微型计算机发展史

现代计算机的诞生和发展在现代计算机出现之前，计算机的发展经历了机械计算机、机电计算机和萌芽的电子计算机三个阶段。

早在17世纪，欧洲的一群数学家就开始设计和制造以数字形式执行基本运算的数字计算机。

1642年，法国数学家帕斯卡利用类似钟表的齿轮传动装置，制成了最早的十进制加法器。

1678年，德国数学家莱布尼茨制造的计算机进一步解决了十进制数的乘法和除运算。

英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出了一个想法。每完成一次算术运算，就会发展成一次特定完整运算过程的自动完成。

1884年，巴贝奇设计了一台程控万能分析仪。

虽然这个分析仪已经描述了与程序控制方式相关的计算机的原型，但是由于当时的技术条件还没有实现。

在巴贝奇的思想提出后的一百多年间，电磁学、电工学和电子学取得了巨大的进步，在元器件方面相继发明了真空二极管和真空三极管。系统技术方面，无线电报、电视、雷达相继发明。

所有这些成就都为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。

与此同时，数学和物理也相应地蓬勃发展起来。

到20世纪30年代，物理学的所有领域都在经历量化阶段，数学方程描述了各种物理过程，其中一些很难用经典的分析方法求解。

因此，数值分析受到重视，发展了各种数值积分、数值微分和微分方程的数值解，将计算过程简化为巨量的基本运算，从而为现代计算机的数值算法奠定了基础。

社会对先进计算工具的迫切需求是现代计算机诞生的根本动力。

20世纪以来，各个科学领域和技术部门都出现了无数的计算困难，阻碍了学科的不断发展。

尤其是二战爆发前后，军事科技对高速计算工具的需求尤为迫切。

这一时期，德国、美国、英国都在发展计算机，几乎同时开始研究机电计算机和电子计算机。

德国人朱塞佩是第一个使用电子元件制造计算机的人。

他在1941年制造的全自动继电器计算机Z-3，具有浮点计数、二进制运算、数字存储地址指令形式等现代计算机的特点。

在美国，中继计算机有MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。也是在1940 ~ 1947期间做的。

但继电器的开关速度约为百分之一秒，大大限制了计算机的运算速度。

电子计算机的发展过程经历了从制造零件到整机、从专用机到通用机、从“外部程序”到“存储程序”的演变

1938年，保加利亚裔美国学者阿塔纳索夫(atanasoff)首次制造了电子计算机的运算部件。

1943年，英国外交部通信处制造了一台“巨型”电子计算机。

这是一种特殊的密码分析机，在二战中被应用。

1946年2月，美国宾夕法尼亚大学摩尔学院制造的大型电子数字积分计算机(ENIAC)最初用于火炮弹道计算，经过多次改进，成为一种通用计算机，可以进行各种科学计算。

这种利用电子电路进行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机比中继计算机快1000倍。

这就是人们经常提到的世界上第一台电子计算机。

但这台计算机的程序还是外置的，存储容量太小，还没有完全具备现代计算机的主要特征。

这项新突破是由数学家冯·诺依曼领导的设计团队取得的。

1945年3月，他们发表了一个全新的通用电子计算机程序——电子离散变量自动机(EDVAC)。

随后，在1946年6月，冯·诺依曼等人提出了一份更加完善的设计报告，对电子计算机设备的逻辑结构进行了初步研究。

同年7月至8月，他们在摩尔学院给来自美国和英国20多个机构的专家讲授了一门专门的课程“计算机设计理论与技术”，促进了存储程序计算机的设计和制造。

1949年，英国剑桥大学数学实验室率先做出了电子离散时间自动计算机(EDSAC)。美国制造了东方标准自动计算机(SFAC)1950。

至此，电子计算机发展的萌芽期结束，现代计算机的发展期开始。

在创造数字计算机的同时，另一种重要的计算工具——模拟计算机也被开发出来。

物理学家在总结自然规律时，往往会用数学方程来描述某个过程。相反，也可以用物理过程模拟的方法来求解数学方程。对数发明后，1620年制作的计算尺已经把乘除法改为加减法进行计算。

麦克斯韦巧妙地将积分(面积)的计算转化为长度的度量，在1855中做了一个积分器。

傅立叶分析是19世纪数学物理的又一伟大成就，对模拟器的发展起到了直接的推动作用。

19世纪末20世纪初，65438+制造了各种计算傅立叶系数的解析机和求解微分方程的微分解析机。

然而，当试图推广微分分析器解决偏微分方程和模拟器解决一般科学计算问题时，人们逐渐意识到模拟器在通用性和准确性方面的局限性，并把主要精力转向数字计算机。

电子数字计算机出现后，模拟计算机继续发展，并与数字计算机相结合，产生了混合计算机。

模拟器和混合器已经发展成为现代计算机的特殊品种，即高效的信息处理工具或特定领域的模拟工具。

自20世纪中期以来，计算机一直处于高速发展时期，计算机从只有硬件发展到包括硬件、软件和固件的计算机系统。

计算机系统的性能价格比平均每10年提高两个数量级。

计算机的类型经过了一次又一次的划分，发展为微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机)、各种专用计算机(如各种控制计算机和模数混合计算机)。

计算机设备，从电子管到晶体管，从分立元件到集成电路再到微处理器，在计算机的发展中实现了三次飞跃。

电子管计算机时代(1946 ~ 1959)，计算机主要用于科学计算。

主存是决定电脑技术面貌的主要因素。

当时的主要存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波器静电存储器、磁鼓和磁芯存储器，计算机通常是按此分类的。

晶体管计算机时代(1959 ~ 1964)，磁心存储器作为主存储器，磁鼓和磁盘开始作为主辅存储器。

不仅科学计算计算机不断发展，中小型计算机，尤其是廉价的小型数据处理计算机也开始批量生产。

1964随着集成电路计算机的发展，计算机也进入了产品系列化的发展时期。

半导体存储器逐渐取代了核心存储器的主存地位，磁盘成为不可或缺的辅助存储器，虚拟存储技术得到了广泛应用。

随着各种半导体只读存储器和可重写只读存储器的快速发展，以及微程序技术的发展和应用，计算机系统中开始出现固件子系统。

70年代以后，计算机用集成电路的集成迅速从小规模发展到大规模和超大规模水平，微处理器和微型计算机应运而生，各种计算机的性能迅速提高。

随着字长为4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机的出现和广泛应用，对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求也相应增加。

微型计算机在社会上广泛应用后，一栋办公楼、一所学校、一个仓库往往有几十台甚至上百台电脑。

实现它们互连的局域网随即兴起，进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。

电子管计算机时代，一些计算机配备了汇编语言和子程序库，出现了科学计算的高级语言FORTRAN。

晶体管计算机阶段，事务处理的COBOL语言、科学计算机的ALGOL语言、符号处理的LISP语言等高级语言开始进入实用阶段。

操作系统的初步形成使计算机的使用从手工操作转变为自动作业管理。

进入集成电路计算机发展时期后，计算机中已经形成了相当规模的软件子系统，高级语言的种类进一步增多，操作系统日臻完善，具有批处理、分时处理、实时处理等多种功能。

软件子系统还增加了数据库管理系统、通信处理程序和网络软件。

软件子系统的功能不断增强，明显改变了计算机的使用属性，显著提高了使用效率。

在现代计算机中，外围设备的价值已经普遍超过了计算机硬件子系统的一半，其技术水平很大程度上决定了计算机的技术面貌。

外围设备的技术是非常综合性的，不仅取决于电子、机械、光学、磁学等多学科的综合，还取决于精密机械技术、电工电子加工技术以及测量技术和工艺水平。

外围设备包括辅助存储器和输入输出设备。

辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、大容量存储器和微型存储器等。输入输出设备分为输入、输出、转换、模式信息处理设备和终端设备。

在这些各种设备中，磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备对计算机的技术前景影响最大。

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。

中国计算技术的发展在人类文明的发展史上，中国曾经在早期计算工具的发明创造上写下了光辉的一页。

早在商朝，中国就创造了十进制记数法，比世界早了一千多年。

到了周朝，发明了当时最先进的计算工具——计算和编制。

这是一种用不同颜色的竹子、木头或骨头制成的小棍子。

在计算每一道数学题的时候，我们通常会以歌曲的形式编出一套算法，一边计算一边不断地重新排列木棒。

我国古代数学家祖冲之计算出圆周率在3.1415926到3.1415927之间。

这个结果比西方早了1000年。

珠算是中国的又一独创，也是计算工具发展史上的第一项重大发明。

这种轻便灵活、便于携带、与人民生活密切相关的东西，最早出现在汉代，逐渐成熟于元代。

珠算不仅对中国的经济发展起到了有益的作用，而且还传到了日本、朝鲜、东南亚等地区。它经受了历史的考验，一直沿用至今。

中国发明创造的南导车、水运象、鼓车、提花机，不仅为自动控制机械的发展做出了突出贡献，而且对计算工具的演变产生了直接或间接的影响。

比如张衡做的水运星座图，可以自动与地球运行同步。唐宋时期经过改良，成为世界上最早的天文钟。

记忆中的鼓车是世界上最早的自动计数装置。

提花机的原理对计算机程序控制的发展产生了间接的影响。

在中国古代，八卦由阳和阴组成，这也对计算技术的发展产生了直接影响。

莱布尼茨写了一篇关于八卦的论文，系统地提出了二进制算术算法。

他认为世界上最早的二进制表示是中国的八卦。

在沉寂了很久之后，新中国成立后，中国的计算技术进入了一个新的发展时期，相继成立了研究机构，在高等院校设立了计算技术与器件和计算数学专业，着手打造中国的计算机制造业。

1958和1959年，我国先后制造出第一台小型和大型电子管计算机。

60年代中期，我国成功研制了一批晶体管计算机，并用ALGOL等语言编制了编译器等系统软件。

60年代末，中国开始研究集成电路计算机。

20世纪70年代，中国已经大规模生产小型集成电路计算机。

20世纪80年代以后，中国开始注重微型计算机系统的开发和应用。大型计算机特别是超级计算机技术也取得了重要进展；建立计算机服务业，逐步完善计算机产业结构。

在计算机科学技术研究方面，我国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面取得了很大成就。

在计算机应用方面，中国在科学计算和工程设计领域取得了令人瞩目的成就。

计算机应用研究和实践在商业管理和过程控制中越来越活跃。