電子計算機發(fā)明介紹

　　電腦現在成為我們日常生活、工作、學(xué)習中必不可少的工具，我想現在每個(gè)人的家里應該都有吧，那么你知道電子計算機是什么時(shí)候發(fā)明的嗎，又是誰(shuí)發(fā)明的呢，以下是小編整理的電子計算機發(fā)明介紹，希望對大家有所幫助。

　　第一臺電腦誕生時(shí)，它的名字就叫電子計算機。它是由電動(dòng)計算器衍變形成。隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步，形成了今天大家家里所使用的電腦。那么電子計算機是怎么發(fā)明又是發(fā)明在哪一年呢，今天就為大家收集了關(guān)于電子計算機發(fā)明的有關(guān)資料。希望能夠給予大家的一定參考價(jià)值。

　　計算機(computer)俗稱(chēng)電腦，是一種用于高速計算的電子計算機器，可以進(jìn)行數值計算，又可以進(jìn)行邏輯計算，還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行，自動(dòng)、高速處理海量數據的 現代 化智能電子設備。由硬件系統和軟件系統所組成，沒(méi)有安裝任何軟件的計算機稱(chēng)為裸機�？煞譃槌�級計算機、工業(yè)控制計算機、網(wǎng)絡(luò )計算機、個(gè)人計算機、嵌入式計算機五類(lèi)，較先進(jìn)的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。

　　電腦的學(xué)名為電子計算機，是由早期的電動(dòng)計算器發(fā)展而來(lái)的。 通常說(shuō)到“世界公認的第一臺電子數字計算機”大多數人都認為是1946年面世的“ENIAC”，它主要是用于計算彈道。是由美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電工學(xué)院制造的，但它的體積龐大， 占地面積 170多平方米，重量約30噸，消耗近150千瓦的電力。顯然，這樣的計算機成本很高，使用不便。這個(gè)說(shuō)法被計算機基礎教科書(shū)上普遍采用，事實(shí)上在1973年根據美國最高法院的裁定，最早的電子數字計算機，應該是美國愛(ài)荷華州立大學(xué)的物理系副教授約翰·阿坦那索夫和其研究生助手克利夫·貝瑞(Clifford E. Berry ，1918-1963)于1939年10月制造的"ABC"(Atanasoff- Berry-Computer)。

　　之所以會(huì )有這樣的誤會(huì )，是因為“ENIAC”的研究小組中的一個(gè)叫莫克利的人于1941年剽竊了約翰·阿坦那索夫的研究成果，并在1946年時(shí)，申請了專(zhuān)利。由于種種原因直到1973年這個(gè)錯誤才被扭轉過(guò)來(lái)。(具體情況參閱百度 百科 ----“約翰·阿坦那索夫”詞條，希望大家記住ABC和約翰·阿坦那索夫，希望以后的教科書(shū)能夠修改這個(gè)錯誤)。后來(lái)為了表彰和紀念約翰·阿坦那索夫在計算機領(lǐng)域內作出的偉大貢獻，1990年美國前總統布什授予約翰·阿坦那索夫全美最 高科 技獎項——“國家科技獎”。

　　發(fā)展歷程

　　第1代：電子管數字機

　　硬件方面，邏輯元件采用的是真空電子管，主存儲器采用汞延遲線(xiàn)、陰極射線(xiàn)示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯；外存儲器采用的是磁帶。軟件方面采用的是機器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言。應用領(lǐng)域以軍事和科學(xué)計算為主。

　　缺點(diǎn)是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般為每秒數千次至數萬(wàn)次）、價(jià)格昂貴，但為以后的計算機發(fā)展奠定了基礎。

　　第2代：晶體管數字機

　　軟件方面的操作系統、高級語(yǔ)言及其編譯程序應用領(lǐng)域以科學(xué)計算和事務(wù)處理為主，并開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域。特點(diǎn)是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高（一般為每秒數10萬(wàn)次，可高達300萬(wàn)次）、性能比第1代計算機有很大的提高。

　　第3代：集成電路數字機

　　硬件方面，邏輯元件采用中、小規模集成電路（MSI、SSI），主存儲器仍采用磁芯。軟件方面出現了分時(shí)操作系統以及結構化、規�；�程序設計方法。特點(diǎn)是速度更快（一般為每秒數百萬(wàn)次至數千萬(wàn)次），而且可靠性有了顯著(zhù)提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，產(chǎn)品走向了通用化、系列化和標準化等。應用領(lǐng)域開(kāi)始進(jìn)入文字處理和圖形圖像處理領(lǐng)域。

　　第4代：大規模集成電路計算機

　　硬件方面，邏輯元件采用大規模和超大規模集成電路（LSI和VLSI）。軟件方面出現了數據庫管理系統、網(wǎng)絡(luò )管理系統和面向對象語(yǔ)言等。1971年世界上第一臺微處理器在美國硅谷誕生，開(kāi)創(chuàng )了微型計算機的新時(shí)代。應用領(lǐng)域從科學(xué)計算、事務(wù)管理、過(guò)程控制逐步走向家庭。

　　由于集成技術(shù)的發(fā)展，半導體芯片的集成度更高，每塊芯片可容納數萬(wàn)乃至數百萬(wàn)個(gè)晶體管，并且可以把運算器和控制器都集中在一個(gè)芯片上、從而出現了微處理器，并且可以用微處理器和大規模、超大規模集成電路組裝成微型計算機，就是我們常說(shuō)的微電腦或PC機。微型計算機體積小，價(jià)格便宜，使用方便，但它的功能和運算速度已經(jīng)達到甚至超過(guò)了過(guò)去的大型計算機。另一方面，利用大規模、超大規模集成電路制造的各種邏輯芯片，已經(jīng)制成了體積并不很大，但運算速度可達一億甚至幾十億次的巨型計算機。我國繼1983年研制成功每秒運算一億次的銀河Ⅰ這型巨型機以后，又于1993年研制成功每秒運算十億次的銀河Ⅱ型通用并行巨型計算機。這一時(shí)期還產(chǎn)生了新一代的程序設計語(yǔ)言以及數據庫管理系統和網(wǎng)絡(luò )軟件等。

　　隨著(zhù)物理元、器件的變化，不僅計算機主機經(jīng)歷了更新?lián)Q代，它的外部設備也在不斷地變革。比如外存儲器，由最初的陰極射線(xiàn)顯示管發(fā)展到磁芯、磁鼓，以后又發(fā)展為通用的磁盤(pán)，現又出現了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光盤(pán)（CD—ROM）。

　　主要特點(diǎn)

　　運算速度快：計算機內部電路組成，可以高速準確地完成各種算術(shù)運算。當今計算機系統的運算速度已達到每秒萬(wàn)億次，微機也可達每秒億次以上，使大量復雜的科學(xué)計算問(wèn)題得以解決。例如：衛星軌道的計算、大型水壩的計算、24小時(shí)天氣算需要幾年甚至幾十年，而在現代社會(huì )里，用計算機只需幾分鐘就可完成。

　　計算精確度高：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要高度精確的計算。計算機控制的導彈之所以能準確地擊中預定的目標，是與計算機的精確計算分不開(kāi)的。一般計算機可以有十幾位甚至幾十位（二進(jìn)制）有效數字，計算精度可由千分之幾到百萬(wàn)分之幾，是任何計算工具所望塵莫及的。

　　邏輯運算能力強：計算機不僅能進(jìn)行精確計算，還具有邏輯運算功能，能對信息進(jìn)行比較和判斷。計算機能把參加運算的數據、程序以及中間結果和最后結果保存起來(lái)，并能根據判斷的結果自動(dòng)執行下一條指令以供用戶(hù)隨時(shí)調用。

　　存儲容量大：計算機內部的存儲器具有記憶特性，可以存儲大量的信息，這些信息，不僅包括各類(lèi)數據信息，還包括加工這些數據的程序。

　　自動(dòng)化程度高：由于計算機具有存儲記憶能力和邏輯判斷能力，所以人們可以將預先編好的程序組納入計算機內存，在程序控制下，計算機可以連續、自動(dòng)地工作，不需要人的干預。

　　性?xún)r(jià)比高：幾乎每家每戶(hù)都會(huì )有電腦，越來(lái)越普遍化、大眾化，21世紀電腦必將成為每家每戶(hù)不可缺少的電器之一。計算機發(fā)展很迅速，有臺式的還有筆記本。

　　主要分類(lèi)

　　一、超級計算機

　　超級計算機（Supercomputers）通常是指由數百數千甚至更多的處理器（機）組成的、能計算普通PC機和服務(wù)器不能完成的大型復雜課題的計算機。超級計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類(lèi)計算機，是國家科技發(fā)展水平和綜合國力的重要標志。超級計算機擁有最強的并行計算能力，主要用于科學(xué)計算。在氣象、軍事、能源、航天、探礦等領(lǐng)域承擔大規模、高速度的計算任務(wù)。在結構上，雖然超級計算機和服務(wù)器都可能是多處理器系統，二者并無(wú)實(shí)質(zhì)區別，但是現代超級計算機較多采用集群系統，更注重浮點(diǎn)運算的性能，可看著(zhù)是一種專(zhuān)注于科學(xué)計算的高性能服務(wù)器，而且價(jià)格非常昂貴。

　　二、網(wǎng)絡(luò )計算機

　　1、服務(wù)器

　　專(zhuān)指某些高性能計算機，能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )，對外提供服務(wù)。相對于普通電腦來(lái)說(shuō)，穩定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、芯片組、內存、磁盤(pán)系統、網(wǎng)絡(luò )等硬件和普通電腦有所不同。服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)，存儲、處理網(wǎng)絡(luò )上80%的數據、信息，在網(wǎng)絡(luò )中起到舉足輕重的作用。它們是為客戶(hù)端計算機提供各種服務(wù)的高性能的計算機，其高性能主要表高速度的運算能力、長(cháng)時(shí)間的可靠運行、強大的外部數據吞吐能力等方面。服務(wù)器的構成與普通電腦類(lèi)似，也有處理器、硬盤(pán)、內存、系統總線(xiàn)等，但因為它是針對具體的網(wǎng)絡(luò )應用特別制定的，因而服務(wù)器與微機在處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在差異很大。服務(wù)器主要有網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器（DNS、DHCP）、打印服務(wù)器、終端服務(wù)器、磁盤(pán)服務(wù)器、郵件服務(wù)器、文件服務(wù)器等。

　　2、工作站

　　是一種以個(gè)人計算機和分布式網(wǎng)絡(luò )計算為基礎，主要面向專(zhuān)業(yè)應用領(lǐng)域，具備強大的數據運算與圖形、圖像處理能力，為滿(mǎn)足工程設計、動(dòng)畫(huà)制作、科學(xué)研究、軟件開(kāi)發(fā)、金融管理、信息服務(wù)、模擬仿真等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域而設計開(kāi)發(fā)的高性能計算機。工作站最突出的特點(diǎn)是具有很強的圖形交換能力，因此在圖形圖像領(lǐng)域特別是計算機輔助設計領(lǐng)域得到了迅速應用。典型產(chǎn)品有美國Sun公司的Sun系列工作站。

　　無(wú)盤(pán)工作站是指無(wú)軟盤(pán)、無(wú)硬盤(pán)、無(wú)光驅連入局域網(wǎng)的計算機。在網(wǎng)絡(luò )系統中，把工作站端使用的操作系統和應用軟件被全部放在服務(wù)器上，系統管理員只要完成服務(wù)器上的管理和維護，軟件的升級和安裝也只需要配置一次后，則整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的所有計算機就都可以使用新軟件。所以無(wú)盤(pán)工作站具有節省費用、系統的安全性高、易管理性和易維護性等優(yōu)點(diǎn)，這對網(wǎng)絡(luò )管理員來(lái)說(shuō)具有很大的吸引力。

　　無(wú)盤(pán)工作站的工作原理是由網(wǎng)卡的啟動(dòng)芯片（Boot ROM）以不同的形式向服務(wù)器發(fā)出啟動(dòng)請求號，服務(wù)器收到后，根據不同的機制，向工作站發(fā)送啟動(dòng)數據，工作站下載完啟動(dòng)數據后，系統控制權由Boot ROM轉到內存中的某些特定區域，并引導操作系統。

　　根據不同的啟動(dòng)機制，比較常用無(wú)盤(pán)工作站可分為RPL 和PXE。RPL 為Remote Initial Program Load 的縮寫(xiě)，此技術(shù)常用于Windows95 中。PXE 是RPL 的升級品，它是Preboot Execution Environment的縮寫(xiě)。兩者不同之處在于RPL 是靜態(tài)路由，而PXE 是動(dòng)態(tài)路由，其通信協(xié)議采用TCP/IP，實(shí)現了與Internet 連接高效而可靠，它常用于Windows98、Windows NT、Windows2000、Windows XP中 。

　　3、集線(xiàn)器

　　集線(xiàn)器（HUB）是一種共享介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò )設備，它的作用可以簡(jiǎn)單的理解為將一些機器連接起來(lái)組成一個(gè)局域網(wǎng)，HUB 本身不能識別目的地址。集線(xiàn)器上的所有端口爭用一個(gè)共享信道的寬帶，因此隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)數量的增加，數據傳輸量的增大，每節點(diǎn)的可用帶寬將隨之減少。另外，集線(xiàn)器采用廣播的形式傳輸數據，即向所有端口傳送數據。如當同一局域網(wǎng)內的A 主機給B 主機傳輸數據時(shí)，數據包在以HUB 為架構的網(wǎng)絡(luò )上是以廣播方式傳輸的，對網(wǎng)絡(luò )上所有節點(diǎn)同時(shí)發(fā)送同一信息，然后再由每一臺終端通過(guò)驗證數據包頭的地址信息來(lái)確定是否接收。其實(shí)接收數據的一般來(lái)說(shuō)只有一個(gè)終端節點(diǎn)，而對所有節點(diǎn)都發(fā)送，在這種方式下，很容易造成網(wǎng)絡(luò )堵塞，而且絕大部分數據流量是無(wú)效的，這樣就造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò )數據傳輸效率相當低。另一方面由于所發(fā)送的數據包每個(gè)節點(diǎn)都能偵聽(tīng)到，容易給網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)一些不安全隱患。

　　4、交換機

　　交換機（Switch）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動(dòng)完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術(shù)統稱(chēng)。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備，它是集線(xiàn)器的升級換代產(chǎn)品，外觀(guān)上與集線(xiàn)器非常相似，其作用與集線(xiàn)器大體相同。但是兩者在性能上有區別：集線(xiàn)器采用的是共享帶寬的工作方式，而交換機采用的是獨享帶寬方式。即交換機上的所有端口均有獨享的信道帶寬，以保證每個(gè)端口上數據的快速有效傳輸，交換機為用戶(hù)提供的是獨占的、點(diǎn)對點(diǎn)的連接，數據包只被發(fā)送到目的端口，而不會(huì )向所有端口發(fā)送，其它節點(diǎn)很難偵聽(tīng)到所發(fā)送的信息，這樣在機器很多或數據量很大時(shí)，不容易造成網(wǎng)絡(luò )堵塞，也確保了數據傳輸安全，同時(shí)大大的提高了傳輸效率，兩者的差別就比較明顯了。

　　5、路由器

　　路由器（Router）是一種負責尋徑的網(wǎng)絡(luò )設備，它在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網(wǎng)絡(luò )路徑提供給用戶(hù)通信。路由器用于連接多個(gè)邏輯上分開(kāi)的網(wǎng)絡(luò )，為用戶(hù)提供最佳的通信路徑，路由器利用路由表為數據傳輸選擇路徑，路由表包含網(wǎng)絡(luò )地址以及各地址之間距離的清單，路由器利用路由表查找數據包從當前位置到目的地址的正確路徑，路由器使用最少時(shí)間算法或最優(yōu)路徑算法來(lái)調整信息傳遞的路徑。路由器是產(chǎn)生于交換機之后，就像交換機產(chǎn)生于集線(xiàn)器之后，所以路由器與交換機也有一定聯(lián)系，并不是完全獨立的兩種設備。路由器主要克服了交換機不能向路由轉發(fā)數據包的不足。

　　發(fā)展趨勢

　　隨著(zhù)科技的進(jìn)步，各種計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)快速而又嶄新的時(shí)代，計算機已經(jīng)從功能單一、體積較大發(fā)展到了功能復雜、體積微小、資源網(wǎng)絡(luò )化等。計算機的未來(lái)充滿(mǎn)了變數,性能的大幅度提高是不可置疑的，而實(shí)現性能的飛躍卻有多種途徑。不過(guò)性能的大幅提升并不是計算機發(fā)展的唯一路線(xiàn)，計算機的發(fā)展還應當變得越來(lái)越人性化，同時(shí)也要注重環(huán)保等等。

　　計算機從出現至今，經(jīng)歷了機器語(yǔ)言、程序語(yǔ)言、簡(jiǎn)單操作系統和Linux、Macos、BSD、Windows等現代操作系統四代，運行速度也得到了極大的提升，第四代計算機的運算速度已經(jīng)達到幾十億次每秒。計算機也由原來(lái)的僅供軍事科研使用發(fā)展到人人擁有，計算機強大的應用功能，產(chǎn)生了巨大的市場(chǎng)需要，未來(lái)計算機性能應向著(zhù)微型化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化和巨型化的方向發(fā)展。

　　巨型化：巨型化是指為了適應尖端科學(xué)技術(shù)的需要，發(fā)展高速度、大存儲容量和功能強大的超級計算機。隨著(zhù)人們對計算機的依賴(lài)性越來(lái)越強，特別是在軍事和科研教育方面對計算機的存儲空間和運行速度等要求會(huì )越來(lái)越高。此外計算機的功能更加多元化。

　　微型化：隨著(zhù)微型處理器(CPU)的出現，計算機中開(kāi)始使用微型處理器，使計算機體積縮小了，成本降低了。另一方面，軟件行業(yè)的飛速發(fā)展提高了計算機內部操作系統的便捷度，計算機外部設備也趨于完善。計算機理論和技術(shù)上的不斷完善促使微型計算機很快滲透到全社會(huì )的各個(gè)行業(yè)和部門(mén)中，并成為人們生活和學(xué)習的必須品。四十年來(lái)，計算機的體積不斷的縮小，臺式電腦、筆記本電腦、掌上電腦、平板電腦體積逐步微型化，為人們提供便捷的服務(wù)。因此，未來(lái)計算機仍會(huì )不斷趨于微型化，體積將越來(lái)越小。

　　網(wǎng)絡(luò )化：互聯(lián)網(wǎng)將世界各地的計算機連接在一起，從此進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。計算機網(wǎng)絡(luò )化徹底改變了人類(lèi)世界，人們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行溝通、交流（OICQ、微博等），教育資源共享（文獻查閱、遠程教育等）、信息查閱共享（百度、谷歌）等，特別是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的出現，極大的提高了人們使用網(wǎng)絡(luò )的便捷性，未來(lái)計算機將會(huì )進(jìn)一步向網(wǎng)絡(luò )化方面發(fā)展。

　　技術(shù)結合：計算機微型處理器（CPU）以晶體管為基本元件，隨著(zhù)處理器的不斷完善和更新?lián)Q代的速度加快，計算機結構和元件也會(huì )發(fā)生很大的變化。隨著(zhù)光電技術(shù)、量子技術(shù)和生物技術(shù)的發(fā)展，對新型計算機的發(fā)展具有極大的推動(dòng)作用。

　　20世紀80年代以來(lái)ALU和控制單元（二者合成中央處理器，即CPU）逐漸被整合到一塊集成電路上，稱(chēng)作微處理器。這類(lèi)計算機的工作模式十分直觀(guān)：在一個(gè)時(shí)鐘周期內，計算機先從存儲器中獲取指令和數據，然后執行指令，存儲數據，再獲取下一條指令。這個(gè)過(guò)程被反復執行，直至得到一個(gè)終止指令。由控制器解釋?zhuān)�運算器執行的指令集是一個(gè)精心定義的數目十分有限的簡(jiǎn)單指令集合。

　　人工智能化：計算機人工智能化是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢�，F代計算機具有強大的功能和運行速度，但與人腦相比，其智能化和邏輯能力仍有待提高。人類(lèi)不斷在探索如何讓計算機能夠更好的反應人類(lèi)思維，使計算機能夠具有人類(lèi)的邏輯思維判斷能力，可以通過(guò)思考與人類(lèi)溝通交流，拋棄以往的依靠通過(guò)編碼程序來(lái)運行計算機的方法，直接對計算機發(fā)出指令。

　　多媒體化：傳統的計算機處理的信息主要是字符和數字。事實(shí)上，人們更習慣的是圖片、文字、聲音、像等多種形式的多媒體信息。多媒體技術(shù)可以集圖形、圖像、音頻、視頻、文字為一體，使信息處理的對象和內容更加接近真實(shí)世界。

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