计算机的四个发展阶段以核心电子元件的迭代为标志,依次为:电子管(1946-1958)、晶体管(1958-1964)、中小规模集成电路(1964-1970)和大规模集成电路(1970至今)。 关键亮点包括:体积从房间大小缩至微型化、运算速度提升百万倍、应用领域从军事扩展到全民生活,每一次变革都推动计算机性能与普及度的飞跃。
- 电子管时代:以ENIAC为代表,采用真空电子管,运算速度仅每秒数千次,功耗高且可靠性差,主要用于科学计算。内存仅几KB,外存依赖纸带和磁带,编程使用机器语言。
- 晶体管时代:IBM 700系列采用晶体管,速度提升至每秒数十万次,磁芯内存和磁盘外存出现。高级语言(如FORTRAN)和操作系统雏形诞生,应用扩展至事务处理。
- 集成电路时代:IBM System 360等机型使用中小规模集成电路,速度达每秒千万次,半导体内存普及。结构化程序设计兴起,计算机走向标准化,涉足文字与图像处理。
- 大规模集成电路时代:微处理器(如Intel首款芯片)实现超大规模集成,运算速度突破亿次/秒。数据库、网络技术成熟,个人电脑普及,应用渗透至家庭和日常场景。
未来,计算机可能进入第五代(人工智能与量子计算),但当前仍处于大规模集成电路的深度优化阶段。理解这四个阶段,能清晰把握技术跃迁如何重塑人类社会。