四个阶段
计算机的发展历程可以划分为四个主要结构阶段,每个阶段以核心电子元器件的演变为特征:
一、第一代电子管计算机(1946-1958年)
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核心元件 :真空电子管
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特点 :体积庞大(如ENIAC占地170平方米、重30吨),功耗高(150kW),运算速度慢(每秒5000次加法运算),可靠性差,主要用于军事和科学计算。
二、第二代晶体管计算机(1958-1964年)
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核心元件 :晶体管
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特点 :体积减小至原子的1/1000,功耗降低50%,可靠性显著提高,运算速度提升至每秒几十万次。出现高级语言(如FORTRAN、COBOL)和操作系统雏形,应用扩展至数据处理和事务管理。
三、第三代中小规模集成电路计算机(1964-1971年)
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核心元件 :中小规模集成电路(SSI/MSI)
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特点 :进一步缩小体积,集成度提升至1000-10万颗晶体管,运算速度达每秒几百万次。操作系统逐步完善,计算机开始进入工业控制、文字处理等领域。
四、第四代大规模/超大规模集成电路计算机(1971年至今)
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核心元件 :大规模/超大规模集成电路(LSI/VLSI)
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特点 :集成数以百万计晶体管,运算速度提升至每秒几亿次,体积缩小至手掌大小,价格降低,普及至个人计算机、服务器等终端设备,网络技术快速发展。
补充说明
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冯·诺依曼体系结构 :贯穿第二代至第四代,核心思想是“存储程序”,将程序与数据共同存储于内存。
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微处理器革命 :第四代以微处理器(如Intel 8086)为核心,推动计算机进入个人电脑时代。
以上四个阶段根据电子元件和性能特征划分,反映了计算机从“巨型机”到“便携式设备”的演变历程。