計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展

字號(hào):

世界上第一臺(tái)電子數(shù)字式計(jì)算機(jī)于1946年2月15日在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制成功,它的名稱(chēng)叫ENIAC(埃尼阿克),是電子數(shù)值積分式計(jì)算機(jī)(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的縮寫(xiě)。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(wú)前例的。以圓周率(π)的計(jì)算為例,中國(guó)的古代科學(xué)家祖沖之利用算籌,耗費(fèi)15年心血,才把圓周率計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后7位數(shù)。一千多年后,英國(guó)人香克斯以畢生精力計(jì)算圓周率,才計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后707位。而使用ENIAC進(jìn)行計(jì)算,僅用了40秒就達(dá)到了這個(gè)記錄,還發(fā)現(xiàn)香克斯的計(jì)算中,第528位是錯(cuò)誤的。
     ENIAC奠定了電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ),在計(jì)算機(jī)發(fā)展具有劃時(shí)代的意義,它的問(wèn)世標(biāo)志著電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)。 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(wèn)題和速度配合問(wèn)題,對(duì)后來(lái)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。
    ENIAC誕生后短短的幾十年間,計(jì)算機(jī)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。主要電子器件相繼使用了真空電子管,晶體管,中、小規(guī)模集成電路和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路,引起計(jì)算機(jī)的幾次更新?lián)Q代。每一次更新?lián)Q代都使計(jì)算機(jī)的體積和耗電量大大減小,功能大大增強(qiáng),應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。特別是體積小、價(jià)格低、功能強(qiáng)的微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),使得計(jì)算機(jī)迅速普及,進(jìn)入了辦公室和家庭,在辦公室自動(dòng)化和多媒體應(yīng)用方面發(fā)揮了很大的作用。目前,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已擴(kuò)展到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域??蓪⒂?jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程分成以下幾個(gè)階段:
    1.第一代計(jì)算機(jī)(1946年~1957年)
     主要元器件是電子管。
    2.第二代計(jì)算機(jī)(1958年~1964年)
     用晶體管代替了電子管。
    3.第三代計(jì)算機(jī)(1965年~1970年)
     以中、小規(guī)模集成電路取代了晶體管。
    4.第四代計(jì)算機(jī)(1971年至今)
     采用大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路。
    5.第五代計(jì)算機(jī)
     智能計(jì)算機(jī)