计算机的发展经历了哪些阶段？
互联网时代已经到来。边肖推荐你必须知道的计算机发展史的四个阶段，让你对计算机有更多的了解。
世界上第一台电子数字计算机于1946年2月5日在宾夕法尼亚大学研制成功。它的名字叫ENIAC，是电子数字积分器和计算机的缩写。它使用17468个真空管，耗电174千瓦，占地面积170平方米，重30吨，每秒可进行5000次加法运算。虽然比不上今天最常见的微型计算机，但在当时却是运算速度的绝对冠军，其准确度和精确度也是前所未有的。以圆周率的计算为例，中国古代科学家祖冲之用了15年才把圆周率计算到小数点后7位。1000多年后，英国人詹克斯(Janks)用一生的时间计算圆周率，只算到了小数点后707位。使用ENIAC计算，仅用了40秒就达到了这个记录，同时也发现Janks计算中的第528位是错误的。
ENIAC为电子计算机的发展奠定了基础，在计算机发展史上具有划时代的意义，它的出现标志着电子计算机时代的到来。ENIAC诞生后，数学家冯·诺依曼提出了一个重大的改进理论，主要有两点:一是电子计算机应以二进制运算为基础，二是电子计算机应以“存储程序”方式工作，并进一步明确指出整个计算机结构应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。冯·诺依曼提出的这些理论解决了计算机运算自动化和速度协调的问题，对计算机后来的发展起到了决定性的作用。直到今天，大多数计算机仍然以冯·诺依曼的方式工作。
在ENIAC诞生后的短短几十年里，计算机的发展突飞猛进。主要的电子器件相继使用了真空管、晶体管、中小型集成电路和大规模、超大规模集成电路，引起了计算机的几次更新换代。每一次更新都大大降低了电脑的体积和功耗，大大增强了电脑的功能，进一步拓宽了电脑的应用领域。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现，使计算机迅速普及，进入办公室和家庭，在办公自动化和多媒体应用中发挥了巨大的作用。目前，计算机的应用已经扩展到社会的各个领域。计算机的发展过程可以分为以下几个阶段:
第一代(1946~1957)是电子计算机。它的基本电子元件是电子管，内部存储器使用水银延迟线，外部存储器主要使用磁鼓、纸带、卡片、磁带等。由于当时电子技术的限制，运算速度只有每秒几千到几万个基本运算，记忆容量也只有几千字。所以第一代电脑体积大，耗电多，速度慢，成本高，使用不方便；主要限于一些军事和科研部门进行科学计算。软件中使用机器语言，后期使用汇编语言。
第二代(1958~1970)是晶体管计算机。1948年，贝尔实验室发明了晶体管。10年后，晶体管取代了计算机中的电子管，晶体管计算机诞生了。晶体管计算机的基本电子元件是晶体管，内部存储器使用大量磁性材料制成的磁芯存储器。与第一代电子管计算机相比，晶体管计算机具有体积小、功耗低、成本低、逻辑功能强、使用方便、可靠性高等优点。软件中广泛使用高级语言，出现了早期的操作系统。
第三代(1963~1970)是集成电路计算机。随着半导体技术的发展，1958年夏天，德州公司做出了第一个半导体集成电路。集成电路是由几十个或几百个电子元件集中在几平方毫米的基板上组成的逻辑电路。第三代集成电路计算机的基本电子元件是小规模集成电路和中规模集成电路。磁芯存储器进一步发展，使用性能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒几十万次基本运算。由于采用了集成电路，第三代计算机的性能有了很大的提高:体积缩小了，价格降低了，功能增强了，可靠性大大提高了。操作系统在软件中的广泛应用，产生了分时和实时操作系统和计算机网络。
第四代(1971年前)是大规模集成电路计算机。随着集成了几千甚至上万个电子元件的大规模集成电路和超大规模集成电路的出现，电子计算机的发展进入了第四代。第四代计算机的基本部件是大规模集成电路，甚至是超大规模集成电路。高集成度的半导体存储器取代磁芯存储器，运算速度可以达到每秒百万次甚至上亿次基本运算。软件方法中出现了结构化编程和面向对象编程的思想。此外，网络操作系统和数据库管理系统也得到广泛应用。微处理器和微型计算机也是在这个阶段诞生并迅速发展的。
微型计算机的发展
微型计算机的发展主要表现在其核心部件——微处理器的发展上。每当一种新的微处理器出现，都会带动微机系统其他组成部分的相应发展，如微机体系结构的进一步优化、存储器访问容量和访问速度的不断提高、外围设备性能的不断提高以及新设备的不断涌现。
根据微处理器的字长和功能，微计算机的功能可分为以下几个阶段:
第一阶段(1971 ~ 1973)是4位和8位低端微处理器时代。通常称为第一代，其典型产品是Intel4004和Intel8008微处理器以及分别由其组成的MCS-4和MCS-8微型计算机。其基本特点是采用PMOS技术，集成度低(~ 4000个晶体管/芯片)，系统结构和指令系统简单，主要采用机器语言或简单汇编语言，指令较少(20条以上)，基本指令周期为20 ~ 50μ s，用于家用电器和简单控制场合。
第二阶段(1974 ~ 1977)是8位中高档微处理器时代。通常称为二代，其典型产品有Intel8080/8085，摩托罗拉的MC6800，Zilog的Z80，以及各种8位单片机，如Intel的8048，摩托罗拉的MC6801，Zilog的Z8等。它们的特点是NMOS技术，集成度提高了约4倍，运算速度提高了约10~15倍(基本指令执行时间为1 ~ 2μ s)，具有较为完整的指令系统，具有典型的计算机架构和中断、DMA等控制功能。软件方面，除了汇编语言，还有BASIC、FORTRAN等高级语言，以及相应的解释器和编译器。后期出现了操作系统，比如当时流行的CM/P。
第三阶段(1978 ~ 1984)是16微处理器时代。通常称为第三代，其典型产品有Intel的8086/8088和80286，摩托罗拉的M68000和Zilog的Z8000。其特点是采用了HMOS技术，集成度(20000 ~ 70000个晶体管/芯片)和运算速度(基本指令执行时间为0.5 μ s)比二代提高了一个数量级。指令系统更加丰富完善，多级中断，多种寻址方式，分段存储机制，硬件乘除部件，一个软件系统。
这一时期著名的微机产品有IBM的个人电脑。1981年推出的IBM PC采用了8088 CPU。然后1982年推出了扩展个人电脑IBM PC/XT，扩充了内存，增加了硬盘。1984 IBM推出了以80286处理器为核心的16位增强型个人计算机IBM PC/AT。由于IBM在开发PC时采用了开放技术的策略，PC风靡全球。
第四阶段(1985 ~ 1992)是32位微处理器时代，也称为第四代。其典型产品有Intel的80386/80486，摩托罗拉的M68030/68040等。其特点是采用HMOS或CMOS工艺，集成度高达每芯片654.38+0万个晶体管，有32位地址线和32位数据总线。每秒可完成600万条指令(MIPS)。微型计算机的功能已经达到甚至超过超级微型计算机，完全能够进行多任务、多用户操作。同时，其他一些微处理器厂商(如AMD和德州)也推出了80386/80486系列芯片。
第五阶段(1993之后)是奔腾系列微处理器时代，通常称为第五代。典型的产品有英特尔奔腾系列芯片和与其兼容的AMD K6系列微处理器芯片。内部采用超标量指令流水线结构，有独立的指令和数据缓存。随着MMX(多媒体扩展)微处理器的出现，微机在网络化、多媒体化和智能化方面的发展达到了一个新的高度。2000年3月，AMD和Intel分别推出时钟频率为1GHz的Athlon和Pentium III。2000年6月，165438+10月，Intel推出奔腾IV微处理器，每芯片集成4200万个晶体管，前端总线主频1.5GHz，400MHz，全新的SSE 2指令集。从5438年6月到2002年10月，Intel推出的奔腾IV微处理器时钟频率达到了3.06GHz，并且该微处理器还在发展，性能也在提升。