计算机硬件发展

计算机硬件发展 不管是网站也好`是复制的也好`有的就发`
要是有清楚一点的多给分`~

现代计算机的诞生和发展 现代计算机问世之前,计算机的发展经历了机械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。

早在17世纪,欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机。1642年,法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置,制成了最早的十进制加法器。1678年,德国数学家莱布尼兹制成的计算机,进一步解决了十进制数的乘、除运算。

英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想,每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程。1884年,巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型,但限于当时的技术条件而未能实现。

巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间,电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展,在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管;在系统技术方面,相继发明了无线电报、电视和雷达……。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。

与此同时,数学、物理也相应地蓬勃发展。到了20世纪30年代,物理学的各个领域经历着定量化的阶段,描述各种物理过程的数学方程,其中有的用经典的分析方法已根难解决。于是,数值分析受到了重视,研究出各种数值积分,数值微分,以及微分方程数值解法,把计算过程归结为巨量的基本运算,从而奠定了现代计算机的数值算法基础。

社会上对先进计算工具多方面迫切的需要,是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后,各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山,已经阻碍了学科的继续发展。特别是第二次世界大战爆发前后,军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间,德国、美国、英国部在进行计算机的开拓工作,几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究。

德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3,已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征。在美国,1940~1947年期间也相继制成了继电器计算机MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。不过,继电器的开关速度大约为百分之一秒,使计算机的运算速度受到很大限制。

电子计算机的开拓过程,经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加式程序”到“存储程序”的演变。1938年,美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件。1943年,英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机,在第二次世界大战中得到了应用。

1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC),最初也专门用于火炮弹道计算,后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机,运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机。但是,这种计算机的程序仍然是外加式的,存储容量也太小,尚未完全具备现代计算机的主要特征。

新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案—电子离散变量自动计算机(EDVAC)。随后于1946年6月,冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7~8月间,他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》,推动了存储程序式计算机的设计与制造。

1949年,英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC);美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。至此,电子计算机发展的萌芽时期遂告结束,开始了现代计算机的发展时期。

在创制数字计算机的同时,还研制了另一类重要的计算工具——模拟计算机。物理学家在总结自然规律时,常用数学方程描述某一过程;相反,解数学方程的过程,也有可能采用物理过程模拟方法,对数发明以后,1620年制成的计算尺,己把乘法、除法化为加法、减法进行计算。麦克斯韦巧妙地把积分(面积)的计算转变为长度的测量,于1855年制成了积分仪。

19世纪数学物理的另一项重大成就——傅里叶分析,对模拟机的发展起到了直接的推动作用。19世纪后期和20世纪前期,相继制成了多种计算傅里叶系数的分析机和解微分方程的微分分析机等。但是当试图推广微分分析机解偏微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时,人们逐渐认识到模拟机在通用性和精确度等方面的局限性,并将主要精力转向了数字计算机。

电子数字计算机问世以后,模拟计算机仍然继续有所发展,并且与数字计算机相结合而产生了混合式计算机。模拟机和混合机已发展成为现代计算机的特殊品种,即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具。

20世纪中期以来,计算机一直处于高速度发展时期,计算机由仅包含硬件发展到包含硬件、软件和固件三类子系统的计算机系统。计算机系统的性能—价格比,平均每10年提高两个数量级。计算机种类也一再分化,发展成微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机),以及各种专用机(如各种控制计算机、模拟—数字混合计算机)等。

计算机器件从电子管到晶体管,再从分立元件到集成电路以至微处理器,促使计算机的发展出现了三次飞跃。

在电子管计算机时期(1946~1959),计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时,主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型,通常按此对计算机进行分类。

到了晶体管计算机时期(1959~1964),主存储器均采用磁心存储器,磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展,而且中、小型计算机,特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。

1964年,在集成电路计算机发展的同时,计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位,磁盘成了不可缺少的辅助存储器,并且开始普遍采用虚拟存储技术。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展,以及微程序技术的发展和应用,计算机系统中开始出现固件子系统。

20世纪70年代以后,计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平,微处理器和微型计算机应运而生,各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用,对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了。

微型计算机在社会上大量应用后,一座办公楼、一所学校、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机。实现它们互连的局部网随即兴起,进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。

在电子管计算机时期,一些计算机配置了汇编语言和子程序库,科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。在晶体管计算机阶段,事务处理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言,和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型,使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。

进入集成电路计算机发展时期以后,在计算机中形成了相当规模的软件子系统,高级语言种类进一步增加,操作系统日趋完善,具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强,明显地改变了计算机的使用属性,使用效率显著提高。

在现代计算机中,外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上,其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强,既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合,又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。

外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类。辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等;输入输出设备又分为输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中,对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备等。

新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理,而且能面向知识处理,具有形式化推理、联想、学习和解释的能力,将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2013-12-20
计算机的发展

自从1946年2月现代电子计算机的鼻祖ENIAC(electronic numerical integrator and computer)在美国宾夕法尼亚大学问世以后,短短50年里,计算机技术经历了巨大的变革。

学术界经常使用器件(硬件)划分计算机的发展史。

如第一代电子管计算机(1947~1957),第二代晶体管计算机(1958~1964),第三代集成电路计算机(1964~1972),第四代大规模集成电路计算机(1972~),目前提出了所谓的第五代(或新一代)计算机。

从1946年到50年代后期(1946~1957)为电子管计算机时期。计算机的元器件主要由电子管(vacuum tube)组成。其特点是体积庞大、功耗高、运算速度较低。如ENIAC占地170m 2 ,重达30t,功耗为140kW,有18000多个电子管,每秒钟能进行5000次加法计算。这一阶段,计算机主要用于军事、国防等尖端技术领域。除了ENIAC以外,1945年左右,冯·诺依曼等人在研制EDVAC(electronic discrete variable computer)时,提出了存储程序(stored-program)概念,奠定了以后计算机发展的基石。IBM公司1954年12月推出的IBM650是第一代计算机的代表。从20世纪50年代后期到60年代中期(1958~1964)为晶体管计算机时期。

自从1947年晶体管(transistor)在贝尔实验室诞生后,引发了一场影响深远的电子革命。体积小、功耗低、价格便宜的晶体管取代了电子管,不仅提高了计算机的性能,也使计算机在科研、商业等领域内广泛地被应用。第二代计算机不仅采用了晶体管器件,而且存储器改用速度更快的磁芯存储器;与此同时高级编程语言和系统软件的出现,也大大提高了计算机的性能和拓宽了其应用领域。这一时期计算机的代表主要有DEC公司1957年推出的PDP-I、IBM公司于1962年推出的7094以及CDC公司1964年研制成功的CDC6600。1969年CDC公司研制的DCD7600平均速度达到每秒千万次浮点运算。

从20世纪60年代中期到70年代初期(1965~1972)为集成电路计算机时代。第一代和第二代计算机均采用分离器件(discrete component)组成。集成电路(integrated circuit)的出现,宣告了第三代计算机的来临。由于采用了集成电路,使得计算机的制造成本迅速下降;同时因为逻辑和存储器件集成化的封装,大大提高了运行速度,功耗也随之下降;集成电路的使用,使得计算机内各部分的互联更加简单和可靠,计算机的体积也进一步缩小。这一时期的代表为IBM的system/360和DEC的PDP-8。

从20世纪70年代初期到70年代后期(1972~1978)为大规模集成电路(LSI)计算机时代。20世纪70年代初半导体存储器的出现,迅速取代了磁芯存储器,计算机的存储器向大容量、高速度的方向飞速发展。存储器芯片从1kbit,4kbit,16kbit,64kbit,256kbit,1Mbit,4Mbit发展到16Mbit(1992年)。

接着就进入了超大规模集成电路(VLSI)计算机时代。随着技术的日新月异,软件和通信的重要性也逐步上升,成为和硬件一样举足轻重的因素。同时系统结构的特点对计算机的性能也有巨大的影响(中断系统、Cache存储器、流水线技术等等)。实际上在第三代计算机以后,就很难找到一个统一的标准进行划分。

也可以从应用的观点来划分计算机的发展史。最早的应用是军事上的需要,如炮弹弹道计算,核武器的设计等;其次是广泛地用于科学计算,工程设计计算;第三阶段是大量用于管理,现在计算机的80%以上用于管理;再接着是计算机辅助设计(CAD)和辅助制造(CAM);进入90年代,计算机的应用已趋向于综合化和智能化,例如在一个企业里,计算机不仅用于科学计算、辅助设计和辅助制造,还用于辅助管理和辅助决策(MIS与DSS),以及办公自动化(OA)等等,使设计、生产自动化和管理自动化融为一体,形成所谓计算机集成制造系统(CIMS-Computer Integrated Manufacturing System),再发展下去就是工厂自动化(Factory Automation)或称无人工厂。DSS(Decision Support System)/ES(Expert System)利用人工智能(AI———Artifcation Inˉtelligence)技术,让计算机代替人判断、推理,寻找最优方案,以辅助决策者决策。目前更流行的是认为计算机的发展经过了三次浪潮(wave)。

不同年代的各种计算机:

最早的计算机

老式计算机内部

老式卧式的计算机

老式立式计算机

改进的立式计算机

现代液晶屏幕计算机

手提电脑

计算机的发展第一个浪潮是单个主机(Mainframe)的时期,以IBM360、370为代表的大型机的出现,其特点是以批处理为主,主要用于大规模科学计算。

第二次浪潮为客户机/服务器(Client/Server)的时期,这时期出现了小型机、微型机和局域网。其特点是多用户分时处理。

第三个浪潮是70~80年代的微型计算机PC(Personal Computer)的出现。现在正处于第三次浪潮,网络计算机的时期,即以网络为中心或以网络为基础的计算机时期。

目前计算机向综合的方向发展,将各种计算机的特点和优点综合起来,并结合了多媒体技术、通信技术等,把人类带入了网络社会。
第2个回答  2013-12-20
18个月计算能力就能提升一级```就是我这速度
相似回答