导图社区 计算机的发展历史
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计算机的发展历史
计算的概念
映射或基于规则的符号串的变换过程
从一个已知的符合串开始，按照一定的规则，一步一步地改变符号串，经过有限步骤，最后得到一个满足预先规定的符号串
计算工具的发展
手工计算阶段
结绳→手指→算筹→算盘→计算尺
手工计算阶段，计算的能力、速度、准确度等方面都很有限，在面对大型复杂计算问题时无能为力
机械计算阶段
研制出了借助机械功能的计算工具：机械加法器，机械计算器
第一台通用自动时序控制机械式计算机，称为巴贝奇差分机。这台机器提高了乘法速度，改进了对数表等数字表的精确度，为现代计算机设计思想的发展奠定了基础
电子计算阶段
1946年2月，在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台真正意义上的电子计算机ENIAC(电子数字积分计算机)
1949年英国剑桥大学根据冯.诺依曼的理论,开发出了世界上第一台存储程序的电子计算机EDSAC(电子延迟存储自动计算机,又称冯.诺依曼机)，之后的计算机都是基于冯.诺伊曼的存储程序体系结构的计算机。
电子计算机的发展
第一代计算机：电子管计算机
20世纪40年代中期到50年代末
逻辑元件采用的是电子管 存储器件为声延迟线或磁鼓
使用机器语言和汇编语言编程
电子管计算机体积庞大、速度慢、存储容量小
ENIAC,EDSAC,IAS计算机
第二代计算机：晶体管计算机
20世纪50年代中后期到60年代中期
采用晶体管作为逻辑元器件 内存采用磁芯存储器，外层采用磁鼓与磁带存储器 在系统结构方面提出了中断、变址等新概念
使用高级语言程序及其编译器进行硬件控制
计算机的体积和能耗更小
TRADIC，TX-2晶体管计算机，IBM 7070，IBM 7090，IBM 1401
第三代计算机：集成电路计算机
20世纪60年代中期到70年代中期
计算机的逻辑元器件和存储器可由集成电路实现 集成电路将电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容等元器件及连线固化并封装在半导体芯片上
系统IBM 360：采用了一系列新技术，包括微程序、控制高速缓存、虚拟存储器和流水线等技术，开始使用操作系统进行资源调度和输入/输出控制。
功能丰富，体积更小
各种型号的大型机、巨型机和小型机
第四代计算机：大规模、超大规模集成电路计算机
20世纪70年代末期至今
70年代初期：可容纳数千至数万个晶体管的大规模集成电路 之后：可容纳几万至几十万个晶体管的超大规模集成电路
存储技术、操作系统、计算机语言发展
计算机体积、重量、功耗进一步减小，运算速度大幅度提高。 功能更强大，使用更方便 计算机的应用领域深入到社会生活的各个方面
冯.诺依曼机
冯.诺依曼机的体系结构
输入数据和程序的输入设备
记忆程序和数据的存储器
完成数据加工处理的运算器
控制程序执行的控制器
输出处理结果的输出设备
冯.诺依曼机的功能
把需要的程序和数据送至计算机中
必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力
具有完成各种算术运算、逻辑运算和数据传送的能力
能够根据需要控制程序的走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作
能够按照要求将处理结果输送给用户