台式电脑的发展历程
人类第一台电子计算机的诞生,ENIAC1946年2月14日,世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”(ENIAC)宣告研制成功。“埃尼阿克”的成功,是计算机发展史上的一座纪念碑,是人类在发展计算技术历程 中,到达的一个新的起点。“埃尼阿克”计算机的最初设计方案,是由36岁的美国工程师莫奇利于1943年提出的,计算机的主要任务是分析炮弹轨道。美国军械部拨款支持研制工作,并建立一个专门研究小组,由莫奇利负责。总工程师由年仅24岁的埃克特担任,组员格尔斯坦是位数学家,另外还有逻辑学家勃克斯。“埃尼阿克”共使用了18000个电子管,另加1500个继电器以及其它器件,其总体积约90立方米,重达30吨,占地170平方米,需要用一间30多米长的大房间才能存放,是个地地道道的庞然大物,和房子差不多。 这台每小时耗电量为140千瓦时的计算机,运算速度为每秒5000次加法,或者400次乘法,比机械式的继电器计算机快1000倍。当“埃尼阿克”公开展出时,一条炮弹的轨道用20秒钟就算出来,比炮弹本身的飞行速度还快。埃尼阿克的存储器是电子装置,而不是靠转动的“鼓”。它能够在一天内完成几千万次乘法,大约相当于一个人用台式计算机操作40年的工作量。它是按照十进制,而不是按照二进制来操作。但其中也用少量以二进制方式工作的电子管,因此机器在工作中不得不把十进制转换为二进制,而在数据输入、输出时再变回十进制。“埃尼阿克”最初是为了进行弹道计算而设计的专用计算机。但后来通过改变插入控制板里接线方式来解决各种不同的问题,而成为一台通用机。它的一种改型机曾用于氢弹的研制。“埃尼阿克”程序采用外部插入式,每当进行软件中心一项新的计算时,都要重新连接线路。有时几分钟或几十分钟的计算,要花几小时或1- 2天的时间进行线路连接准备,这是一个致命的弱点。它的另一个弱点是存储量太小。1996年2月14日,在“埃尼阿克”问世50周年之际,美国副总统戈尔在宾夕法尼亚大学举行的隆重纪念仪式上,再次按动了这台已沉睡了40年的庞大电子计算机的启动电钮。戈尔在向当年参加“埃尼阿克”的研制、如今仍健在科学家发表讲话:“我谨向当年研制这台计算机的先驱者们表示祝贺。”埃尼阿克上的两排灯以准确的节闪烁到46,标志着它于1946年问世,然后又闪烁到96,标志计算机时代开始以来的50年。 1642至1643年,巴斯卡(Blaise Pascal)为了帮助做收税员的父亲,他就发明了一个用齿轮运作的加法器,叫“Pascalene”,这是第一部机械加法器。1666年,在英国Samuel Morland发明了一部可以计算加数及减数的机械计数机。1671年,著名的德国数学家莱布尼兹(G.W.Leibnitz)制成了第一台能够进行加、减、乘、除四则运算的机械式计算机。1673年,Gottfried Leibniz 制造了一部踏式(stepped)圆柱形转轮的计数机,叫“Stepped Reckoner”,这部计算器可以把重复的数字相乘,并自动地加入加数器里。1694年,德国数学家,Gottfried Leibniz ,把巴斯卡的Pascalene 改良,制造了一部可以计算乘数的机器,它仍然是用齿轮及刻度盘操作。1773年,Philipp-Matthaus 制造及卖出了少量精确至12位的计算机器。1775年,The third Earl of Stanhope 发明了一部与Leibniz相似的乘法计算器。1786年,J.H.Mueller 设计了一部差分机,可惜没有拨款去制造。1801年, Joseph-Marie Jacquard 的织布机是用连接按序的打孔卡控制编织的样式。1854年,George Boole 出版 An Investigation of the Laws of Thought”,是讲述符号及逻辑理由,它后来成为计算机设计的基本概念。1858年,一条电报线第一次跨越大西洋,并且提供了几日的服务。1861年,一条跨越大陆的电报线把大西洋和太平洋沿岸连接起来。1876年,Alexander Graham Bell 发明了电话并取得专利权。1876至1878年,Baron Kelvin 制造了一部泛音分析机及潮汐预测机。1882年,William S. Burroughs 辞去在银行文员的工作,并专注于加数器的发明。1889年,Herman Hollerith 的电动制表机在比赛中有出色的表现,并被用于 1890 中的人口调查。Herman Hollerith 采用了Jacquard 织布机的概念用来计算,他用咭贮存资料,然后注入机器内编译结果。这机器使本来需要十年时间才能得到的人口调查结果,在短短六星期内做到。1893年,第一部四功能计算器被发明。 1895年,Guglielmo Marconi 传送广播讯号。1896年,Hollerith 成立制表机器公司(Tabulating Machine Company)。1908年,英国科学家Campbell Swinton ?述了电子扫描方法及预示用阴极射线管制造电视。1911年,Hollerith 的表机公司与其它两间公司合并,组成 Computer Tabulating Recording Company (C-T-R),制表及录制公司。但在1924年,改名为International Business Machine Corporation(IBM)。1911年,荷兰物理学家 Kamerlingh Onnes 在 Leiden Unversity 发现超导电。1931年,Vannever Bush 发明了一部可以解决差分程序的计数机,这机器可以解决一些令数学家,科学家头痛的复杂差分程序。1935年,IBM(International Business Machine tion)引入 IBM 601”,它是一部有算术部件及可在1秒钟内计算乘数的穿孔咭机器。 它对科学及商业的计算起很大的作用。总共制造了1500 部。1937年,Alan Turing 想出了一个 通用机器” 的概念,可以执行任何的算法,形成了一个可计算(computability)”的基本概念。Turing 的概念比其它同类型的发明为好,因为他用了符号处理symbol 概念。1939年11月,John Vincent Atannsoff 与 John Berry 制造了一部16位加数器。它是第一部用真空管计算的机器。1939年,Zuse 与 Schreyer 开鈶制造了V2”[后来叫Z2],这机器沿用 Z1的机械贮存器,加上一个用断电器逻辑(Relay Logic)的新算术部件。但当 Zuse完成草稿后,这计划被中断一年。 1946年 ,第一台正式的电脑“埃尼阿克”在美国诞生,但十分耗电。1959年,第一台小型科学计算器IBM620研制成功。1960年,数据处理系统IBM1401研制成功。1961年,程序设计语言COBOL问世。1961年,第一台分系统计算机由麻省理工学院设计完成。1963年,BASIC语言问世。1964年,第三代计算机IBM360系列制成 。1965年,美国数字设备公司推出第一台小型机PDP-8。1969年,IBM公司研制成功90列卡片机和系统——3计算机系统。1970年,IBM系统1370计算机系列制成。1971年,伊利诺大学设计完成伊利阿克IV巨型计算机。1971年,第一台微处理机4004由英特尔公司研制成功。1972年,微处理机基片开始大量生产销售。1973年,第一片软磁盘由IBM公司研制成功。电脑1975年,ATARI——8800微电脑问世。1977年,柯莫道尔公司宣称全组合微电脑PET——2001研制成功。1977年,TRS——80微电脑诞生。1977年,苹果——II型微电脑诞生。1978年,超大规模集成电路开始应用。1978年,磁泡存储器第二次用于商用计算机。1979年,夏普公司宣布制成第一台手提式微电脑。1982年,微电脑开始普及,大量进入学校和家庭。1979年开始计划制造,1983年苹果——lisa型电脑上市,她是首个拥有鼠标和GUI的电脑。 1984年,日本计算机产业着手研制第五代计算机——-具有人工智能的计算机。1984: DNS(Domain Name Server)域名服务器发布,互连网上有1000多台主机运行。1984年:Hewlett-Packard发布了优异的激光打印机,HP也在喷墨打印机上保持领先技术。 1984年1月: Apple 的Macintosh发布。基于Motorola 68000微处理器。可以寻址16M。1984年8月:MS-DOS3.0、PC-DOS3.0、IBM AT发布,采用ISA标准,支持大硬盘和1.2M高密软驱。1984年9月: Apple发布了有512Kb 内存的Macintosh,但其他方面没有什么提高。1984年底: Compaq开始开发IDE接口,可以以更快的速度传输数据,并被许多同行采纳,后来更进一步的EIDE推出,可以支持到528MB的驱动器。数据传输也更快。1985年: Philips和Sony合作推出CD-ROM驱动器。1985年: EGA标准推出。1985年3月: MS-DOS 3.1、PC-DOS 3.1。这是第一个提供部分网络功能支持DOS版本。1985年10月17日: 80386 DX推出。时钟频率到达33MHz,可寻址1GB内存。比286更多的指令。每秒6百万条指令,集成275000个晶体管。1985年11月: Microsoft Windows发布。但在其3.0版本之全面没有得到广泛的应用。需要DOS的支持,类似苹果机的操作界面,以致被苹果控告。诉讼到1997年8月才终止。1985年12月: MS-DOS 3.2、PC-DOS 3.2。这是第一个支持3.5英寸磁盘的系统。但也只是支持到720KB。到3.3版本时方可支持1.44兆。1986年1月: Apple 发布较高性能的Macintosh。有四兆内存,和SCSI适配器。1986年9月: Amstrad Announced发布便宜且功能强大的计算机Amstrad PC 1512。具有CGA图形适配器、512KB内存、8086处理器20兆硬盘驱动器。采用了鼠标器和图形用户界面,面向家庭设计。1987 年:Microsoft Windows 2.0 发布。1988 年:EISA 标准建立。1989 年:欧洲物理粒子研究所的Tim Berners-Lee 创立World Wide Web 雏形。通过超文本链接,新手也可以轻松上网浏览。这大大促进了Internet 的发展。1989 年3 月:EIDE 标准确立,可以支持超过528MB 的硬盘,能达到33.3MB/s 的传输速度,并被许多CD-ROM所采用。1989 年4 月10 日:80486 DX 发布。该处理器集成了120 万个晶体管,其后继型号的时钟频率达到100MHz 。1989 年11 月:Sound Blaster Card(声卡)发布。1990 年5 月22 日:微软发布Windows 3.0,兼容MS-DOS 模式。1990 年11 月:第一代MPC(多媒体个人电脑标准)发布。该标准要求处理器至少为80286/12MHz(后来增加到80386SX/16MHz)及一个光驱,至少150KB/sec 的传输率。1991 年:ISA 标准发布。1991 年6 月:MS-DOS 5.0 和PC-DOS 5.0 发布。为了促进OS/2 的发展,Bill Gates 说DOS5.0 是 DOS终结者,今后将不再花精力于此。该版本突破了640KB 的基本内存限制。这个版本也标志着微软与IBM 在DOS 上合作的终结。1992 年:Windows NT 发布,可寻址2GB 内存。1992 年4 月:Windows 3.1 发布。1993 年:Internet 开始商业化运行。1993 年:经典游戏Doom 发布。1993 年3 月22 日:Pentium 发布,该处理器集成了300 多万个晶体管,早期版本的核心频率为60 ~66MHz 、每秒钟执行1 亿条指令。1993 年5 月:MPC 标准2 发布,要求CD-ROM 传输率达到300KB/s,在320 ×240 的窗口中每秒播放15 帧图像。1994 年3 月7 日:Intel 发布90 ~100MHz Pentium 处理器 。1994 年:Netscape 1.0浏览器发布。1994 年:著名的即时战略游戏Command&Conquer(命令与征服)发布。1995 年3 月27 日:Intel 发布120MHz 的Pentium 处理器。1995 年6 月1 日:Intel 发布133MHz 的Pentium 处理器。1995 年8 月23 日:纯32 位的多任务操作系统Windows 95 发布。该操作系统大大不同于以前的版本 ,完全脱离MS-DOS,但为照顾用户习惯还保留了DOS 模式。Windows 95 取得了巨大成功。1995 年11 月1 日:Pentium Pro 发布,主频可达200MHz 、每秒可执行4.4 亿条指令、集成了550万个晶体管。1995 年12 月:Netscape 发布其JavaScript 。1996 年1 月:Netscape Navigator 2.0 发布。这是第一个支持JavaScript 的浏览器。1996 年1 月4 日:Intel 发布150 ~166MHz 的Pentium 处理器,集成了310 ~330 万个晶体管。1996 年:Windows 95 OSR2 发布,修正了部分BUG,扩充了部分功能。1997 年:Heft Auto 、Quake 2 和Blade Runner 等著名游戏软件发布,并带动3D图形加速卡迅速崛起。1997 年1 月8 日:Intel 发布Pentium MMX CPU,处理器的游戏和多媒体功能得到增强。1997 年4 月:IBM 的深蓝(Deep Blue)计算机战胜人类国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。1997 年5 月7 日:Intel 发布Pentium Ⅱ,增加了更多的指令和Cache 。1997 年6 月2 日:Intel 发布233MHz Pentium MMX
电脑的发展历史
1889年,美国科学家赫尔曼·何乐礼研制出以电力为基础的电动制表机,用以储存计算资料。
1930年,美国科学家范内瓦·布什造出世界上首台模拟电子计算机。
1946年2月14日,由美国军方定制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”(ENIAC Electronic Numerical And Calculator)在美国宾夕法尼亚大学问世了。ENIAC(中文名:埃尼阿克)是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的,这台计算器使用了17840支电子管,大小为80英尺×8英尺,重达28t(吨),功耗为170kW,其运算速度为每秒5000次的加法运算,造价约为487000美元。ENIAC的问世具有划时代的意义,表明电子计算机时代的到来。在以后60多年里,计算机技术以惊人的速度发展,没有任何一门技术的性能价格比能在30年内增长6个数量级。
第1代:电子管数字机(1946—1958年)
硬件方面,逻辑元件采用的是真空电子管,主存储器采用汞延迟线
电子管数字计算机
阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯;外存储器采用的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。
特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般为每秒数千次至数万次)、价格昂贵,但为以后的计算机发展奠定了基础。
第2代:晶体管数字机(1958—1964年)
硬件方的操作系统、高级语言及其编译程序。应用领域以科学计算和事务处理为主,并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高(一般为每秒数10万次,可高达300万次)、性能比第1代计算机有很大的提高。
第3代:集成电路数字机(1964—1970年)
硬件方面,逻辑元件采用中、小规模集成电路(MSI、SSI),主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。特点是速度更快(一般为每秒数百万次至数千万次),而且可靠性有了显著提高,价格进一步下降,产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。
第4代:大规模集成电路机(1970年至今)
硬件方面,逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI)。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等。特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。
由于集成技术的发展,半导体芯片的集成度更高,每块芯片可容纳数万乃至数百万个晶体管,并且可以把运算器和控制器都集中在一个芯片上、从而出现了微处理器,并且可以用微处理器和大规模、超大规模集成电路组装成微型计算机,就是我们常说的微电脑或PC机。微型计算机体积小,价格便宜,使用方便,但它的功能和运算速度已经达到甚至超过了过去的大型计算机。另一方面,利用大规模、超大规模集成电路制造的各种逻辑芯片,已经制成了体积并不很大,但运算速度可达一亿甚至几十亿次的巨型计算机。我国继1983年研制成功每秒运算一亿次的银河Ⅰ这型巨型机以后,又于1993年研制成功每秒运算十亿次的银河Ⅱ型通用并行巨型计算机。这一时期还产生了新一代的程序设计语言以及数据库管理系统和网络软件等。
随着物理元、器件的变化,不仅计算机主机经历了更新换代,它的外部设备也在不断地变革。比如外存储器,由最初的阴极射线显示管发展到磁芯、磁鼓,以后又发展为通用的磁盘,现又出现了体积更小、容量更大、速度更快的只读光盘(CD—ROM)。
有关计算机进化史的概述是怎么样的?
早在公元前5世纪,中国人就发明了算盘,并将其广泛应用于商业贸易中。算盘也被认为是最早的计算工具,一直使用至今。计算设备有了第二次重要的进步是在17世纪。1642年,法国人Blaise M Pascal发明了自动进位加法器,称为Pascalene。1694年,德国数学家Gottfried Wilhemvon Leibniz改进了Pascaline,使之可以计算乘法。后来,法国人Charles Xavier Thomas De Colmar发明了可以进行四则运算的计算器。现代计算机的真正起源来自英国数学教授Charles Babbage。Charles Babbage发现通常的计算设备中有许多错误,在剑桥学习时,他认为可以利用蒸汽机进行运算。起先他设计差分机用于计算导航表,后来,他发现差分机只是专门用途的机器,于是放弃了原来的研究,开始设计包含现代计算机基本组成部分的分析机。Babbage的蒸汽动力计算机虽然最终没有完成,以今天的标准看也是非常原始的,然而,它勾画出现代通用计算机的基本功能部分,在概念上是一个突破。在接下来的若干年中,许多工程师在另一些方面取得了重要的进步。美国人Herman Hollerith(1860~1929),根据提花织布机的原理发明了穿孔片计算机,并带入商业领域建立公司。到目前为止,计算机的发展共经历了四个时代。