一、計(jì)算機(jī)發(fā)展史簡(jiǎn)介
??? 人類(lèi)所使用的計(jì)算工具是隨著生產(chǎn)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展過(guò)程，計(jì)算工具相繼出現(xiàn)了如算盤(pán)、計(jì)算尺、手搖機(jī)械計(jì)算機(jī)、電動(dòng)機(jī)械計(jì)算機(jī)等。 1946年，世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)（ENIAC）在美國(guó)誕生。這臺(tái)計(jì)算機(jī)共用了18000多個(gè)電于管組成，占地170m2，總重量為30t，耗電140kw，運(yùn)算速度達(dá)到每秒能進(jìn)行5000次加法、 300次乘法。
??? 電子計(jì)算機(jī)在短短的50多年里經(jīng)過(guò)了電子管、晶體管、集成電路（IC）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）四個(gè)階段的發(fā)展，使計(jì)算機(jī)的體積越來(lái)越小，功能越來(lái)越強(qiáng)，價(jià)格越來(lái)越低，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，目前正朝智能化（第五代）計(jì)算機(jī)方向發(fā)展。
1．第一代電子計(jì)算機(jī)
??? 第一代電于計(jì)算機(jī)是從1946年至1958年。它們體積較大，運(yùn)算速度較低，存儲(chǔ)容量不大，而且價(jià)格昂貴。使用也不方便，為了解決一個(gè)問(wèn)題，所編制的程序的復(fù)雜程度難以表述。這一代計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算，只在重要部門(mén)或科學(xué)研究部門(mén)使用。
2．第二代電子計(jì)算機(jī)
??? 第二代計(jì)算機(jī)是從1958年到1965年，它們?nèi)坎捎镁w管作為電子器件，其運(yùn)算速度比第一代計(jì)算機(jī)的速度提高了近百倍，體積為原來(lái)的幾十分之一。在軟件方面開(kāi)始使用計(jì)算機(jī)算法語(yǔ)言。這一代計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算，還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理及工業(yè)控制。
3．第三代電子計(jì)算機(jī)
??? 第三代計(jì)算機(jī)是從1965年到1970年。這一時(shí)期的主要特征是以中、小規(guī)模集成電路為電子器件，并且出現(xiàn)操作系統(tǒng)，使計(jì)算機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。它們不僅用于科學(xué)計(jì)算，還用于文字處理、企業(yè)管理、自動(dòng)控制等領(lǐng)域，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的信息管理系統(tǒng)，可用于生產(chǎn)管理、交通管理、情報(bào)檢索等領(lǐng)域。
4．第四代電子計(jì)算機(jī)
??? 第四代計(jì)算機(jī)是指從1970年以后采用大規(guī)模集成電路（LSI）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）為主要電子器件制成的計(jì)算機(jī)。例如80386微處理器，在面積約為10mm X l0mm的單個(gè)芯片上，可以集成大約32萬(wàn)個(gè)晶體管。
??? 第四代計(jì)算機(jī)的另一個(gè)重要分支是以大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的微處理器和微型計(jì)算機(jī)。
微型計(jì)算機(jī)大致經(jīng)歷了四個(gè)階段：
??? 第一階段是1971～1973年，微處理器有4004、4040、8008。 1971年Intel公司研制出MCS4微型計(jì)算機(jī)（CPU為4040，四位機(jī)）。后來(lái)又推出以8008為核心的MCS-8型。
??? 第二階段是1973～1977年，微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展和改進(jìn)階段。微處理器有8080、8085、M6800、Z80。初期產(chǎn)品有Intel公司的MCS一80型（CPU為8080，八位機(jī)）。后期有TRS-80型（CPU為Z80）和APPLE-II型（CPU為6502），在八十年代初期曾一度風(fēng)靡世界。
??? 第三階段是1978～1983年，十六位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段，微處理器有8086、808880186、80286、M68000、Z8000。微型計(jì)算機(jī)代表產(chǎn)品是IBM-PC（CPU為8086）。本階段的頂峰產(chǎn)品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC／AT286(1986年)微型計(jì)算機(jī)。
??? 第四階段便是從1983年開(kāi)始為32位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計(jì)算機(jī)是初期產(chǎn)品。 1993年， Intel公司推出了Pentium或稱(chēng)P5（中文譯名為“奔騰”）的微處理器，它具有64位的內(nèi)部數(shù)據(jù)通道?，F(xiàn)在Pentium III（也有人稱(chēng)P7）微處理器己成為了主流產(chǎn)品，預(yù)計(jì)Pentium IV 將在2000年10月推出。
??? 由此可見(jiàn)，微型計(jì)算機(jī)的性能主要取決于它的核心器件——微處理器（CPU）的性能。
5．第五代計(jì)算機(jī)
??? 第五代計(jì)算機(jī)將把信息采集、存儲(chǔ)、處理、通信和人工智能結(jié)合一起具有形式推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋能力。它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將突破傳統(tǒng)的馮·諾依曼機(jī)器的概念，實(shí)現(xiàn)高度的并行處理。
二、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)
??? 計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)如下：
1、記憶能力強(qiáng)
??? 在計(jì)算機(jī)中有容量很大的存儲(chǔ)裝置，它不僅可以長(zhǎng)久性地存儲(chǔ)大量的文字、圖形、圖像、聲音等信息資料，還可以存儲(chǔ)指揮計(jì)算機(jī)工作的程序。
2、計(jì)算精度高與邏輯判斷準(zhǔn)確
??? 它具有人類(lèi)無(wú)能為力的高精度控制或高速操作任務(wù)。也具有可靠的判斷能力，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)工作的自動(dòng)化，從而保證計(jì)算機(jī)控制的判斷可靠、反應(yīng)迅速、控制靈敏。
3、高速的處理能力
??? 它具有神奇的運(yùn)算速度，其速度以達(dá)到每秒幾十億次乃至上百億次。例如，為了將圓周率兀的近似值計(jì)算到707位，一位數(shù)學(xué)家曾為此花十幾年的時(shí)間，而如果用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算，可能瞬間就能完成，同時(shí)可達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后200萬(wàn)位。
4、能自動(dòng)完成各種操作
??? 計(jì)算機(jī)是由內(nèi)部控制和操作的，只要將事先編制好的應(yīng)用程序輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)就能自動(dòng)按照程序規(guī)定的步驟完成預(yù)定的處理任務(wù)。
1.3 計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向
一、計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域
??? 目前，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用可概括為以下幾個(gè)方面。
1．科學(xué)計(jì)算（或稱(chēng)為數(shù)值計(jì)算）
??? 早期的計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算。目前，科學(xué)計(jì)算仍然是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。如高能物理、工程設(shè)計(jì)、地震預(yù)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、航天技術(shù)等。由于計(jì)算機(jī)具有高運(yùn)算速度和精度以及邏輯判斷能力，因此出現(xiàn)了計(jì)算力學(xué)、計(jì)算物理、計(jì)算化學(xué)、生物控制論等新的學(xué)科。
2．過(guò)程檢測(cè)與控制
??? 利用計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的某些信號(hào)自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，并把檢測(cè)到的數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī)，再根據(jù)需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這樣的系統(tǒng)稱(chēng)為計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。特別是儀器儀表引進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)后所構(gòu)成的智能化儀器儀表，將工業(yè)自動(dòng)化推向了一個(gè)更高的水平。
3．信息管理（數(shù)據(jù)處理）
??? 信息管理是目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用最廣泛的一個(gè)領(lǐng)域。利用計(jì)算機(jī)來(lái)加工、管理與操作任何形式的數(shù)據(jù)資料，如企業(yè)管理、物資管理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、帳目計(jì)算、信息情報(bào)檢索等。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多機(jī)構(gòu)紛紛建設(shè)自己的管理信息系統(tǒng)（MIS）；生產(chǎn)企業(yè)也開(kāi)始采用制造資源規(guī)劃軟件（MRP），商業(yè)流通領(lǐng)域則逐步使用電子信息交換系統(tǒng)（EDI），即所謂無(wú)紙貿(mào)易。
4．計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)
1）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）是指利用計(jì)算機(jī)來(lái)幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)工作的自動(dòng)化程度，節(jié)省人力和物力。目前，此技術(shù)已經(jīng)在電路、機(jī)械、土木建筑、服裝等設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。
2）計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）是指利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制與操作，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本?？s短生產(chǎn)周期，并且還大大改善了制造人員的工作條件。
3）計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）是指利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜而大量的測(cè)試工作。
4）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）指利用計(jì)算機(jī)幫助教師講授和幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的自動(dòng)化系統(tǒng)，使學(xué)生能夠輕松自如地從中學(xué)到所需要的知識(shí)。
二、計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向
??? 未來(lái)的計(jì)算機(jī)將以超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)，向巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化的方向發(fā)展。
1．巨型化
??? 巨型化是指計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度更高、存儲(chǔ)容量更大、功能更強(qiáng)。目前正在研制的巨型計(jì)算機(jī)其運(yùn)算速度可達(dá)每秒百億次。
2．微型化
??? 微型計(jì)算機(jī)已進(jìn)入儀器、儀表、家用電器等小型儀器設(shè)備中，同時(shí)也作為工業(yè)控制過(guò)程的心臟，使儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)“智能化”。隨著微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，筆記本型、掌上型等微型計(jì)算機(jī)必將以更優(yōu)的性能價(jià)格比受到人們的歡迎。
3．網(wǎng)絡(luò)化
??? 隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的深入，特別是家用計(jì)算機(jī)越來(lái)越普及，一方面希望眾多用戶(hù)能共享信息資源，另一方面也希望各計(jì)算機(jī)之間能互相傳遞信息進(jìn)行通信。
??? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)己在現(xiàn)代企業(yè)的管理中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，如銀行系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)等。
4．智能化
??? 計(jì)算機(jī)人工智能的研究是建立在現(xiàn)代科學(xué)基礎(chǔ)之上。智能化是計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要方向，新一代計(jì)算機(jī)，將可以模擬人的感覺(jué)行為和思維過(guò)程的機(jī)理，進(jìn)行“看”、“聽(tīng)”、“說(shuō)”、“想”、“做”，具有邏輯推理、學(xué)習(xí)與證明的能力。