bit 的存储空间,每8 bit为1字节,所以,需32字节的存储空间.在相同点阵中,不管其笔划繁简,每个汉字所占的字节数相等.
为了节省存储空间,普遍采用了字形数据压缩技术.所谓的矢量汉字是指用矢量方法将汉字点阵字模进行压缩后得到的汉字字形的数字化信息.
(四)其它信息的数字化
图像信息的数字化
一幅图像可以看作是由一个个像素点构成,图像的信息化,就是对每个像素用若干个二进制数码进行编码.图像信息化后,往往还要进行压缩.
图像文件的后缀名有:bmp,gif,jpg,pdf等;
声音信息的数字化
自然界的声音是一种连续变化的模拟信息,可以采用A/D转换器对声音信息进行数字化.
声音文件的后缀名有:wav,mp3,mid等;
视频信息的数字化
视频信息可以看成连续变换的多幅图像构成,播放视频信息,每秒需传输和处理25幅以上的图像.视频信息数字化后的存储量相当大,所以需要进行压缩处理.
视频文件后缀名有:avi,mpg等;
机器数与真值
数有正,负两种,在计算机中数的符号是用数码表示的.一般情况下,用0表示正数,用1表示负数.通常符号位放在数的最高位.
机器数:连同符号位在一起作为一个数,称为机器数.
真值数:一个数的数值部分称为真值数.
如:x1=+1011011 x2=-1011011, 则X1的机器数是01011011,真值数是+1011011,X2的机器数是11011011,真值数是-1011011.
(一)数的定点表示和浮点表示
(1) 定点小数格式
任何一个M位的小数可以表示成:
N=Ns . N-1N-2…N-m (其中Ns 是符号位,其值表示的范围|N|<=1-2-m)
(2) 定点整数格式
任何一个N位带符号的整数都可表示为:
N=Ns Nn-1Nn-2…N0 (其中Ns 是符号位,其值表示的范围|N|<=2n-1)
(3) 数的浮点表示
浮点数是指小数点在数据中的位置可以左右移动的数.一个数N要用浮点表示可以写成:N=M·RE 其中M表示浮点数的尾数,E表示浮点数的指数或称为阶码,R指的是在这个指数下的基数.浮点数通常表示成如下格式:
Ms
E
M
1位 m位 n位
M:浮点数的尾数,用定点小数表示,小数点在尾数最高位之前,是默认的.尾数用于表示浮点数的有效位,其位数N的大小反映了此浮点数的精度.
E:浮点数的阶码,用定点整数表示.
Ms:浮点数的符号位,也就是尾数的符号位,一般放在整个浮点数的最高位.
(4)浮点数的规格化
当尾数用二进制数表示时,浮点规格化数定义尾数S应满足下面关系:
(I)对于正数,S应大于等于1/2,小于1,用二进制数表示为:
S=0.1******…(其中*为0或1)
(II)对于负数,如果尾数用原码表示,S应小于等于-1/2,大于-1,表示为:
S=1.1******…(其中*为0或1)
(III)机器零:当一个浮点数的尾数为0,不论其阶码为何值;或阶码的值遇到比它能表示的最小值还小时,不管其尾数为何值,计算机都把该浮点数看成零,即把阶码尾数全变为0,称它为机器0.
(二)二进制数值数据的编码方法
最常用的编码方法有原码表示法,补码表示法和反码表示法三种.
1,原码表示法
用机器数的最高(最左)一位代表符号,其余各位给出数值的绝对值.
[X]原=符号位+|X|(0代表正号,1代表负号)
真值零的原码表示法,有正零和负零两种表示:
[+0]原=00000 [-0]原=10000
2,补码表示法
如果X为正数,则:[X]补=[X]原
如果X为负数,则:[X]补=(把[X]原 除符号位外,其余各位全变反(0变1,1变0),再在最末位加1 )
[+0]补=[-0]补=0000
同理有:如果X为负数,则:[X]原=(把[X]补 除符号位外,其余各位全变反(0变1,1变0),再在最末位加1 )
3,反码表示法
如果X为正数,则:[X]反=[X]原
如果X为负数,则:[X]反=(把[X]原 除符号位外,其余各位全变反(0变1,1变0))
[+0]反=00000 [-0]反=11111
可见,如果真值X=0,则[X]补 有唯一的编码,[X]原 和 [X]反 都有两个不同的编码.
2 39
2 19 ……1
2 9 ……1
2 4 ……1
2 2 ……0
2 1 ……0
2 0 ……1
2的N次幂表示:(39)10=(100111)2= lx25+0x24+0x23+1x22+lx21+1x20
16×16点表示
世界上第一台电子计算机的名字是
第二代电子计算机使用的电子器件是晶体管,国外第二代电子计算机的生存期大约是1957-1964年。其软件开始使用面向过程的程序设计语言,如fortran、algol等。中国第一台晶体管计算机于1967年制成,运算速度为每秒五万次。第二代电子计算机的应用范围从科学计算扩展到数据处理、自动控制、企业管理等领域。
扩展资料:
1956年,国家成立中科院计算技术研究所筹备委员会,科研人员开始对计算机技术快速地消化吸收。国营738厂用时8个月,完成了第一部计算机的制造工作。
1958年8月1日,这部计算机完成了四条指令的运行,宣告中国人制造的第一架通用数字电子计算机的诞生。虽然起初该机的运算速度仅有每秒30次,但它也成为中国计算技术这门学科建立的标志。
103机研制成功后一年多,104机问世,运算速度提升到每秒1万次。1964年,第一部由中国完全自主设计的大型通用数字计算机119机研制成功,运算速度提升到每秒5万次。随后中国计算机的研发不断加速和升级,并创造着更多的第一。
1973年,中国第一部百万次集成电路大型计算机150机研制成功。紧接着1983年,中国第一部每秒运算亿次级计算机“银河一号”问世,它将中国带入了研制巨型机国家的行列。
百度百科——第二代电子计算机
第一代电子计算机使用的逻辑元件是什么?
世界上第一台电子计算机是ENIAC。
20世纪70年代以后,微处理机的出现,使电子计算机的应用越来越广泛。 电脑不仅在传统的科学计算领域发挥着越来越大的作用,而且在其他领域的应用也相当广泛,它已经遍及人类生活的各个领域,能帮助人们处理办公室事情,能帮助各级领导制定并实施科学的决策。
它是1946年2月14日,在美国宾夕法尼亚大学诞生的。
扩展资料1965年中科院计算所研制成功了中国第一台大型晶体管计算机:109乙机;对109乙机加以改进,两年后又推出109丙机,在中国两弹试制中发挥了重要作用,被用户誉为“功勋机”。
自第一代计算机诞生,计算机技术和工业一直处于高速发展的阶段。计算机科学已成为一门发展快、渗透性强、影响深远的学科,计算机产业已在世界范围内发展成为具有战略意义的产业。
电脑能帮助各级领导制定并实施科学的决策,能帮助各行各业的专家工作。许多需要人类大脑思维的工作都可以用计算机代替,电脑已经成为人脑的重要帮手。
百度百科——第一代电子计算机
以采用的电子元件来划分,计算机的发展经历了什么,等四个时期
电子管 第一代电子计算机使用“电子管”(真空管)作为主要的逻辑元件。世界上第一台电子计算机是一个庞然大物:它重30吨,占地150平方米,腹部装有18800个电子管。它诞生于1946年的宾夕法尼亚大学。第一代计算机的特点是,操作指令是为特定的任务而编制的。每台机器都有自己不同的机器语言,功能有限,速度慢。另一个明显的特点是使用真空管和磁鼓来存储数据。第二代电子计算机中使用的主要逻辑元件是晶体管。第三代电子计算机使用的主要逻辑元件是集成电路。ENIAC是世界上第一台电子计算机,占地170平方米,重30吨,每小时功耗约150千瓦,每秒可进行5000次运算。自第一代计算机诞生以来,计算机技术和产业一直处于高速发展阶段。计算机科学已经成为一门发展迅速、渗透力强、影响深远的学科,计算机产业已经发展成为世界战略性产业。计算机科学和计算机产业的发展程度已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志。电子管是最早的电信号放大器件之一。封装在玻璃容器(通常是玻璃管)中的阴极电子发射部分、控制栅极、加速栅极和阳极(屏电极)引线焊接在管座上。电调制信号通过电场注入真空中的控制栅极,在阳极得到信号放大或反馈振荡后的不同参数的信号数据。
世界上第一台电子计算机
第一代微电子管、第二代晶体管、第三代小规模集成电路、第四代大规模集成电路。
计算机是由硬件系统(hardware system)和软件系统(software system)两部分组成的。传统电脑系统的硬件单元一般可分为输入单元、输出单元、算术逻辑单元、控制单元及记忆单元,其中算术逻辑单元和控制单元合称中央处理单元(Center Processing Unit,CPU)。
扩展资料
计算机的主要特点
1、运算速度快:计算机内部电路组成,可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次,微机也可达每秒亿次以上,使大量复杂的科学计算问题得以解决。
例如:卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气算需要几年甚至几十年,而在现代社会里,用计算机只需几分钟就可完成。
2、计算精确度高:科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展,需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标,是与计算机的精确计算分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字,计算精度可由千分之几到百万分之几,是任何计算工具所望尘莫及的。
3、逻辑运算能力强:计算机不仅能进行精确计算,还具有逻辑运算功能,能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来,并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。
4、存储容量大:计算机内部的存储器具有记忆特性,可以存储大量的信息,这些信息,不仅包括各类数据信息,还包括加工这些数据的程序。
5、自动化程度高:由于计算机具有存储记忆能力和逻辑判断能力,所以人们可以将预先编好的程序组纳入计算机内存,在程序控制下,计算机可以连续、自动地工作,不需要人的干预。
6、性价比高:几乎每家每户都会有电脑,越来越普遍化、大众化,21世纪电脑必将成为每家每户不可缺少的电器之一。计算机发展很迅速,有台式的还有笔记本。
计算机的发展经历了哪4代?采用的主要元器件各是什么
世界第一台电子计算机问世是1946年2月15日,世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”(ENIAC)在美国研制成功。
美国国防部用它来进行弹道计算。世界上第一台电子计算机用了18000个电子管,占地150平方米,重达30吨,耗电功率约150千瓦,每秒钟可进行5000次运算。
ENIAC以电子管作为元器件,电子管计算机由于使用的电子管体积很大,耗电量大,易发热,因而工作的时间不能太长。扩展资料:
电子计算机已经部分地替代了人类大脑的功能。特别是20世纪70年代以后,微处理机的出现,使电子计算机的应用越来越广泛。
电脑不仅在传统的科学计算领域发挥着越来越大的作用,而且在其他领域的应用也相当广泛,它已经遍及人类生活的各个领域。
电子计算机能帮助人们处理办公室事情,能帮助各级领导制定并实施科学的决策,能帮助各行各业的专家工作。
百度百科-第一代电子计算机
计算机的发展经历了哪4代?采用的主要元器件各是什么
1:电子管时代,第一个电脑诞生。
2:电晶体时代,286至486型主机
3:积体电路时代,586发上电脑。事实上我们现在用的也是586型号的。与686 型号有点争议。但然双核应是686那是无疑的。因为以前总是一个核心,现 在是两个核心了。
4:巨型积体电路时,这个是我们现在的电脑时代。(586型电脑也积体电路的)
一、第一代(1946~1958):电子管数字计算机
二、第二代(1958~1964):电晶体数字计算机
三、第三代(1964~1971):积体电路数字计算机
四、第四代(1971年以后):大规模积体电路数字计算机
元器件:电子管 /电晶体/ 积体电路 /大规模积体电路
现代计算机的发展经历了哪几代?采用的主要元器件是什么?经历了4代,电子管,电晶体,积体电路,超大规模积体电路
电子计算机的发展已经历了四代,四代计算机的主要元器件分别
电子管、电晶体、积体电路、大规模积体电路。
1、计算机补充:
(1)第一代计算机是电子管计算机。
(2)第二代计算机是电晶体计算机。
(3)第三代计算机是积体电路计算机。
2、 INTEL4004,是微处理器(CPU)的开端,也是大规模积体电路发展的一大成果。
3、第四代计算机的起始时间:大规模积体电路计算机(1970年至现在)。
4、首次出现地点:在美国旧金山南部的矽谷应运而生,它开创了微型计算机的新时代。
电子计算机的发展已经历了四代,四代计算机的主要元器件分别是?电子管、电晶体、中小规模积体电路、大规模积体电路。
计算机的发展经历了四代,其中第一代计算机所采用的电子器件是?计算机的发展经历了四代,其中第一代计算机所采用的电子器件是:
电子管计算机,
按计算机采用的电子器件来划分,计算机的发展共经历了哪四代电子管时代 电晶体时代 积体电路 大规模积体电路
第四代计算机的主要元器件采用的是超大规模积体电路
计算机发展历程的4代各主要采用什么电子元器件1.第一代是电子管计算机,开始于1946年,结构上以中央处理器为中心,使用机器语言,储存量小,主要用于数值计算。
2.第二代是电晶体计算机,开始于1958年,结构上以储存器为中心,使用高阶程式设计语言,应用领域扩大到资料处理和工业控制等方面。
3.第三代是中小规模积体电路计算机,开始于1964年,这一代计算机仍然以储存器为中心,机种多样化、系列化,外部装置不断增加,功能不断扩大,软体的功能进一步完善,除了用于数值计算和资料处理外,已经可以处理影象、文字等资料。
4.第四代是大规模和超大规模积体电路计算机,开始于1971年,应用范围非常广泛,已经深入到社会生活和生产的众多方面。因为有了大规模和超大规模积体电路,计算机的核心部件可以整合在一块或几块晶片上,从而出现了微型计算机。
计算机总的发展方向,可以用“巨型化、微型化、网路化、智慧化、多媒体化”来概括。
计算机的主要元件发展经历了哪四代变化?子计算机的发展阶段通常以构成计算机的电子器件来划分,至今已经经历了四代,目前正在向第五代过渡。每一个发展阶段在技术上都是一次新的突破,在效能上都是一次质的飞跃。
1.第一代(1946-1957年),电子管计算机
它是一台电子数字积分计算机,取名为ENIAC。这台计算机是个庞然大物,共用了18000多个电子管、1500个继电器,重达30吨,占地170平方米,每小时耗电140千瓦,计算速度为每秒5000次加法运算。尽管它的功能远不如今天的计算机,但ENIAC作为计算机大家族的鼻祖,开辟了人类科学技术领域的先河,使资讯处理技术进入了一个崭新的时代。其主要特征如下:
(1)电子管原件,体积庞大、耗电量高、可靠性差、维护困难。
(2)运算速度慢,一般为每秒钟1千次到1万次。
(3)使用机器语言,没有系统软体。
(4)采用磁鼓、小磁芯作为储存器,储存空间有限。
(5)输入/输出装置简单,采用穿孔纸带或卡片。
(6)主要用于科学计算。
2.第二代(1958-1964年),电晶体计算机
电晶体的发明给计算机技术带来了革命性的变化。第二代计算机采用的主要元件是电晶体,称为电晶体计算机。计算机软体有了较大发展,采用了监控程式,这是作业系统的雏形。第二代计算机有如下特征:
(1)采用电晶体元件作为计算机的器件,体积大大缩小,可靠性增强,寿命延长。
(2)运算速度加快,达到每秒几万次到几十万次。
(3)提高了操纵系统的概念,开始出现了组合语言,产生了如FORTRAN和COBOL等高阶程式设计语言和批处理系统。
(4)普遍采用磁芯作为记忆体储器,磁碟、磁带作为外储存器,容量大大提高。
(5)计算机应用领域扩大,从军事研究、科学计算扩大到资料处理和实时过程控制等领域,并开始进入商业市场。
3.第三代(1965-1969年),中小规模积体电路计算机
20世纪60年代中期,伴随着半导体工艺的发展,已制造出了积体电路元件。积体电路可在几平方毫米的单晶矽片上整合十几个甚至上百个电子元件。计算机开始采用中小规模的积体电路元件,这一代计算机比电晶体计算机体积更小,耗电更少,功能更强,寿命更长,综合性能也得到了进一步提高。具体如下主要特征:
(1)采用中小规模积体电路元件,体积进一步缩小,寿命更长。
(2)记忆体储器使用半导体储存器,效能优越,运算速度加快,每秒可达几百万次。
(3)外围装置考试出现多样化。
(4)高阶语言进一步发展,作业系统的出现,使计算机功能更强,提出了结构化程式的设计思想。
(5)计算机应用范围扩大到企业管理和辅助设计等领域。
4.第四代(1971年至今),大规模积体电路计算机
随着20世界70年代初积体电路制造技术的飞速发展,产生了大规模积体电路元件,使计算机进入了一个新的时代,即大规模和超大规模积体电路计算机时代。这一时期的计算机的体积、重量、功耗进一步减少,运算速度、储存容量、可靠性有了大幅度的提高。其主要特征如下:
(1)采用了大规模和超大规模积体电路逻辑元件,体积与第三代相比进一步缩小,可靠性更高,寿命更长。
(2)运算速度加快,每秒可达集千万次到几十亿次。
(3)系统软体和应用软体获得了巨大的发展,软体配置丰富,程式设计部分自动化。
(4)计算机网路技术、多媒体技术、分散式处理技术有了很大的发展,微型计算机大量进入家庭,产品更新速度加快。
(5)计算机在办公自动化、资料库管理、影象处理、语言设别和专家系统等各个领域得到应用,电子商务已开始进入到了家庭,计算机的发展进入到了一个新的历史时期。
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