一、计算机发展的四个阶段
1.第一阶段:1946年~1957年 (电子管计算机)
电子管计算机产生的背景:
* 第二次世界大战是催化剂,英国为了破解德国海军的密文。
* 英国设计了全世界第一个电子管计算机。
* 美国在战争中使用了非常多的飞机和火箭等,需要准确的计算设计参数,在没有计算机前都是人工在计算,不仅慢还容易出错。
所以就发明了“埃尼阿克(ENAIC)”电子管计算机。
* 埃尼阿克(ENAIC)
- 1800多个电子管
- 运行功耗150千瓦
- 重达30吨,占地1500平方英尺
- 造价达到4500万美元
- 大致是手工计算的20万倍
电子管计算机特点:
* 集成度小,空间占用大。
* 功耗高,运行速度慢(针对于现代的计算机)。
* 操作复杂,更换程序需要重新接线。
2.第二阶段:1957年~1964年 (晶体管计算机)
晶体管计算机产生的背景:
* 1948年贝尔实验室三个科学家发明了晶体管
* 比起电子管它据有更高的效率、更低的能耗、
* 基于晶体管的著名计算机
- TX-0:世界第一台晶体管计算机
诞生于麻省理工(MIT)的林肯实验室
- PDP-1:但是最快的晶体管计算机
4K内存,每秒200000指令
配备了 512X512的显示器
晶体管计算机的特点:
* 集成度相对较高,占用空间相对较小。
* 功耗相对较低,运行速度较快。
* 交互更加方便,操作更加简单。
3.第三阶段:1964年~1980年 (集成电路计算机)
集成电路计算机产生的背景:
* 德州仪器的工程师发明了集成电路(IC),工程师们把三个电子元器件集成到一个小小的硅片上,从此开始了集成电路。
* 硅片上可以集成更多的电子元件。
集成电路计算机的特点:
* 计算机变得更小。
* 功耗变得更低。
* 计算速度变得更快。
* 计算机就具备了进入千家万户的条件。
* 操作系统的诞生
- 当时IBM买的最好的两种计算机:7094、1401,因为主打功能不同,相互程序无法兼容,购买的企业 不愿投入两拨人力资源去操作这些计算机,所以IBM就开发了名为:System 360的兼容产品,这个 System 360就是操作系统的雏形,使得软件可以在不同的计算机不同的硬件上操作。
4.第四阶段:1980年~今 (超大规模集成电路计算机)
超大规模集成电路计算机产生背景:
* 技术的进步可以使一个芯片可以集成成千上万的晶体管。
超大规模集成电路计算机的特点:
* 速度更快、体积更小、价格更低、更能被大众接受。
* 用途丰富:文本处理、表格处理、高交互的游戏与应用。
* 乔布斯这时候发明了Apple和Aple二代,家庭和学校都非常受欢迎。
5.拓展:
未来的计算机:
* 生物计算机(生物领域):以蛋白质分子作为基础材料,可以和人体结合起来进行一定的运算。
- 体积小效率高
- 不易损坏 具有生物级的修复功能
- 不受信号干扰,没有热损耗
* 量子计算机(物理领域):遵循量子力学的物理计算机
- 2013年5月,谷歌和NASA发布D-Wave Two
- 2017年5月,中国科学院宣布发明光量子计算机
- 2019年1月,IBM展示了首款商业化量子计算机
- 腾讯2017年就组建了量子计算机的研究实验室
- 2017年阿里巴巴达摩院也成立的相应的实验室
二、微型计算机发展历史
1.时间:
1964年~今
2.受限于性能
单核CPU
* (1971年~1973年)500KHz的微型计算机 (字长8位)
* (1973年~1978年)高于1MHz的微型计算机 (字长8位)
* (1978年~1985年)500MHz的微型计算机 (字长16位)
* (1985年~2000年)高于1GHz的微型计算机 (字长32位)
* (2000年~现在)高于2GHz的微型计算机 (字长64位)
* 摩尔定律: Intel提出,在价格不变的情况下,集成电路的性能,每18到24个月就提升一倍。21世纪就慢慢 失效了。
双核CPU
* 单核CPU达不到要求了
* 2005年,Intel 奔腾系列双核CPU ,AMD 速龙系列。
* 2006年,Intel 酷睿四核CPU。
* Intel 酷睿系列16核CPU。
* Intel 至强系列56核CPU。