計(jì)算機(jī)發(fā) 展史

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1、計(jì)算機(jī)發(fā)展史姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：摘要：從世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明開始，在近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，計(jì)算機(jī)技術(shù)經(jīng)歷了天翻地覆的變化。本文以時(shí)間為順序，詳細(xì)敘述了計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；馮·諾依曼；集成電路一．引言計(jì)算機(jī)作為20世紀(jì)最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)發(fā)明之一，對(duì)人類的生產(chǎn)活動(dòng)和社會(huì)活動(dòng)產(chǎn)生了極其重要的影響，并以強(qiáng)大的生命力飛速發(fā)展。它的應(yīng)用領(lǐng)域從最初的軍事科研應(yīng)用擴(kuò)展到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，已形成了規(guī)模巨大的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)了全球范圍的技術(shù)進(jìn)步，由此引發(fā)了深刻的社會(huì)變革，計(jì)算機(jī)已遍及一般學(xué)校、企事業(yè)單位，進(jìn)入尋常百姓家，

2、成為信息社會(huì)中必不可少的工具。二．計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史設(shè)計(jì)出可以自行計(jì)算的機(jī)器，自古以來就是人類的一個(gè)夢(mèng)想。早在公元前5世紀(jì)，中國(guó)人已經(jīng)開始用算籌作為計(jì)算工具。后來，人們發(fā)明了算盤，并在15世紀(jì)得到廣泛采用。在西方，數(shù)學(xué)家們利用對(duì)數(shù)運(yùn)算，發(fā)明計(jì)算尺。1673年，數(shù)學(xué)家萊布尼茨發(fā)明了乘法機(jī)，這是第一臺(tái)可以運(yùn)行完整的四則運(yùn)算的計(jì)算機(jī)。19世紀(jì)初，法國(guó)的J.M雅卡爾發(fā)明了用穿孔卡片來控制的紡織機(jī)，是一種能依照一定的“程序”自動(dòng)控制的計(jì)算機(jī)，這是“程序”第一次出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)器中。這種思想給當(dāng)時(shí)的科學(xué)家們帶來了一個(gè)新的希望。1.第一

3、代：電子管計(jì)算機(jī)（1946-1957）1.1背景1883年，托馬斯·愛迪生正在為尋找電燈泡最佳燈絲材料，曾做過一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)。他在真空電燈泡內(nèi)部碳絲附近安裝了一小截銅絲，希望銅絲能阻止碳絲蒸發(fā)。但是他失敗了，他無意中發(fā)現(xiàn)，沒有連接在電路里的銅絲，卻因接收到碳絲發(fā)射的熱電子產(chǎn)生了微弱的電流。當(dāng)時(shí)愛迪生正潛心研究城市電力系統(tǒng)，沒重視這個(gè)現(xiàn)象。但他為這一發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)了專利，并命名為“愛迪生效應(yīng)”。1904年，世界上第一只電子二極管在英國(guó)物理學(xué)家弗萊明的手下誕生，這使愛迪生效應(yīng)具有了實(shí)用價(jià)值。1906年，美國(guó)發(fā)明家德福雷斯特，

4、在二極管的燈絲和板極之間巧妙地加了一個(gè)柵板，從而發(fā)明了第一只真空三極管。電子管的問世為計(jì)算機(jī)科學(xué)家們提供了一種新技術(shù)，便是用電設(shè)備取代機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算。1.2發(fā)展過程1946年2月14日，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)正式對(duì)外公開了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC。它使用了17468個(gè)真空電子管，耗電174千瓦，占地170平方米，重達(dá)30噸，每秒鐘可進(jìn)行5000次加法運(yùn)算。雖然它還比不上今天最普通的一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，但在當(dāng)時(shí)它已是運(yùn)算速度的絕對(duì)冠軍，并且其運(yùn)算的精確度和準(zhǔn)確度也是史無前例的。ENIAC奠定了電子計(jì)算機(jī)的

5、發(fā)展基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義,它的問世標(biāo)志著電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來。ENIAC誕生后，數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了重大的改進(jìn)理論，主要有兩點(diǎn)：其一是電子計(jì)算機(jī)應(yīng)該以二進(jìn)制為運(yùn)算基礎(chǔ)，其二是電子計(jì)算機(jī)應(yīng)采用"存儲(chǔ)程序"方式工作，并且進(jìn)一步明確指出了整個(gè)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由五個(gè)部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入裝置和輸出裝置。馮·諾依曼的這些理論的提出，解決了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算自動(dòng)化的問題和速度配合問題，對(duì)后來計(jì)算機(jī)的發(fā)展起到了決定性的作用。直至今天，絕大部分的計(jì)算機(jī)還是采用馮·諾依曼方式工作。電子管計(jì)算機(jī)的基本電子元

6、件是電子管，內(nèi)存儲(chǔ)器采用水銀延遲線，外存儲(chǔ)器主要采用磁鼓、紙帶、卡片、磁帶等。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的限制，運(yùn)算速度只是每秒幾千次~幾萬次基本運(yùn)算，內(nèi)存容量?jī)H幾千個(gè)字。因此，第一代計(jì)算機(jī)體積大，耗電多，速度低，造價(jià)高，使用不便;主要局限于一些軍事和科研部門進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。1.第二代：晶體管計(jì)算機(jī)（1957-1964）2.1背景雖然第一代計(jì)算機(jī)的問世具有劃時(shí)代的意義，但其所使用的電子管元件在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量太多，可靠性較差，運(yùn)算速度不快，價(jià)格昂貴，體積龐大，這些都使計(jì)算機(jī)的普及及應(yīng)用受到了限制。在此背景下，一種更加可靠，性能

7、更優(yōu)的電子器件也成了此時(shí)計(jì)算機(jī)科學(xué)家們的研究重點(diǎn)。2.2發(fā)展過程1948年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的WilliamB.Shockley、JohnBardeen和WalterH.Brattain發(fā)明了晶體管，10年后晶體管取代了計(jì)算機(jī)中的電子管，誕生了晶體管計(jì)算機(jī)，從而開辟了電子時(shí)代新紀(jì)元。晶體管計(jì)算機(jī)的基本電子元件是晶體管，內(nèi)存儲(chǔ)器大量使用磁性材料制成的磁芯存儲(chǔ)器。與第一代電子管計(jì)算機(jī)相比，晶體管計(jì)算機(jī)體積小，耗電少，成本低，邏輯功能強(qiáng)，使用方便，可靠性高。軟件上廣泛采用高級(jí)語言，并出現(xiàn)了早期的操作系統(tǒng)。1.第三代：中小規(guī)模集

8、成電路計(jì)算機(jī)（1964-1971）3.1背景晶體管計(jì)算機(jī)雖然相比較于電子管計(jì)算機(jī)，體積有了明顯改善，但仍略顯笨重。在此期間，半導(dǎo)體技術(shù)飛速發(fā)展，人們對(duì)于減小計(jì)算機(jī)的體積有了更多的期待。同時(shí)，晶體管計(jì)算機(jī)的功耗較大也是一個(gè)問題。3.2發(fā)展過程隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，成功制造了集成電路。集成電路是在幾平方毫米的基片，集中了幾十個(gè)或上百個(gè)電子元件組成的邏輯電路。中小