计算机的发展阶段,特点,分类,应用及发展趋势是怎样的?

发布网友 发布时间：2022-04-23 07:10

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热心网友 时间：2022-04-28 02:55

电脑的学名为电子计算机，是由早期的电动计算器发展而来的。
通常说到“世界公认的第一台电子数字计算机”大多数人都认为是1946年面世的“ENIAC”，它主要是用于计算弹道。是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造的，但它的体积庞大，占地面积170多平方米，重量约30吨，消耗近140千瓦的电力。显然，这样的计算机成本很高，使用不便。这个说法被计算机基础教科书上普遍采用,事实上在1973年根据美国最高*的裁定,最早的电子数字计算机,应该是美国爱何华大学的物理系副教授约翰·阿坦那索夫和其研究生助手克利夫·贝瑞Clifford E. Berry ，1818-1963）于1939年10月制造的"ABC"(Atanasoff- Berry-Computer）。之所以会有这样的误会，是因为“ENIAC”的研究小组中的一个叫莫克利的人于1941年剽窃了约翰·阿坦那索夫的研究成果，并在1946年时，申请了专利。由于种种原因直到1973年这个错误才被扭转过来。（具体情况参阅百度百科----“约翰·阿坦那索夫”词条，希望大家记住ABC和约翰·阿坦那索夫，希望以后的教科书能够修改这个错误）。后来为了表彰和纪念约翰·阿坦那索夫在计算机领域内作出的伟大贡献，1990年美国前总统布什授予约翰·阿坦那索夫全美最高科技奖项----“国家科技奖”。
1956年，晶体管电子计算机诞生了，这是第二代电子计算机。只要几个大一点的柜子就可将它容下，运算速度也大大地提高了。1959年出现的是第三代集成电路计算机。
最初的计算机由约翰·冯·诺依曼发明(那时电脑的计算能力相当于现在的计算器)，有三间库房那么大，后逐步发展而成。
从20世纪70年代开始，这是电脑发展的最新阶段。到1976年，由大规模集成电路和超大规模集成电路制成的“克雷一号”，使电脑进入了*。超大规模集成电路的发明，使电子计算机不断向着 小型化、微型化、低功耗、智能化、系统化的方向更新换代。
20世纪90年代，电脑向“智能”方向发展，制造出与人脑相似的电脑，可以进行思维、学习、记忆、网络通信等工作。
进入21世纪，电脑更是笔记本化、微型化和专业化，每秒运算速度超过100万次，不但操作简易、价格便宜，而且可以代替人们的部分脑力劳动，甚至在某些方面扩展了人的智能。于是，今天的微型电子计算机就被形象地称做电脑了。
世界上第一台个人电脑由IBM于1980年推出。IBM推出以英特尔的x86的硬体架构及微软公司的MS-DOS操作系统的个人电脑，并制定以PC/AT为PC的规格。之后由英特尔所推出的微处理器以及微软所推出的操作系统发展几乎等同于个人电脑的发展历史。Wintel架构全面取代了IBM在个人电脑主导的地位。
从计算机的类型、运行方式、构成器件、操作原理、应用状况等划分，计算机有多种分类。
从数据表示来说，计算机可分为数字计算机、模拟计算机以及混合计算机三类；
数字计算机按构成的器件划分，曾有机械计算机和机电计算机，现用的电子计算机，正在研究的光计算机、量子计算机、生物计算机、神经计算机等等。
电子计算机就其规模或系统功能而言，可分为巨型、大型、中型、小型、微型计算机和单片机。
综合起来说，计算机的分类是这样的：
(1)按照性能指标分类
① 巨型机： 高速度、大容量
② 大型机： 速度快、应用于军事技术科研领域
③ 小型机： 结构简单、造价低、性能价格比突出
④ 微型机： 体积小、重量轻、价格低
(2)按照用途分类
① 专用机： 针对性强、特定服务、专门设计
② 通用机： 科学计算、数据处理、过程控制解决各类问题
(3)按照原理分类
① 数字机： 速度快、精度高、自动化、通用性强
② 模拟机： 用模拟量作为运算量，速度快、精度差
③ 混合机： 集中前两者优点、避免其缺点，处于发展阶段
不论何种计算机，它们都是由硬件和软件所组成，两者是不可分割的。人们把没有安装任何软件的计算机称为裸机。
硬件
计算机系统中所使用的电子线路和物理设备，是看得见、摸得着的实体，如*处理器（ CPU ）、存储器、外部设备（输入输出设备、I／O设备）及总线等。
①存储器。主要功能是存放程序和数据，程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象。存储器是由存储体、地址译码器 、读写控制电路、地址总线和数据总线组成。能由*处理器直接随机存取指令和数据的存储器称为主存储器，磁盘、磁带、光盘等大容量存储器称为外存储器（或辅助存储器） 。由主存储器、外部存储器和相应的软件，组成计算机的存储系统。
②*处理器的主要功能是根据存储器内的程序 ，逐条地执行程序所指定的操作。*处理器的主要组成部分是：数据寄存器、指令寄存器、指令译码器、算术逻辑部件、操作控制器、程序计数器（指令地址计数器 )、地址寄存器等。
③外部设备是用户与机器之间的桥梁。输入设备的任务是把用户要求计算机处理的数据、字符、文字、图形和程序等各种形式的信息转换为计算机所能接受的编码形式存入到计算机内。输出设备的任务是把计算机的处理结果以用户需要的形式(如屏幕显示、文字打印、图形图表、语言音响等）输出。输入输出接口是外部设备与*处理器之间的缓冲装置，负责电气性能的匹配和信息格式的转换。
软件
对能使计算机硬件系统顺利和有效工作的程序集合的总称。程序总是要通过某种物理介质来存储和表示的 ，它们是磁盘、磁带、程序纸、穿孔卡等，但软件并不是指这些物理介质，而是指那些看不见、摸不着的程序本身。可靠的计算机硬件如同一个人的强壮体魄，有效的软件如同一个人的聪颖思维。
计算机的软件系统可分为系统软件和应用软件两部分。系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调度、监视和服务。应用软件是指各个不同领域的用户为各自的需要而开发的各种应用程序。计算机软件系统包括：
①操作系统 :系统软件的核心，它负责对计算机系统内各种软、硬资源的管理、控制和监视。
②数据库管理系统:负责对计算机系统内全部文件、资料和数据的管理和共享。
③编译系统:负责把用户用高级语言所编写的源程序编译成机器所能理解和执行的机器语言。
④网络系统:负责对计算机系统的网络资源进行组织和管理，使得在多*立的计算机间能进行相互的资源共享和通信。
⑤标准程序库:按标准格式所编写的一些程序的集合，这些标准程序包括求解初等函数、线性方程组、常微分方程、数值积分等计算程序。
⑥服务性程序:也称实用程序。为增强计算机系统的服务功能而提供的各种程序 ，包括对用户程序的装置、连接、编辑、查错、纠错、诊断等功能。为了使计算机能算得快和准、记得多和牢，数十年来，对提高单机中的*处理器的处理速度

热心网友 时间：2022-04-28 04:13

计算机发展史的四个阶段

互联网时代已经到来了，小编推荐你不可不知的计算机发展历史的四个阶段，让你更加了解计算机。

世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学研制成功，它的名称叫ENIAC(埃尼阿克)，是电子数值积分式计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的缩写。它使用了17468个真空电子管，耗电174千瓦，占地170平方米，重达30吨，每秒钟可进行5000次加法运算。虽然它还比不上今天最普通的一台微型计算机，但在当时它已是运算速度的绝对冠军，并且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。以圆周率(π)的计算为例，中国的古代科学家祖冲之利用算筹，耗费15年心血，才把圆周率计算到小数点后7位数。一千多年后，英国人香克斯以毕生精力计算圆周率，才计算到小数点后707位。而使用ENIAC进行计算，仅用了40秒就达到了这个记录，还发现香克斯的计算中，第528位是错误的。
ENIAC奠定了电子计算机的发展基础，在计算机发展史上具有划时代的意义,它的问世标志着电子计算机时代的到来。 ENIAC诞生后，数学家冯·诺依曼提出了重大的改进理论，主要有两点：其一是电子计算机应该以二进制为运算基础，其二是电子计算机应采用"存储程序"方式工作，并且进一步明确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。冯·诺依曼的这些理论的提出，解决了计算机的运算自动化的问题和速度配合问题，对后来计算机的发展起到了决定性的作用。直至今天，绝大部分的计算机还是采用冯·诺依曼方式工作。
ENIAC诞生后短短的几十年间，计算机的发展突飞猛进。主要电子器件相继使用了真空电子管，晶体管，中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路，引起计算机的几次更新换代。每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小，功能大大增强，应用领域进一步拓宽。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现，使得计算机迅速普及，进入了办公室和家庭，在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。目前，计算机的应用已扩展到社会的各个领域。可将计算机的发展过程分成以下几个阶段：

第一代(1946~1957年)是电子计算机，它的基本电子元件是电子管，内存储器采用水银延迟线，外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。由于当时电子技术的*，运算速度只是每秒几千次~几万次基本运算，内存容量仅几千个字。因此，第一代计算机体积大，耗电多，速度低，造价高，使用不便;主要局限于一些军事和科研部门进行科学计算。软件上采用机器语言，后期采用汇编语言。
第二代(1958~1970年)是晶体管计算机。1948年，美国贝尔实验室发明了晶体管，10年后晶体管取代了计算机中的电子管，诞生了晶体管计算机。晶体管计算机的基本电子元件是晶体管，内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯存储器。与第一代电子管计算机相比，晶体管计算机体积小，耗电少，成本低，逻辑功能强，使用方便，可靠性高。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(1963~1970年)是集成电路计算机。随着半导体技术的发展，1958年夏，美国德克萨斯公司制成了第一个半导体集成电路。集成电路是在几平方毫米的基片，集中了几十个或上百个电子元件组成的逻辑电路。第三代集成电路计算机的基本电子元件是小规模集成电路和中规模集成电路，磁芯存储器进一步发展，并开始采用性能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒几十万次基本运算。由于采用了集成电路，第三代计算机各方面性能都有了极大提高：体积缩小，价格降低，功能增强，可靠性大大提高。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。
*(1971年~日前)是大规模集成电路计算机。随着集成了上千甚至上万个电子元件的大规模集成电路和超大规模集成电路的出现，电子计算机发展进入了*。*计算机的基本元件是大规模集成电路，甚至超大规模集成电路，集成度很高的半导体存储器替代了磁芯存储器，运算速度可达每秒几百万次，甚至上亿次基本运算。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

热心网友 时间：2022-04-28 05:48

一、计算机的发展阶段
第1代：电子管数字机（1946—1958年）
第2代：晶体管数字机（1958—19年）
第3代：集成电路数字机（19—1970年）
第4代：大规模集成电路机（1970年至今）
二、计算机各发展阶段的特点：
电子管数字机：在硬件方面，逻辑元件采用的是真空电子管，主存储器采用汞延迟线、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。
晶体管数字机：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。
集成电路数字机：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。
大规模集成电路机：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。
三、现代计算机的分类：
超级计算机：通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。
个人电脑：包括台式机、电脑一体机、笔记本电脑、掌上电脑、平板电脑等。
网络计算机：由服务器、工作站、集线器、交换机、路由器等组成的网络服务系统。
工控机：是一种采用总线结构，对生产过程及其机电设备、工艺装备进行检测与控制的计算机系统总称。主要有PC总线工业电脑（IPC）、可编程控制系统（PLC）、分散型控制系统（DCS）、现场总线系统（FCS）、数控系统（CNC）五种。
嵌入式系统：是一种以应用为中心、以微处理器为基础，软硬件可裁剪的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。它是计算机市场中增长最快的领域，也是种类繁多，形态多种多样的计算机系统。嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上pda、计算器、电视机顶盒、手机、数字电视、多媒体播放器、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。
四、计算机的应用：
信息管理：包括信息处理及科学计算。信息处理具体包括数据的采集、存储、加工、分类、排序、检索和发布等一系列工作。科学计算是计算机最早的应用领域，是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数值计算问题。
过程控制：过程控制是利用计算机实时采集数据、分析数据，按最优值迅速地对控制对象进行自动调节或自动控制。采用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的时效性和准确性，从而改善劳动条件、提高产量及合格率。
辅助技术：包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助教学（CAI）
翻译：机译消除了不同文字和语言间的隔阂，堪称高科技造福人类之举。但机译的译文质量长期以来一直是个问题，离理想目标仍相差甚远。
多媒体技术：文本、音频、视频、动画、图形和图像等各种媒体综合起来，构成一种全新的概念—“多媒体”。
计算机网络：是由一些的和具备信息交换能力的计算机互联构成，以实现资源共享的系统。计算机在网络方面的应用使人类之间的交流跨越了时间和空间障碍。
五、计算机的发展趋势：
巨型化：是指为了适应尖端科学技术的需要，发展高速度、大存储容量和功能强大的超级计算机。
微型化：为人们提供便捷的服务，未来计算机仍会不断趋于微型化，体积将越来越小。
网络化：未来计算机将会进一步向网络化方面发展，无线网络将会越来越普及。
人工智能化：人类不断在探索如何让计算机能够更好的反应人类思维，使计算机能够具有人类的逻辑思维判断能力，可以通过思考与人类沟通交流，抛弃以往的依靠通过编码程序来运行计算机的方法，直接对计算机发出指令。
多媒体化：多媒体技术可以集图形、图像、音频、视频、文字为一体，使信息处理的对象和内容更加接近真实世界。
技术结合：计算机微型处理器（CPU）以晶体管为基本元件，随着处理器的不断完善和更新换代的速度加快，计算机结构和元件也会发生很大的变化。随着光电技术、量子技术和生物技术的发展，对新型计算机的发展具有极大的推动作用。