第二节计算机的发展 21 计算机的发展过程 以使用电子管为特点的第 .DOCVIP

第二节 计算机的发展2.1 计算机的发展过程 以使用电子管为特点的第一代电子计算机在20世纪40年末和50年代初获得重大发展 第一代从1946年～1957年，计算机的逻辑元件采用电子管，通常称为电子管计算。 它的内存容量仅有几千个字节，不仅运算速度低，且成本很高。 在这个时期，没有系统软件，用机器语言和汇编语言编程。计算机只能在少数尖端领域中得到应用，一般用于科学、军事和财务等方面的计算。尽管存在这些局限性，但它却奠定了计算机发展的基础。 （左图）这是在第一代电子计算机中使用的磁鼓。磁鼓被用来作为电子计算机中数据与指令的存储器，它的使用是计算机发展史上重大的技术进步。 （右图）英国剑桥大学1949年研制的电子数据存储计算机“埃迪萨克”（EDSAC） ? （左图）美国于20 世纪50年代生产的IBM 704型采用电子管的第一代电子计算机。 2.1 计算机的发展过程 第二代电子计算机于20世纪50年代中斯问世,以晶体管代替电子管,并增加浮点运算 第二代从1958年～1964年，与第一代相比有很大改进，计算机的逻辑元件采用晶体管，即晶体管计算机。存储器采用磁芯和磁鼓，内存容量扩大到几十K字节。晶体管比电子管平均寿命提高100～1000倍，耗电却只有电子管的十分之一，体积比电子管小一个数量级,运算速度明显地提高，每秒可以执行几万次到几十万次的加法运算,机械强度较高。由于具备这些优点，所以很快地取代了电子管计算机,并开始成批生产。在这个时期，系统软件出现了监控程序，提出了操作系统概念，出现了高级语言，如FORTRAN、ALGOL 60等。 （图）美国IBM公司于1959年生产的IBM 7090型采用晶体管的第二代电子计算机。它的体积减小了，运算速度却更快。 2.1 计算机的发展过程 1964年4月IBM360系统问世。它成为使用集成电路的第三代电子计算机的著名代表 第三代从1965年～1970年，计算机的逻辑元件采用集成电路。这种器件把几十个或几百个分立的电子元件集中做在一块几平方毫米的硅片上(称为集成电路芯片)，使计算机的体积和耗电大大减小，运算速度却大大提高，每秒钟可以执行几十万次到一百万次的加法运算，性能和稳定性进一步提高。 在这个时期，系统软件有了很大发展，出现了分时操作系统和会话式语言，采用结构化程序设计方法，为研制复杂的软件提供了技术上的保证。 （上图）著名的IBM360型电子计算机系统带有一个中央存储器和几个外围存储器 （左图）IBM 370计算机系统中的终端设备 (右图）这是IBM 360系统的中央控制部分 使用超大规模集成电路的第四代计算机 第四代从1970年以后，计算机的逻辑元件采用大规模集成电路(LSI)。在一个4mm2 的 硅片上，至少可以容纳相当于2000个晶体管的电子元件。金属氧化物半导体电路 (MOS：Metal Oxide Silicon)也在这一时期出现。这两种电路的出现，进一步降低 了计算机的成本，体积也进一步缩小，存储装置进一步改善，功能和可靠性却进一步 得到提高。同时计算机内部的结构也有很大的改进，采取了模块化的设计思想，即 按执行的功能划分成比较小的处理部件，更加便于维护。 从70年代末期开始出现超大规模集成电路(VLSI)，在一个小硅片上容纳相当于几万个 到几十万个晶体管的电子元件。这些以超大规模集成电路构成的计算机日益小型化和 微型化，应用和发展的更新速度更加迅猛，产品覆盖巨型机、大/中型机、小型机、 工作站和微型计算机等各种类型。 在这个时期，操作系统不断完善，应用软件已成为现代工业的一部分，计算机的发展 进入了以计算机网络为特征的时代。 目前使用的计算机都属于第四代计算机。从80年代开始，发达国家开始研制第五代计 算机，研究的目标是能够打破以往计算机固有的体系结构，使计算机能够具有像人一 样的思维、推理和判断能力，向智能化发展，实现接近人的思考方式 （图）在英国国家航空管理局的控制中心，空中交通管制用IBM计算机进行控制 第五代电子计算机被称为“智能计算机” 第五代电子计算机是智能电子计算机，它是一种有知识，会学习，能推理的计算机， 具有能理解自然语言，声音，文字和图像的能力，并且具有说话的能力，使人机能够 用自然语言直接对话，它可以利用已有的和不断学习到的知识，进行思维，联想，推 理，并得出结论，能解决复杂问题，具有汇集，记忆，检索有关知识的能力。智能计 算机突破了传统的诺伊曼式机器的概念，舍弃了二进制结构，把许多处理机并联起来 ，并行处理信息，速度大大提高。它的智能化人机接口使人们不必编写程序，只需发 出命令或提出要求，电脑就会完成推理和判断，并且给出解释。1988年，世界上召开 了第五代电脑国际会议。1991年，美国加州理工学院推出了一种大容量并行处理系