1.1.2　计算机的发展阶段

随着电子技术的不断发展，计算机先后以电子管、晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路为主要元器件，共经历了四代的变革。每一代的变革在技术上都是一次新的突破，在性能上都有一次质的飞跃。

第一代计算机（1946—1958）是电子管计算机，计算机使用的主要逻辑元件是电子管，因此也称电子管时代。主存储器先采用延迟线，后采用磁鼓磁芯，外存储器使用磁带。软件方面，用机器语言和汇编语言编写程序。这个时期计算机的特点是体积庞大、耗能高、运算速度低（一般每秒几千次到几万次）、内存容量小、可靠性差、价格昂贵。这一时期，计算机主要用于科学计算，从事军事和科学研究方面的工作，这为计算机技术的发展奠定了基础。其研究成果扩展到民用，形成了计算机产业，由此揭开了一个新的时代——计算机时代。其代表机型有ENIAC、IBM650（小型机）、IBM709（大型机）等。

第二代计算机（1959—1964）是晶体管计算机，这个时期计算机使用的主要逻辑元件是晶体管，因此也称晶体管时代。主存储器采用磁芯，外存储器使用磁带和磁盘。软件方面开始使用管理程序，后期使用操作系统并出现了FORTRAN、COBOL、BASIC等一系列高级程序设计语言，并提出了操作系统的概念，计算机设计出现了系列化的思想。这一时期计算机的特点是体积缩小、能耗降低、寿命延长、运算速度提高（一般为每秒为数十万次，最高可达每秒300万次）、可靠性提高、内存容量也有较大的提高、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。其代表机型有：IBM 7090、IBM7094、CDC 7600等。

第三代计算机（1965—1970）是中小规模集成电路计算机，这个时期的计算机用中小规模集成电路代替了分立元件，用半导体存储器代替了磁芯存储器，外存储器使用磁盘。软件方面，操作系统进一步完善，高级语言数量增多，出现了并行处理、多处理机、虚拟存储系统，以及面向用户的应用软件。软硬件都向通用化、系列化、标准化的方向发展。计算机的体积更小，寿命更长，能耗、价格进一步下降，运行速度也提高到每秒几十万次到几百万次，可靠性和存储容量进一步提高，外围设备种类繁多，计算机和通信密切结合起来，广泛地应用到科学计算、数据处理、事务管理、工业控制等领域。其代表机器有IBM 360系列、富士通F230系列等。IBM 360系列是最早采用集成电路的通用计算机，也是影响最大的第三代计算机。它的主要特点是通用化、系列化、标准化。美国控制数据公司（CDC）1969年1月研制成功的超大型计算机CDC 7600，速度达到每秒1000万次浮点运算，它是这个时期设计最成功的计算机产品。

第四代计算机（1971年以后）是大规模和超大规模集成电路计算机。这个时期的计算机主要逻辑元件采用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）。在一个小硅片上容纳相当于几十万个到几百万个晶体管的电子元件。存储器采用半导体存储器，外存储器采用大容量的磁盘，并开始引入光盘。软件方面，操作系统不断发展和完善，同时发展了数据库管理系统、通信软件等。中央处理器高度集成化是这一代计算机的主要特征。例如80386微处理器，在面积约为10mm×10mm的单个芯片上，可以集成大约32万个晶体管。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。

目前使用的计算机都属于第四代计算机。从20世纪80年代开始，一些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。

这些年来，多媒体、网络都如火如荼地发展着，所以，我们今天因计算机的发展而进入了计算机网络多媒体时代。