產(chǎn)生背景

　　世界上第一臺電子計算機是個龐然大物：重30噸，占地150平方米，肚子里裝有18800只電子管。它是1954年，在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生的。

　　50年代是計算機研制的第一個高潮時期，那時的計算機中的主要元器件都是用電子管制成的，后人將用電子管制作的計算機稱為第一代計算機。這個時期的計算機發(fā)展有三個特點：即由軍用擴(kuò)展至民用，由實驗室開發(fā)轉(zhuǎn)入工業(yè)化生產(chǎn)，同時由科學(xué)計算擴(kuò)展到數(shù)據(jù)和事務(wù)處理。

　　20世紀(jì)40年代中期，美國賓夕法尼亞大學(xué)電工系由莫利奇和艾克特領(lǐng)導(dǎo)，為美國陸軍軍械部阿伯丁彈道研究實驗室研制了一臺用于炮彈彈道軌跡計算的“電子數(shù)值積分和計算機”(ElectronicNumericalIntegratorandCalculator簡稱ENIAC)。這臺叫做“埃尼阿克”的計算機占地面積170平方米，總重量30噸，使用了18000只電子管，6000個開關(guān)，7000只電阻，10000只電容，50萬條線，耗電量140千瓦，可進(jìn)行5000次加法/秒運算。這個龐然大物于1946年2月15日在美國舉行了揭幕典禮。這臺計算機的問世，標(biāo)志著電腦時代的開始。

　　以“埃尼亞克”為代表，一批計算機迅速推向市場，形成了第一代計算機族。在這一時期，美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾伊曼提出了“程序存儲”的概念，其基本思想是把一些常用的基本操作都制成電路，每一個這樣的操作都用一個數(shù)代表，于是這個數(shù)就可以指令計算機執(zhí)行某項操作。程序員根據(jù)解題的要求，用這些數(shù)來編制程序，并把程序同數(shù)據(jù)一起放在計算機的內(nèi)存儲器里。當(dāng)計算機運行時，它可以依次以很高的速度從存儲器中取出程序里的一條條指令，逐一予以執(zhí)行，以完成全部計算的各項操作，它自動從一個程序指令進(jìn)到下一個程序指令，作業(yè)順序通過“條件轉(zhuǎn)移”指令自動完成?！俺绦虼鎯Α笔谷坑嬎愠蔀檎嬲淖詣舆^程，它的出現(xiàn)被譽為電子計算機史上的里程碑，而這種類型的計算機被人們稱為“馮·諾伊曼機”。

? ? ?第一代計算機發(fā)明詳情

　　1943年美國國防部批準(zhǔn)了由Pennsyvania大學(xué)John Mauchly教授和John Presper Echert工程師提出的制造一臺由電子管構(gòu)成的ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator，電子數(shù)字積分器和計算器)的計劃，其目的是計算新型火炮的彈道軌跡。

　　ENIAC于1946年2月14日交付使用，它由17468個電子管、6萬個電阻器、1萬個電容器和6千個開關(guān)組成，重達(dá)30噸，占地160平方米，耗電174千瓦，耗資45萬美元。這臺計算機每秒只能運行5千次加法運算。

　　1945年ENIAC的顧問von Neumann在EDVAC(Electronic Discrete Variable Computer,電子離散變量計算機)計劃中首次提出了存儲程序的概念。這個思想幾乎同時被英國的科學(xué)家Turing想到。

　　1946年，von Neumann在Princeton Institute進(jìn)行高級研究時，設(shè)計了一臺存儲程序的計算機IAS，雖然IAS直到1952年也未能問世，但I(xiàn)AS的總體結(jié)構(gòu)得到確認(rèn)，并成為后來通用計算機的原型。

約翰 馮 諾依曼

　　20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了Sperry和IBM兩大制造計算機的公司，IBM公司于1952年推出了程序控制的計算機701，1955年又推出了702，后來形成了700/7000系列，使IBM公司成為計算機制造商的絕對權(quán)威。

　　ENIAC誕生后到20世紀(jì)50年代末期，世界上主要國家也紛紛研制出不同型號的電子計算機，但在這十多年的時間內(nèi)，計算機的性能并沒有得到奇跡般的提高，直到50年代末，晶體管技術(shù)的發(fā)展，使計算機遇上第一次大飛躍發(fā)展的機遇。

　　特點

　　第一代計算機的主要特點是：采用電子管作基礎(chǔ)元件;使用汞延遲線作存儲設(shè)備，后來逐漸過渡到用磁芯存儲器;輸入、輸出設(shè)備主要是用穿孔卡片，用戶使用起來很不方便;系統(tǒng)軟件還非常原始，用戶必須掌握用類似于二進(jìn)制機器語言進(jìn)行編程的方法

　　第一代電子計算機概述

　　第一代電子計算機又稱“電子管計算機”。以電子管為主要電路元件的電子計算機。第一臺電子管計算機于1946年在美國制成，取名埃尼阿克(eniac)。1946-1957年生產(chǎn)的電子計算機都是第一代電子計算機。

　　電子計算機又叫電腦?？墒菫槭裁窗央娮佑嬎銠C稱為電腦呢?這是因為作為信息處理的工具，電子計算機已經(jīng)部分地替代了人類大腦的功能。特別是20世紀(jì)70年代以后，微處理機的出現(xiàn)，使電子計算機的應(yīng)用越來越廣泛。電腦可“神”了!它不僅在傳統(tǒng)的科學(xué)計算領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用，而且在其他領(lǐng)域的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，它已經(jīng)遍及人類生活的各個領(lǐng)域，能幫助人們處理辦公室事情，能幫助各級領(lǐng)導(dǎo)制定并實施科學(xué)的決策，能幫助各行各業(yè)的專家工作。許多需要人類大腦思維的工作都可以用計算機代替，電腦已經(jīng)成為人腦的重要幫手。

　　分類

　　計算機按所處理變量的性質(zhì)可劃分為數(shù)字計算機和模擬計算機，一般所說的計算機即指數(shù)字計算機;按計算機體系結(jié)構(gòu)遵循的基本機理可劃分為：諾依曼體系結(jié)構(gòu)計算機和非諾依曼體系結(jié)構(gòu)計算機;按計算機單機系統(tǒng)所具有的規(guī)模(指包括功能、體積等在內(nèi)的綜合規(guī)模)可劃分為：巨型機(見巨型計算機)、大型機、中小型機、工作站、個人計算機(微型機、膝上機、掌上機、單板機)等;按計算機系統(tǒng)間的互聯(lián)地域范圍可劃分為：單機系統(tǒng)、計算機局域網(wǎng)、計算機遠(yuǎn)程網(wǎng)等;按計算機系統(tǒng)的抗惡劣環(huán)境程度可劃分為：通用計算機、加固(半加固)計算機。

　　此外，還可按計算機內(nèi)的指令流和數(shù)據(jù)流是單個還是多個來劃分計算機的種類，這就是Flynn 分類法。按 Flynn 的建議可把計算機的體系結(jié)構(gòu)分為 4 類：SISD(單指令、單數(shù)據(jù)流)：串行地執(zhí)行指令;MISD(多指令、單數(shù)據(jù)流)：在多個處理機中用不同的指令去處理單個數(shù)據(jù)，這種方案看來是很不實際的;SIMD(單指令、多數(shù)據(jù)流)：以多個處理機同時對不同的數(shù)據(jù)執(zhí)行同一種指令操作;MIMD(多指令、多數(shù)據(jù)流)：以多個處理機自治地對不同的數(shù)據(jù)執(zhí)行不同的操作。

　　二、三、四代電子計算機的研制

　　第二代晶體管計算機研制(1965-1972年)

　　1965年中科院計算所研制成功了我國第一臺大型晶體管計算機：109乙機;對109乙機加以改進(jìn)，兩年后又推出109丙機，在我國兩彈試制中發(fā)揮了重要作用，被用戶譽為“功勛機”。華北計算所先后研制成功108機、108乙機(DJS-6)、121機(DJS-21)和320機(DJS-8)，并在738廠等五家工廠生產(chǎn)。1965～1975年，738廠共生產(chǎn)320機等第二代產(chǎn)品380余臺。哈軍工(國防科大前身)于1965年2月成功推出了441B晶體管計算機并小批量生產(chǎn)了40多臺。

　　第三代基于中小規(guī)模集成電路的計算機研制(1973-80年代初)

　　1973年，北京大學(xué)與北京有線電廠等單位合作研制成功運算速度每秒100萬次的大型通用計算機，1974年清華大學(xué)等單位聯(lián)合設(shè)計，研制成功DJS-130小型計算機，以后又推DJS-140小型機，形成了100系列產(chǎn)品。與此同時，以華北計算所為主要基地，組織全國57個單位聯(lián)合進(jìn)行DJS-200系列計算機設(shè)計，同時也設(shè)計開發(fā)DJS-180系列超級小型機。70年代后期，電子部32所和國防科大分別研制成功655機和151機，速度都在百萬次級。進(jìn)入80年代，我國高速計算機，特別是向量計算機有新的發(fā)展。

　　第四代基于超大規(guī)模集成電路的計算機研制(80年代中期至今)

　　和國外一樣 ，我國第四代計算機研制也是從微機開始的。1980年初我國不少單位也開始采用Z80，X86和6502芯片研制微機。1983年12電子部六所研制成功與IBM PC機兼容的DJS-0520微機。10多年來我國微機產(chǎn)業(yè)走過了一段不平凡道路，現(xiàn)在以聯(lián)想微機為代表的國產(chǎn)微機已占領(lǐng)一大半國內(nèi)市場。