1.1.1 计算机的发展史

人类所使用的计算工具是随着生产的发展和社会的进步，从简单到复杂、从低级到高级的发展过程，计算工具相继出现了如算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。1946年，世界上第一台电子数字计算机（ENIAC）在美国诞生。这台计算机共由18000多个电子管组成，占地170m2，总重量为30t，耗电140kW，运算速度达到每秒进行5000次加法、300次乘法。

电子计算机在短短的50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，应用领域越来越广泛，目前正在朝智能化（第五代）计算机方向发展。

图1.1 第一台计算机ENIAC

1．第一代电子计算机

第一代电子计算机的发展是在1946—1958年。它们体积较大，运算速度较低，存储容量不大，而且价格昂贵，使用也不方便。为了解决某一个问题，所编制程序的复杂程度难以表述。这一代计算机主要用于科学计算，只在重要部门或科学研究部门使用，如图1.1所示。

2．第二代电子计算机

第二代计算机的发展是在1958—1965年。它们全部采用晶体管作为电子器件，运算速度比第一代计算机的速度提高了近百倍，体积为原来的几十分之一。在软件方面开始使用计算机算法语言。这一代计算机不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务处理及工业控制。

3．第三代电子计算机

第三代计算机的发展是在1965—1970年。这一时期的主要特征是计算机以中、小规模集成电路为电子器件，并且出现操作系统，使其功能越来越强，应用范围越来越广。它们不仅应用于科学计算，还应用于文字处理、企业管理、自动控制等领域，出现了计算机技术与通信技术相结合的管理信息系统，可应用于生产管理、交通管理、情报检索等领域。

4．第四代电子计算机

第四代计算机是指从1970年以后采用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）为主要电子器件制成的计算机。例如80386微处理器，在面积约为10mm×10mm的单个芯片上，可以集成大约32万个晶体管。

第四代计算机的另一个重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机。

5．第五代计算机

第五代计算机将把信息采集、存储、处理、通信和人工智能结合在一起，具有形式推理、联想、学习和解释能力。它的系统结构可突破传统的冯·诺依曼机器的概念，实现高度的并行处理。