计算机的发展经历了多个重要阶段,每个阶段的技术进步和应用领域的拓展都显著推动了社会的发展和科技的进步。以下是计算机发展的三个主要阶段。
第一代计算机(电子管计算机时代)
技术特点
- 电子管:第一代计算机主要使用电子管作为逻辑元件,体积庞大(如ENIAC占地170平方米,重达30吨),功耗高(150KW),运算速度慢(每秒几千次到几万次),存储容量小(数百字到数千字)。
- 应用领域:主要用于科学计算和军事应用,如弹道计算和密码分析。
代表性设备
- ENIAC:1946年诞生的第一台通用电子计算机,使用了18000个电子管,标志着计算机时代的开始。
- EDVAC:冯·诺依曼设计的电子计算机,引入了存储程序概念,为现代计算机设计奠定了基础。
第二代计算机(晶体管计算机时代)
技术特点
- 晶体管:1956年晶体管的发明取代了电子管,计算机体积减小,功耗降低(从几万次/秒提高到几十万次/秒),可靠性提高。
- 存储器:使用磁芯作为主存储器,磁盘和磁带作为辅助存储器,存储量增加。
- 编程语言:高级语言如FORTRAN、COBOL等开始出现,编程更加抽象和高效。
代表性设备
- IBM 700系列:1958年推出的商用晶体管计算机,标志着计算机的商业化应用。
- DEC PDP系列:1960年代推出的数据处理器,广泛应用于科学和数据处理领域。
第三代计算机(集成电路与大规模集成电路计算机时代)
技术特点
- 集成电路:1965年开始使用中小规模集成电路(SSI、MSI),将多个晶体管集成在一块芯片上,计算机体积进一步减小,性能大幅提升(运算速度达到每秒几十万次到几百万次)。
- 操作系统:操作系统逐步完善,支持多任务处理和分时操作,计算机应用更加广泛,包括工业控制和文字处理。
代表性设备
- Intel 4004:1971年推出的第一款微处理器,标志着个人计算机时代的开始。
- Apple II:1977年推出的个人计算机,推动了个人计算机的普及。
计算机的发展经历了电子管、晶体管和集成电路三个主要阶段,每个阶段的技术进步都显著提升了计算机的性能和应用范围。从最初的庞大机器到现在的便携式个人计算机,计算机的发展不仅推动了科技的进步,也对社会和经济产生了深远的影响。
计算机发展第一阶段的主要技术突破有哪些
计算机发展的第一阶段主要是指电子管计算机时代(1946-1957年),这一阶段的主要技术突破包括以下几个方面:
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电子管的发明与应用:
- 电子管作为计算机的主要逻辑元件,取代了早期的机械部件和继电器。电子管的出现使得计算机能够进行更快速的计算和数据处理。
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ENIAC的诞生:
- 1946年,美国宾夕法尼亚大学研制出世界上第一台通用电子计算机ENIAC。它使用了18,000个电子管,占地约170平方米,重达30吨,主要用于军事计算,如弹道计算。
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存储技术的初步发展:
- 早期的计算机使用电子射线管作为存储部件,容量非常有限。随后,外存储器如磁鼓和磁带被引入,扩充了存储容量。
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编程语言的出现:
- 由于早期计算机只能使用机器语言和汇编语言编程,编程过程复杂且繁琐。这一阶段开始出现了一些简单的编程工具和方法,为后续高级语言的发展奠定了基础。
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系统软件的初步发展:
- 尽管这一阶段的计算机还没有成熟的操作系统,但已经开始出现一些基本的系统软件,如监控程序,用于管理和控制计算机的运行。
计算机发展第二阶段的主要应用场景是什么
计算机发展的第二阶段,即晶体管计算机时代(1958年-1964年),主要应用场景包括:
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科学计算:晶体管计算机继续用于复杂的科学计算任务,如高能物理、工程设计、****和气象预报等。其更高的运算速度和可靠性使得这些任务更加高效。
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事务处理:这一阶段的计算机开始广泛应用于事务处理领域,包括数据处理、工商业事务处理和企业信息管理。计算机在这一领域的应用极大地提高了数据处理的效率和准确性。
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工业控制:晶体管计算机也开始进入工业控制领域,用于实时监控和控制生产过程。这为后续的工业自动化奠定了基础。
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教育和科研:随着计算机成本的降低和性能的提升,计算机开始在大学和科研机构中普及,用于教学和科研工作。这促进了计算机科学和相关学科的发展。
计算机发展第三阶段的主要技术特点是什么
计算机发展的第三阶段,即集成电路计算机时代(1965-1970年),其主要技术特点包括:
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采用中、小规模集成电路(MSI、SSI)作为逻辑元件:
- 这使得计算机的体积显著减小,重量减轻,功耗降低,成本下降,同时运算速度有了更大的提高。
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半导体存储器取代磁芯存储器:
- 主存储器开始采用半导体存储器,取代了原来的磁芯存储器,存取速度大幅提高,增加了系统的处理能力。
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系统软件的显著发展:
- 出现了分时操作系统,允许多个用户共享计算机软硬件资源,提高了计算机的利用率。
- 软件设计方面,采用了结构化程序设计方法,为开发更加复杂的软件提供了技术保障。
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计算机设计走向标准化、系列化和通用化:
- 计算机的设计和生产开始遵循标准化、系列化和通用化的原则,促进了计算机产品的多样化和规模化生产。
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应用领域的扩展:
- 计算机的应用范围进一步扩大,开始进入文字处理和图形图像处理领域,推动了相关产业的发展。