1.1　计算机概述

1.1.1　计算机发展史

计算机诞生以来，人们按照计算机中主要功能部件所采用的电子器件（逻辑元件）的不同，一般将计算机的发展分为电子管、晶体管、中小规模集成电路（IC），以及大规模和超大规模集成电路（VLSI）四个阶段。每一阶段在技术上是一次新的突破，在性能上是一次质的飞跃。

第一代：电子管计算机时代（1946—1958年）。采用电子管作为基本器件，使用机器语言，几乎没有系统软件。特点是体积大、耗能高、速度慢（一般每秒数千次至1万次）、容量小、价格昂贵。主要用于军事和科学计算。

第二代：晶体管计算机时代（1959—1964年）。采用晶体管为基本器件。开始出现汇编语言，产生了一系列的高级程序设计语言（如FORTRAN、COBOL等），并提出了操作系统的概念。特点是体积缩小、能耗降低、寿命延长、运算速度提高（一般每秒为数十万次，可高达300万次）、可靠性提高、容量增大、价格不断下降。应用范围也进一步扩大，从军事与尖端技术领域延伸到气象、工程设计、数据处理以及其他科学研究领域。

第三代：中小规模集成电路计算机时代（1965—1970年）。采用中小规模集成电路（IC）作为基本器件。特点是：体积进一步缩小，寿命更长；计算速度加快，每秒可达几百万次运算；高级语言进一步发展，操作系统出现；存储容量进一步提高，体积更小、价格更低；计算机应用范围扩大到企业管理和辅助设计等领域。

第四代：大规模和超大规模集成电路计算机时代（从1971年至今）。采用大规模和超大规模集成电路元件，体积与第三代相比进一步缩小。在硅半导体上集成了几十万甚至上百万个电子元器件，可靠性更好、寿命更长；计算速度加快，每秒几千万次到上万亿次运算；软件配置丰富，软件系统工程化、理论化，程序设计部分自动化；发展了并行处理技术和多机系统，产品更新速度加快；计算机在办公自动化、数据库管理、图像处理、语言识别和专家系统等各个领域大显身手，计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。

进入20世纪90年代以来，世界计算机技术发展十分迅速，产品不断升级换代，美国和日本等工业发达国家正在投入大量的人力和物力，积极研究支持逻辑推理和知识库的智能计算机、神经网络计算机和生物计算机等新一代计算机。

随着科学技术的高速发展，现有的各种计算机系统将无法满足日益扩大的多样化应用要求，因此，人们在不断地采用新设想、新技术和新工艺，使计算机的功能更完善、应用范围更广泛，还要使计算机不仅可以重复执行人的命令，而且可以提供逻辑推理和知识学习的能力。因此，新一代计算机主要是把信息采集、存储、处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机，它将突破当前计算机的结构模式，更加注重逻辑推理或模拟的“智能”，即具有对知识进行处理和模拟功能。总之，未来的计算机将向巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体方向发展。