计算机的发展历程可划分为四个关键阶段,每一代技术的突破都显著提升了性能、缩小了体积并扩展了应用场景:从电子管时代的庞然大物到如今超大规模集成电路的微型智能设备,计算能力的指数级增长彻底改变了人类社会。
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电子管计算机(1946—1958年)
以真空电子管为核心元件,体积庞大、功耗极高,运算速度仅每秒数千至数万次。采用机器语言编程,主要用于军事和科学计算,如ENIAC的诞生标志着现代计算机的开端。 -
晶体管计算机(1958—1964年)
晶体管取代电子管后,计算机体积缩小、可靠性增强,速度提升至每秒数十万次。高级语言(如FORTRAN)和操作系统的出现,使应用领域扩展到事务处理和工业控制。 -
集成电路计算机(1964—1970年)
中小规模集成电路(MSI/SSI)的应用进一步降低体积与成本,运算速度达每秒数百万次。分时操作系统和结构化编程的普及,推动了文字处理与图形技术的早期发展。 -
超大规模集成电路计算机(1970年至今)
微处理器和LSI/VLSI技术使计算机微型化、智能化,速度突破每秒亿次级。数据库、网络技术和面向对象语言的发展,让计算机渗透至家庭生活与全球通信领域,如现代PC和云计算。
理解这四个阶段的技术跃迁,不仅能把握计算机科学的演进逻辑,更能预见未来量子计算、AI等新一代技术的潜力。