计算机发展历程

计算机系统的概念

计算机系统 = 计算机硬件 + 计算机软件

计算机硬件

计算机的实体，如主机、外设等

计算机软件

由具有各类特殊功能的程序组成

软件分为系统软件和应用软件

• 系统软件

  系统软件用于管理整个计算机系统
  如操作系统、数据库管理系统、标准程序库、网络软件、语言处理程序、服务程序等

• 应用软件

  应用软件是按任务需要编制成的各种程序

计算机性能的好坏取决于 “软” 、“硬” 件功能的总和

计算机硬件的发展

计算机的四代变化

1. 第一代计算机（1946~1957 年）—— 电子管时代

   特点：逻辑元件采用电子管；使用机器语言进行编程；主存用延迟线或磁鼓存储信息，容趾极小；体积庞大，成本高；运算速度较低，一般只有几千次到几万次每秒

2. 笫二代计算机（1958~1964 年）—— 晶体管时代

   特点：逻辑元件采用晶体管；运算速度提高到几万次到几十万次每秒；主存使用磁芯存储器；计算机软件也得到了发展，开始出现了高级语言及其编译程序，有了操作系统的雏形

3. 第三代计算机（1965~1971 年）—— 中小规模集成电路时代

   特点：逻辑元件采用中小规模集成电路；半导体存储器开始取代磁芯存储器；高级语言发展迅速，操作系统也进一步发展，开始有了分时操作系统

4. 笫四代计算机（1972 年至今）一一 超大规模集成电路时代

   特点：逻辑元件采用大规模集成电路和超大规模集成电路，产生了微处理器；诸如并行、流水线、高速缓存和虚拟存储器等概念用在了这代计算机中

发展阶段	时间	逻辑元件	速度(次/秒)	内存	外存
第一代	1946~1957	电子管	几千-几万	汞延迟线、磁鼓	穿孔卡片、纸带
第二代	1958~1964	晶体管	几万-几十万	磁芯存储器	磁带
第三代	1964~1971	中小规模集成电路	几十万-几百万	半导体存储器	磁带、磁盘
第四代	1972~现在	大规模、超大规模集成电路	上千万-万亿	半导体存储器	磁盘、磁带、光盘半导体存储器

计算机元件的更新换代

• 摩尔定律

  当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔 18 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍
  也就是说，我们现在和 18 个月后花同样的钱买到的 CPU，后者的性能是前者的两倍，这一定律揭示了信息技术进步的速度

• 半导体存储器的发展

  

• 微处理器的发展

  微型计算机的发展以微处理器技术为标志

  

计算机软件的发展

由于所有的软件都是由编程语言编写出来的，所以编程语言的发展直接决定了软件的丰富程度
计算机语言的发展经历了面向机器的机器语言和汇编语言、面向问题的高级语言
其中高级语言的发展真正促进了软件的发展，它经历了从科学计算和工程计算的 FORTRAN 、结构化程序设计的 PASCAL 到面向对象的 C++ 和适应网络环境的 Java

与此同时，直接影响计算机系统性能提升的各种系统软件也有了长足的发展，特别是操作系统，如 Windows UNIX、Linux 等

计算机的发展趋势

计算机的发展趋势呈现 “两极” 化的趋势发展

• 微型计算机向更微型化、网络化、高性能、多用途方向发展，如各种日常使用的电子设备
• 巨型机向更巨型化、超高速、并行处理、智能化方向发展，如超级计算机

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【计算机组成原理】专栏的文章 均有参考 《王道计算机考研 计算机组成原理》课程视频