1.1.2　計算機的發展階段

隨著電子技術的不斷發展，計算機先后以電子管、晶體管、集成電路、大規模和超大規模集成電路為主要元器件，共經歷了四代的變革。每一代的變革在技術上都是一次新的突破，在性能上都有一次質的飛躍。

第一代計算機（1946—1958）是電子管計算機，計算機使用的主要邏輯元件是電子管，因此也稱電子管時代。主存儲器先采用延遲線，后采用磁鼓磁芯，外存儲器使用磁帶。軟件方面，用機器語言和匯編語言編寫程序。這個時期計算機的特點是體積龐大、耗能高、運算速度低（一般每秒幾千次到幾萬次）、內存容量小、可靠性差、價格昂貴。這一時期，計算機主要用于科學計算，從事軍事和科學研究方面的工作，這為計算機技術的發展奠定了基礎。其研究成果擴展到民用，形成了計算機產業，由此揭開了一個新的時代——計算機時代。其代表機型有ENIAC、IBM650（小型機）、IBM709（大型機）等。

第二代計算機（1959—1964）是晶體管計算機，這個時期計算機使用的主要邏輯元件是晶體管，因此也稱晶體管時代。主存儲器采用磁芯，外存儲器使用磁帶和磁盤。軟件方面開始使用管理程序，后期使用操作系統并出現了FORTRAN、COBOL、BASIC等一系列高級程序設計語言，并提出了操作系統的概念，計算機設計出現了系列化的思想。這一時期計算機的特點是體積縮小、能耗降低、壽命延長、運算速度提高（一般為每秒為數十萬次，最高可達每秒300萬次）、可靠性提高、內存容量也有較大的提高、價格不斷下降。應用范圍也進一步擴大，從軍事與尖端技術領域延伸到氣象、工程設計、數據處理以及其他科學研究領域。其代表機型有：IBM 7090、IBM7094、CDC 7600等。

第三代計算機（1965—1970）是中小規模集成電路計算機，這個時期的計算機用中小規模集成電路代替了分立元件，用半導體存儲器代替了磁芯存儲器，外存儲器使用磁盤。軟件方面，操作系統進一步完善，高級語言數量增多，出現了并行處理、多處理機、虛擬存儲系統，以及面向用戶的應用軟件。軟硬件都向通用化、系列化、標準化的方向發展。計算機的體積更小，壽命更長，能耗、價格進一步下降，運行速度也提高到每秒幾十萬次到幾百萬次，可靠性和存儲容量進一步提高，外圍設備種類繁多，計算機和通信密切結合起來，廣泛地應用到科學計算、數據處理、事務管理、工業控制等領域。其代表機器有IBM 360系列、富士通F230系列等。IBM 360系列是最早采用集成電路的通用計算機，也是影響最大的第三代計算機。它的主要特點是通用化、系列化、標準化。美國控制數據公司（CDC）1969年1月研制成功的超大型計算機CDC 7600，速度達到每秒1000萬次浮點運算，它是這個時期設計最成功的計算機產品。

第四代計算機（1971年以后）是大規模和超大規模集成電路計算機。這個時期的計算機主要邏輯元件采用大規模集成電路（LSI）和超大規模集成電路（VLSI）。在一個小硅片上容納相當于幾十萬個到幾百萬個晶體管的電子元件。存儲器采用半導體存儲器，外存儲器采用大容量的磁盤，并開始引入光盤。軟件方面，操作系統不斷發展和完善，同時發展了數據庫管理系統、通信軟件等。中央處理器高度集成化是這一代計算機的主要特征。例如80386微處理器，在面積約為10mm×10mm的單個芯片上，可以集成大約32萬個晶體管。這些以超大規模集成電路構成的計算機日益小型化和微型化，應用和發展的更新速度更加迅猛，產品覆蓋巨型機、大/中型機、小型機、工作站和微型計算機等各種類型。

目前使用的計算機都屬于第四代計算機。從20世紀80年代開始，一些國家開始研制第五代計算機，研究的目標是能夠打破以往計算機固有的體系結構，使計算機能夠具有像人一樣的思維、推理和判斷能力，向智能化發展，實現接近人的思考方式。

這些年來，多媒體、網絡都如火如荼地發展著，所以，我們今天因計算機的發展而進入了計算機網絡多媒體時代。