計算機基礎(chǔ)知識計算機的產(chǎn)生與發(fā)展

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世界上第一臺電子數(shù)字式計算機于1946年2月15日在美國賓夕法尼亞大學(xué)研制成功,它的名稱叫ENIAC(埃尼阿克),是電子數(shù)值積分式計算機(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的縮寫。它使用了17468個真空電子管,耗電174千瓦,占地170平方米,重達30噸,每秒鐘可進行5000次加法運算。雖然它還比不上今天最普通的一臺微型計算機,但在當(dāng)時它已是運算速度的絕對冠軍,并且其運算的精確度和準(zhǔn)確度也是史無前例的。以圓周率(π)的計算為例,中國的古代科學(xué)家祖沖之利用算籌,耗費15年心血,才把圓周率計算到小數(shù)點后7位數(shù)。一千多年后,英國人香克斯以畢生精力計算圓周率,才計算到小數(shù)點后707位。而使用ENIAC進行計算,僅用了40秒就達到了這個記錄,還發(fā)現(xiàn)香克斯的計算中,第528位是錯誤的。
     ENIAC奠定了電子計算機的發(fā)展基礎(chǔ),在計算機發(fā)展具有劃時代的意義,它的問世標(biāo)志著電子計算機時代的到來。 ENIAC誕生后,數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了重大的改進理論,主要有兩點:其一是電子計算機應(yīng)該以二進制為運算基礎(chǔ),其二是電子計算機應(yīng)采用"存儲程序"方式工作,并且進一步明確指出了整個計算機的結(jié)構(gòu)應(yīng)由五個部分組成:運算器、控制器、存儲器、輸入裝置和輸出裝置。馮·諾依曼的這些理論的提出,解決了計算機的運算自動化的問題和速度配合問題,對后來計算機的發(fā)展起到了決定性的作用。直至今天,絕大部分的計算機還是采用馮·諾依曼方式工作。
    ENIAC誕生后短短的幾十年間,計算機的發(fā)展突飛猛進。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,引起計算機的幾次更新?lián)Q代。每一次更新?lián)Q代都使計算機的體積和耗電量大大減小,功能大大增強,應(yīng)用領(lǐng)域進一步拓寬。特別是體積小、價格低、功能強的微型計算機的出現(xiàn),使得計算機迅速普及,進入了辦公室和家庭,在辦公室自動化和多媒體應(yīng)用方面發(fā)揮了很大的作用。目前,計算機的應(yīng)用已擴展到社會的各個領(lǐng)域。可將計算機的發(fā)展過程分成以下幾個階段:
    1.第一代計算機(1946年~1957年)
     主要元器件是電子管。
    2.第二代計算機(1958年~1964年)
     用晶體管代替了電子管。
    3.第三代計算機(1965年~1970年)
     以中、小規(guī)模集成電路取代了晶體管。
    4.第四代計算機(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.第五代計算機
     智能計算機