计算机发展史论文.doc

计算机的发展历史一、第一台计算机的诞生第一台计算机(ENIAC)于 1946 年 2 月,在美国诞生ENIAC PC 机 耗资 100 万美圆 600 美圆重量 30 吨 10kg 占地 150 平方米 0．25 平方米 电子器件 1．9 万只电子管 100 块集成电路 运算速度 5000 次/秒 500 万次/秒二、计算机发展历史1、第一代计算机（1946~1958)电子管为基本电子器件；使用机器语言和汇编语言；主要应用于国防和科 学计算；运算速度每秒几千次至几万次2、第二代计算机(1958~1964)晶体管为主要器件；软件上出现了操作系统和算法语言；运算速度每秒几 万次至几十万次3、第三代计算机(1964~1971)普遍采用集成电路；体积缩小；运算速度每秒几十万次至几百万次4、第四代计算机(1971~ )以大规模集成电路为主要器件；运算速度每秒几百万次至上亿次三、我国计算机发展历史从 1953 年开始研究，到 1958 年研制出了我国第一台计算机在 1982 年我国研制出了运算速度 1 亿次的银河 I、II 型等小型系列机 计算机的历史计算机是新技术革命的一支主力，也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。

计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科 之一计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信 息，处理结果也是信息利用计算机解决科学计算、工程设计、经营管理、过 程控制或人工智能等各种问题的方法，都是按照一定的算法进行的这种算法 是定义精确的一系列规则，它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生 所需要的输出信息信息处理的一般过程，是计算机使用者针对待解抉的问题,事先编制程序并 存入计算机内，然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作， 直至获得预期的处理结果计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式，其 通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法计算机的历史现代计算机的诞生和发展 现代计算机问世之前，计算机的发展经历了机 械式计算机、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段早在 17 世纪，欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本 运算的数字计算机1642 年，法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装 置，制成了最早的十进制加法器1678 年，德国数学家莱布尼兹制成的计算机， 进一步解决了十进制数的乘、除运算。

英国数学家巴贝奇在 1822 年制作差分机模型时提出一个设想，每次完成 一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程1884 年，巴贝奇设 计了一种程序控制的通用分析机这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方 式计算机的雏型，但限于当时的技术条件而未能实现巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间，电磁学、电工学、电子学不断取 得重大进展，在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管；在系统 技术方面，相继发明了无线电报、电视和雷达……所有这些成就为现代计算 机的发展准备了技术和物质条件与此同时，数学、物理也相应地蓬勃发展到了 20 世纪 30 年代，物理学 的各个领域经历着定量化的阶段，描述各种物理过程的数学方程，其中有的用 经典的分析方法已根难解决于是，数值分析受到了重视，研究出各种数值积 分，数值微分，以及微分方程数值解法，把计算过程归结为巨量的基本运算， 从而奠定了现代计算机的数值算法基础社会上对先进计算工具多方面迫切的需要，是促使现代计算机诞生的根本 动力20 世纪以后，各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山，已经阻碍 了学科的继续发展特别是第二次世界大战爆发前后，军事科学技术对高速计 算工具的需要尤为迫切。

在此期间，德国、美国、英国部在进行计算机的开拓 工作，几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机他在 1941 年制成的全自动继 电器计算机 Z-3，已具备浮点记数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等 现代计算机的特征在美国，1940～1947 年期间也相继制成了继电器计算机 MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5 等不过，继电器的开关速度大约为 百分之一秒，使计算机的运算速度受到很大限制电子计算机的开拓过程，经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从 “外加式程序”到“存储程序”的演变1938 年，美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首 先制成了电子计算机的运算部件1943 年，英国外交部通信处制成了“巨人”电 子计算机这是一种专用的密码分析机，在第二次世界大战中得到了应用1946 年 2 月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机 (ENIAC)，最初也专门用于火炮弹道计算，后经多次改进而成为能进行各种科 学计算的通用计算机这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息 存储的计算机，运算速度比继电器计算机快 1000 倍。

这就是人们常常提到的 世界上第一台电子计算机但是，这种计算机的程序仍然是外加式的，存储容 量也太小，尚未完全具备现代计算机的主要特征新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的1945 年 3 月 他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案—电子离散变量自动计 算机(EDVAC)随后于 1946 年 6 月，冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报 告《电子计算机装置逻辑结构初探》同年 7～8 月间，他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技 术》，推动了存储程序式计算机的设计与制造1949 年，英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机 (EDSAC)；美国则于 1950 年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等至此，电 子计算机发展的萌芽时期遂告结束，开始了现代计算机的发展时期在创制数字计算机的同时，还研制了另一类重要的计算工具——模拟计算 机物理学家在总结自然规律时，常用数学方程描述某一过程；相反，解数学 方程的过程，也有可能采用物理过程模拟方法，对数发明以后，1620 年制成的 计算尺，己把乘法、除法化为加法、减法进行计算。

麦克斯韦巧妙地把积分(面 积)的计算转变为长度的测量，于 1855 年制成了积分仪19 世纪数学物理的另一项重大成就——傅里叶分析，对模拟机的发展起到 了直接的推动作用19 世纪后期和 20 世纪前期，相继制成了多种计算傅里叶 系数的分析机和解微分方程的微分分析机等但是当试图推广微分分析机解偏 微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时，人们逐渐认识到模拟机在通用 性和精确度等方面的局限性，并将主要精力转向了数字计算机电子数字计算机问世以后，模拟计算机仍然继续有所发展，并且与数字计 算机相结合而产生了混合式计算机模拟机和混合机已发展成为现代计算机的 特殊品种，即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具20 世纪中期以来，计算机一直处于高速度发展时期，计算机由仅包含硬件 发展到包含硬件、软件和固件三类子系统的计算机系统计算机系统的性能— 价格比，平均每 10 年提高两个数量级计算机种类也一再分化，发展成微型 计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机)，以及各种 专用机(如各种控制计算机、模拟—数字混合计算机)等计算机器件从电子管到晶体管，再从分立元件到集成电路以至微处理器， 促使计算机的发展出现了三次飞跃。

在电子管计算机时期(1946～1959)，计算机主要用于科学计算主存储器 是决定计算机技术面貌的主要因素当时，主存储器有水银延迟线存储器、阴 极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型，通常按此对计算机进行 分类到了晶体管计算机时期(1959～1964)，主存储器均采用磁心存储器，磁鼓 和磁盘开始用作主要的辅助存储器不仅科学计算用计算机继续发展，而且中、 小型计算机，特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产1964 年，在集成电路计算机发展的同时，计算机也进入了产品系列化的发 展时期半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位，磁盘成了不可 缺少的辅助存储器，并且开始普遍采用虚拟存储技术随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展，以及微程序技术的发展和应用，计算 机系统中开始出现固件子系统20 世纪 70 年代以后，计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到 大规模、超大规模的水平，微处理器和微型计算机应运而生，各类计算机的性 能迅速提高随着字长 4 位、8 位、16 位、32 位和 64 位的微型计算机相继问 世和广泛应用，对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长 了。

微型计算机在社会上大量应用后，一座办公楼、一所学校、一个仓库常常 拥有数十台以至数百台计算机实现它们互连的局部网随即兴起，进一步推动 了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展在电子管计算机时期，一些计算机配置了汇编语言和子程序库，科学计算 用的高级语言 FORTRAN 初露头角在晶体管计算机阶段，事务处理的 COBOL 语言、科学计算机用的 ALGOL 语言，和符号处理用的 LISP 等高级语 言开始进入实用阶段操作系统初步成型，使计算机的使用方式由手工操作改 变为自动作业管理进入集成电路计算机发展时期以后，在计算机中形成了相当规模的软件子 系统，高级语言种类进一步增加，操作系统日趋完善，具备批量处理、分时处 理、实时处理等多种功能数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不 断增添到软件子系统中软件子系统的功能不断增强，明显地改变了计算机的 使用属性，使用效率显著提高在现代计算机中，外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以 上，其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌外围设备技术的综合 性很强，既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合，又取 决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。

外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类辅助存储器包括磁盘、 磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等；输入输出设备又分为 输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备在这些品种繁多的设备 中，对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转 换设备等新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能 计算机系统它不仅能进行一般信息处理，而且能面向知识处理，具有形式化 推理、联想、学习和解释的能力，将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知 识计算技术在中国的发展 在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工 具的发明创造方面写过光辉的一页远在商代，中国就创造了十进制记数方法， 领先于世界千余年到了周代，发明了当时最先进的计算工具——算筹这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍计算每一个数学问题时，通常编出 一套歌诀形式的算法，一边计算，一边不断地重新布棍中国古代数学家祖冲 之，就是用算筹计算出圆周率在 3.1415926 和 3.1415927 之间这一结果比西 方早一千年珠算盘是中国的又一独创，也是计算工具发展史上的第一项重大发明这 种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具，最初大约出现于汉 朝，到元朝时渐趋成熟。

珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用，而且 传到日本、朝鲜、东南亚等地区，经受了历史的考验，至今仍在使用中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等，不仅对自动控 制机械的发展有卓越的贡献，而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响 例如，张衡制作的水运浑象仪，可以自动地与地球运转同步，后经唐、宋两代 的改进，遂成为世界上最早的天文钟记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置提花机原理刘计算机程序控制 的发展有过间接的影响中国古代用阳、阴两爻构成八卦。