计算机专业的发展历史
1946年2月4日,美国军方定制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分器和计算器”在宾夕法尼亚大学问世。ENIAC是Oberding武器试验靶场为满足弹道计算的需要而开发的。它的主要发明者是电气工程师J·普雷斯本·埃克特和物理学家约翰·w·莫奇利博士,这种计算器使用17840管,尺寸为80英尺×8英尺,重量为28吨(吨),功耗为170千瓦,运算速度为每秒5000次加法,成本为487000美元。ENIAC的问世具有划时代的意义,预示着电子计算机时代的到来。在接下来的60年里,计算机技术以惊人的速度发展,人类科技史上没有任何一门学科能与电子计算机技术的发展速度相提并论。例如,2006年推出的英特尔双核移动处理器Core 2 Duo,原始密度为1.5百万个晶体管,尺寸为90.3 mm ㎡,重量几乎可以忽略不计,最大功耗为31W,运算速度为每秒21.6亿次,成本仅为637美元。单从性能来看,比ENIAC高4000万倍左右。难怪著名计算机科学家弗雷德里克·布鲁克(Frederic Brooke)说:到目前为止,除了计算机技术,人类文明中任何技术的性价比都可以在30年内提高6个数量级。1.1代计算机:电子管数字计算机(1946—1958)
在硬件方面,
逻辑元件采用真空电子管,主存储器采用水银延迟线、阴极射线示波器静电存储器、磁鼓和磁芯;外部存储器采用磁带。软件采用机器语言和汇编语言。应用领域主要是军事和科学计算。其特点是体积大、功耗高、可靠性差。它速度慢(通常每秒几千到几万次),而且很贵,但它为计算机的未来发展奠定了基础。
2.第二代计算机:晶体管数字计算机(1958—1964)
硬件方面,晶体管作为逻辑元件,磁芯作为主存,磁盘作为外存。在软件方面,出现了基于批处理的操作系统、高级语言及其编译器。应用领域主要是科学计算和事务处理,并开始进入工业控制领域。其特点是比1代计算机体积更小、能耗更低、可靠性更高、运算速度更快(通常每秒几十万次,最高可达300万次)、性能更好。
3.第三代计算机:集成电路数字计算机(1964—1970)
在硬件方面,采用中小规模集成电路(MSI,SSI)作为逻辑元件,磁芯仍然作为主存储器。在软件方面,有分时操作系统和结构化、规模化的编程方式。其特点是速度更高(一般每秒几百万到几千万次),可靠性显著提高,价格进一步降低,产品向通用化、系列化、标准化方向发展。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。
4.第四代计算机:大规模集成电路计算机(1970至今)
在硬件方面,逻辑元件是大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI)。在软件方面,出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言。其特点是1971年世界上第一个微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代。应用领域逐渐从科学计算、事务管理、过程控制走向家庭。
5.第五代计算机:人工智能计算机
第五代电子计算机是一种更接近人类的人工智能计算机。它能理解人类语言,也能理解文字和图形。人不需要写程序,通过说话就可以给计算机下命令,驱动它工作。新一代计算机是集信息采集、存储和处理、通信和人工智能于一体的智能计算机系统。它既能处理一般信息,又能面对知识处理,具有形式推理、联想、学习和解释的能力,将有助于人类开拓未知领域,获取新知识。