计算机发展历史的四个阶段（计算机发展历史的四个阶段分别是）

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世界上第一台电子数字计算机于1946年2月15日在宾夕法尼亚大学研制成功。它的名字叫ENIAC (Eniac)，是电子数字积分器和计算机的缩写。它使用17468个真空管，功耗174千瓦，占地170平方米，重30吨，每秒可进行5000次加法运算。虽然比不上今天最常见的微型计算机，但在当时却是运算速度的绝对冠军，运算精度和准确度前所未有。以圆周率()的计算为例。中国古代科学家祖冲之用了15年才把圆周率算到小数点后7位数。1000多年后，英国人詹克斯(Janks)一生致力于计算圆周率，还没算到小数点后707位。然而，使用ENIAC仅用了40秒就达到了这一记录，而且还发现Janks计算中的第528位是错误的。

ENIAC为电子计算机的发展奠定了基础，在计算机发展史上具有划时代的意义。它的出现标志着电子计算机时代的到来。ENIAC诞生后，数学家冯诺依曼提出了一个伟大的改进理论，主要有两点：一是电子计算机要以二进制运算为基础，二是电子计算机要以‘存储程序’的方式工作，并进一步明确指出整个计算机结构要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。冯诺依曼的理论解决了计算机自动化和速度协调的问题，对计算机后来的发展起到了决定性的作用。直到今天，大多数计算机仍然以冯诺依曼的方式工作。

在ENIAC诞生后的短短几十年里，计算机的发展突飞猛进。主要电子器件先后使用了真空管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路，引起了几次计算机更新换代。每一次更新都使电脑的体积和功耗大大减小，功能大大增强，应用领域进一步拓宽。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现，使计算机迅速普及，进入办公室和家庭，在办公自动化和多媒体应用中发挥巨大作用。目前，计算机的应用已经扩展到社会的各个领域。计算机的发展过程可以分为以下几个阶段：

第一代(1946~1957年)为电子计算机，其基本电子元件为电子管，内部存储器采用水银延迟线，外部存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。当时由于电子技术的限制，运算速度只有每秒几千到几万个基本运算，存储容量也只有几千字。所以第一代电脑体积大，耗电多，速度慢，成本高，使用不方便；主要限于一些军事和科研部门做科学计算。软件中使用机器语言，后期使用汇编语言。

第二代(1958~1970年)是晶体管计算机。1948年，贝尔实验室发明了晶体管。十年后，晶体管取代了计算机中的电子管，晶体管计算机诞生了。计算机的基本电子元件是晶体管，其内部存储器中使用了大量由磁性材料制成的磁芯存储器。与第一代电子管计算机相比，晶体管计算机具有体积小、功耗低、成本低、逻辑功能强、使用方便、可靠性高等优点。软件中广泛使用高级语言，出现了早期的操作系统。

第三代(1963~1970年)是集成电路计算机。随着半导体技术的发展，1958年夏天，德克萨斯公司制造出了第一个半导体集成电路。集成电路是在几平方毫米的衬底上由几十个或几百个电子元件组成的逻辑电路。第三代集成电路计算机的基本电子元件是小规模集成电路和中规模集成电路。随着磁芯存储器的进一步发展，采用了性能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒几十万次基本运算。由于采用了集成电路，第三代计算机的性能有了很大的提高：体积缩小了，价格降低了，功能增强了，可靠性大大提高了。操作系统在软件中的广泛应用，产生了分时和实时操作系统和计算机网络。

第四代(1971年到前几天)是大规模集成电路计算机。随着集成数千甚至上万个电子元件的VLSI和VLSI的出现，电子计算机的发展进入了第四代。第四代计算机的基本部件是LSI，甚至是VLSI。高度集成的半导体存储器取代了磁芯存储器，运算速度可以达到每秒百万次甚至上亿次基本运算。在软件方法上产生了结构化编程和面向对象编程的思想。此外，网络操作系统和数据库管理系统也得到广泛应用。微处理器和微型计算机就是在这个阶段诞生并迅速发展的。

微型计算机的发展

微型计算机的发展主要表现在其核心部件3354微处理器的发展上。每一次新的微处理器的出现，都会带动微机系统其他组成部分的相应发展，如微机体系结构的进一步优化、存储器访问容量的不断增加、访问速度的不断提高、外围设备性能的不断提高以及新设备的不断出现。

根据微处理器的字长和功能，微计算机的功能可分为以下几个阶段：

第一阶段(1971 ~ 1973年)是4位、8位低档微处理器时代。通常称为第一代，其典型产品是Intel4004和Intel8008微处理器以及分别由其组成的MCS-4和MCS-8微型计算机。基本特点是采用PMOS技术，集成度低(4000晶体管/芯片)，系统结构和指令系统相对简单，主要采用

　　第二阶段( 1974 ～ 1977 年)是 8 位中高档微处理器时代。通常称为第二代，其典型产品是 Intel8080/8085 、 Motorola 公司的 MC6800 、 Zilog 公司的 Z80 等，以及各种 8 位单片机，如 Intel 公司的 8048 、 Motorola 公司的 MC6801 、 Zilog 公司的 Z8 等。它们的特点是采用 NMOS 工艺，集成度提高约 4 倍，运算速度提高约 10~15 倍(基本指令执行时间 1 ～ 2 μ s )，指令系统比较完善，具有典型的计算机体系结构和中断、 DMA 等控制功能。软件方面除了汇编语言外，还有 BASIC 、 FORTRAN 等高级语言和相应的解释程序和编译程序，在后期还出现了操作系统，如 CM/P 就是当时流行的操作系统。

　　第三阶段( 1978 ～ 1984 年)是 16 微处理器时代。通常称为第三代，其典型产品是 Intel 公司的 8086/8088 、 80286 ， Motorola 公司的 M68000 ， Zilog 公司的 Z8000 等微处理器。其特点是采用 HMOS 工艺，集成度( 20000~70000 晶体管 / 片)和运算速度(基本指令执行时间是 0.5 μ s )都比第二代提高了一个数量级。指令系统更加丰富、完善，采用多级中断、多种寻址方式、段式存储机构、硬件乘除部件，并配置了软件系统。

　　这一时期的著名微机产品有 IBM 公司的个人计算机 PC ( Personal Computer )。 1981 年推出的 IBM PC 机采用 8088 CPU 。紧接着 1982 年又推出了扩展型的个人计算机 IBM PC/XT ，它对内存进行了扩充，并增加了一个硬磁盘驱动器。 1984 年 IBM 推出了以 80286 处理器为核心组成的 16 位增强型个人计算机 IBM PC/AT 。由于 IBM 公司在发展 PC 机时采用了技术开放的策略，使 PC 机风靡世界。

　　第四阶段( 1985 ～ 1992 年)是 32 位微处理器时代，又称为第四代。其典型产品是 Intel 公司的 80386/80486 ， Motorola 公司的 M68030/68040 等。其特点是采用 HMOS 或 CMOS 工艺，集成度高达 100 万晶体管 / 片，具有 32 位地址线和 32 位数据总线。每秒钟可完成 600 万条指令( MIPS ， Million Instructions Per Second )。微机的功能已经达到甚至超过超级小型计算机，完全可以胜任多任务、多用户的作业。同期，其他一些微处理器生产厂商(如 AMD 、 TEXAS 等)也推出了 80386/80486 系列的芯片。

　　第五阶段( 1993 年以后)是奔腾( Pentium )系列微处理器时代，通常称为第五代。典型产品是 Intel 公司的奔腾系列芯片及与之兼容的 AMD 的 K6 系列微处理器芯片。内部采用了超标量指令流水线结构，并具有相互独立的指令和数据高速缓存。随着 MMX ( Multi Media eXtended )微处理器的出现，使微机的发展在网络化、多媒体化和智能化等方面跨上了更高的台阶。 2000 年 3 月， AMD 与 Intel 分别推出了时钟频率达 1GHz 的 Athlon 和 Pentium III 。 2000 年 11 月， Intel 又推出了 Pentium Ⅳ微处理器，集成度高达每片 4200 万个晶体管，主频 1.5GHz ， 400MHz 的前端总线，使用全新 SSE 2 指令集。 2002 年 11 月， Intel 推出的 Pentium Ⅳ微处理器的时钟频率达到 3.06GHz ，而且微处理器还在不断地发展，性能也在不断提升。

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