計算機發(fā)展簡史
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計算機發(fā)展簡史
下面介紹各代計算機的硬件結構及系統(tǒng)的特點:
一、第一代(1946-1958):電子管數字計算機
計算機的邏輯元件采用電子管,主存儲器采用汞延遲線、磁鼓、磁芯;外存儲器采用磁帶;軟主要采用機器語言、匯編語言;應用以科學計算為主。其特點是體積大、耗電大、可靠性差、價格昂貴、維修復雜,但它奠定了以后計算機技術的基礎。
二、第二代(1958-1964):晶體管數字計算機
晶體管的發(fā)明推動了計算機的發(fā)展,邏輯元件采用了晶體管以后,計算機的體積大大縮小,耗電減少,可靠性提高,性能比第一代計算機有很大的提高。
主存儲器采用磁芯,外存儲器已開始使用更先進的磁盤;軟件有了很大發(fā)展,出現了各種各樣的高級語言及其編譯程序,還出現了以批處理為主的操作系統(tǒng),應用以科學計算和各種事務處理為主,,并開始用于工業(yè)控制。
三、第三代(1964-1971):集成電路數字計算機
20世紀60年代,計算機的邏輯元件采用小、中規(guī)模集成電路(SSI、MSI),計算機的體積更小型化、耗電量更少、可靠性更高,性能比第十代計算機又有了很大的提高,這時,小型機也蓬勃發(fā)展起來,應用領域日益擴大。
主存儲器仍采用磁芯,軟件逐漸完善,分時操作系統(tǒng)、會話式語言等多種高級語言都有新的發(fā)展。
四、第四代(1971年以后):大規(guī)模集成電路數字計算機
計算機的邏輯元件和主存儲器都采用了大規(guī)模集成電路(LSI)。所謂大規(guī)模集成電路是指在單片硅片上集成1000~2000個以上晶體管的集成電路,其集成度比中、小規(guī)模的集成電路提高了1~2個以上數量級。這時計算機發(fā)展到了微型化、耗電極少、可靠性很高的階段。大規(guī)模集成電路使軍事工業(yè)、空間技術、原子能技術得到發(fā)展,這些領域的蓬勃發(fā)展對計算機提出了更高的要求,有力地促進了計算機工業(yè)的空前大發(fā)展。隨著大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展,計算機除了向巨型機方向發(fā)展外,還朝著超小型機和微型機方向飛越前進。1971年末,世界上第一臺微處理器和微型計算機在美國舊金山南部的硅谷應運而生,它開創(chuàng)了微型計算機的新時代。此后各種各樣的微處理器和微型計算機如雨后春筍般地研制出來,潮水般地涌向市場,成為當時首屈一指的暢銷品。這種勢頭直至今天仍然方興未艾。特別是IBM-PC系列機誕生以后,幾乎一統(tǒng)世界微型機市場,各種各樣的兼容機也相繼問世。
微處理器(Microprocessor),簡稱µP或MP,是由一片或幾片大規(guī)模集成電路組成的具有運算器和控制器的中央處理機部件,即CPU(Certal
Processing
Unit)。微處理器本身并不等于微型計算機,它僅僅是微型計算機中央處理器,有時為了區(qū)別大、中、小型中央處理器(CPU)與微處理器,把前者稱為CPU,后者稱
微型計算機(Microcomputer),簡稱µC或MC,是指以微處理器為核心,配上由大規(guī)模集成電路制作的存儲器、輸入/輸出接口電路及系統(tǒng)總線所組成的計算機(簡稱微型機,又稱微型電腦)。有的微型計算機把CPU、存儲器和輸入/輸出接口電路都集成在單片芯片上,稱之為單片微型計算機,也叫單片機。
一、第一代(1971-1973):4位或低檔8位微處理器和微型機
代表產品是美國Intel公司首先的4004微處理器以及由它組成的MCS-4微型計算機(集成度為1200晶體管/片)。隨后又制成8008微處理器及由它組成的MCS-8微型計算機。第一代微型機就采用了PMOS工藝,基本指令時間約為10~20µS,字長4位或8位,指令系統(tǒng)比較簡單,運算功能較差,速度較慢,系統(tǒng)結構仍然停留在臺式計算機的水平上,軟件主要采用機器語言或簡單的匯編語言,其價格低廉。
二、第二代(1974-1978):中檔的8位微處理器和微型機
其間又分為兩個階段,1973-1978年為典型的第二代,以美國Intel公司的8080和Motorola公司的MC6800為代表,集成度提高1-2倍,(Intel
三、第三代(1978-1981):16位微處理器和微型機
代表產品是Intel 8086(集成度為29000管/片),Z8000(集成度為17500管/片)和MC68000(集成度為68000管/片)。這些CPU的特點是采用HMOS工藝,基本指令時間約為0.05µS,從各個性能指標評價,都比第二代微型機提高了一個數量級,已經達到或超過中、低當小型機(如PDP11/45)的水平。這類16位微型機通常都具有豐富的指令系統(tǒng),采用多級中斷系統(tǒng)、多重尋址方式、多種數據處理形式、段式寄存器結構、乘除運算硬件,電路功能大為增強,并都配備了強有力的系統(tǒng)軟件。
四、第四代(1985年以后):32位高檔微型機
隨著科學技術的突飛猛進,計算機應用的日益廣泛,現代社會對計算機的依賴已經越來越明顯。原來的8位、16位機已經不能滿足廣大用戶的需要,因此,1985年以后,Intel公司在原來的基礎上又發(fā)展了80386和80486。其中,80386有工作主頻達到25MHz,有32位數據線和24位地址線。以80386為CPU的COMPAQ
386、AST 386、IBM PS2/80等機種相繼誕生。同時隨著內存芯片的發(fā)展和硬盤技術的提高,出現了配置16MB內存和1000MB外存的微型機,微機已經成為超小型機,可執(zhí)行多任務、多用戶作業(yè)。由微型機組成的網絡、工作站相繼出現,從而擴大了用戶的應用范圍。1989年,Intel公司在80386的基礎上,又研制出了80486。它是在80386的芯片內部增加了一個8KB的高速緩沖內存和80386的協(xié)處理器芯片80387而形成了新一代CPU。1993年3月22日,Intel公司發(fā)布了它的新一代處理器Pentium(奔騰)。它采用0.8µm的BicMOS技術,集成了310萬個晶體管,工作電壓也從5V降到3V。隨著Pentium新型號的推出,CPU晶體管的數目增加到500萬個以上,工作主頻率從66MHz增加到333MHz。1998年3月,Intel公司在CeBIT貿易博覽會展出了一種速度高達702MHz的奔騰II芯片。1999年,以奔騰II450、奔騰III450為微處理器、內存128MB、硬盤8.4GB的微機已在我國上市。
微型機由于結構簡單、通用性強、價格便宜,已成為現代計算機領域中一個極為重要的,并正以難以想象的速度向前發(fā)展!
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