一、計算機發(fā)展史簡介
??? 人類所使用的計算工具是隨著生產(chǎn)的發(fā)展和社會的進步，從簡單到復(fù)雜、從低級到高級的發(fā)展過程，計算工具相繼出現(xiàn)了如算盤、計算尺、手搖機械計算機、電動機械計算機等。 1946年，世界上第一臺電子數(shù)字計算機（ENIAC）在美國誕生。這臺計算機共用了18000多個電于管組成，占地170m2，總重量為30t，耗電140kw，運算速度達到每秒能進行5000次加法、 300次乘法。
??? 電子計算機在短短的50多年里經(jīng)過了電子管、晶體管、集成電路（IC）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）四個階段的發(fā)展，使計算機的體積越來越小，功能越來越強，價格越來越低，應(yīng)用越來越廣泛，目前正朝智能化（第五代）計算機方向發(fā)展。
1．第一代電子計算機
??? 第一代電于計算機是從1946年至1958年。它們體積較大，運算速度較低，存儲容量不大，而且價格昂貴。使用也不方便，為了解決一個問題，所編制的程序的復(fù)雜程度難以表述。這一代計算機主要用于科學(xué)計算，只在重要部門或科學(xué)研究部門使用。
2．第二代電子計算機
??? 第二代計算機是從1958年到1965年，它們?nèi)坎捎镁w管作為電子器件，其運算速度比第一代計算機的速度提高了近百倍，體積為原來的幾十分之一。在軟件方面開始使用計算機算法語言。這一代計算機不僅用于科學(xué)計算，還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理及工業(yè)控制。
3．第三代電子計算機
??? 第三代計算機是從1965年到1970年。這一時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)，使計算機的功能越來越強，應(yīng)用范圍越來越廣。它們不僅用于科學(xué)計算，還用于文字處理、企業(yè)管理、自動控制等領(lǐng)域，出現(xiàn)了計算機技術(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、情報檢索等領(lǐng)域。
4．第四代電子計算機
??? 第四代計算機是指從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算機。例如80386微處理器，在面積約為10mm X l0mm的單個芯片上，可以集成大約32萬個晶體管。
??? 第四代計算機的另一個重要分支是以大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)發(fā)展起來的微處理器和微型計算機。
微型計算機大致經(jīng)歷了四個階段：
??? 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微型計算機（CPU為4040，四位機）。后來又推出以8008為核心的MCS-8型。
??? 第二階段是1973～1977年，微型計算機的發(fā)展和改進階段。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）。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，十六位微型計算機的發(fā)展階段，微處理器有8086、808880186、80286、M68000、Z8000。微型計算機代表產(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)微型計算機。
??? 第四階段便是從1983年開始為32位微型計算機的發(fā)展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計算機是初期產(chǎn)品。 1993年， Intel公司推出了Pentium或稱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。現(xiàn)在Pentium III（也有人稱P7）微處理器己成為了主流產(chǎn)品，預(yù)計Pentium IV 將在2000年10月推出。
??? 由此可見，微型計算機的性能主要取決于它的核心器件——微處理器（CPU）的性能。
5．第五代計算機
??? 第五代計算機將把信息采集、存儲、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·諾依曼機器的概念，實現(xiàn)高度的并行處理。
二、計算機的特點
??? 計算機的基本特點如下：
1、記憶能力強
??? 在計算機中有容量很大的存儲裝置，它不僅可以長久性地存儲大量的文字、圖形、圖像、聲音等信息資料，還可以存儲指揮計算機工作的程序。
2、計算精度高與邏輯判斷準確
??? 它具有人類無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，以實現(xiàn)計算機工作的自動化，從而保證計算機控制的判斷可靠、反應(yīng)迅速、控制靈敏。
3、高速的處理能力
??? 它具有神奇的運算速度，其速度以達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算到707位，一位數(shù)學(xué)家曾為此花十幾年的時間，而如果用現(xiàn)代的計算機來計算，可能瞬間就能完成，同時可達到小數(shù)點后200萬位。
4、能自動完成各種操作
??? 計算機是由內(nèi)部控制和操作的，只要將事先編制好的應(yīng)用程序輸入計算機，計算機就能自動按照程序規(guī)定的步驟完成預(yù)定的處理任務(wù)。
1.3 計算機應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向
一、計算機應(yīng)用領(lǐng)域
??? 目前，計算機的應(yīng)用可概括為以下幾個方面。
1．科學(xué)計算（或稱為數(shù)值計算）
??? 早期的計算機主要用于科學(xué)計算。目前，科學(xué)計算仍然是計算機應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。如高能物理、工程設(shè)計、地震預(yù)測、氣象預(yù)報、航天技術(shù)等。由于計算機具有高運算速度和精度以及邏輯判斷能力，因此出現(xiàn)了計算力學(xué)、計算物理、計算化學(xué)、生物控制論等新的學(xué)科。
2．過程檢測與控制
??? 利用計算機對工業(yè)生產(chǎn)過程中的某些信號自動進行檢測，并把檢測到的數(shù)據(jù)存入計算機，再根據(jù)需要對這些數(shù)據(jù)進行處理，這樣的系統(tǒng)稱為計算機檢測系統(tǒng)。特別是儀器儀表引進計算機技術(shù)后所構(gòu)成的智能化儀器儀表，將工業(yè)自動化推向了一個更高的水平。
3．信息管理（數(shù)據(jù)處理）
??? 信息管理是目前計算機應(yīng)用最廣泛的一個領(lǐng)域。利用計算機來加工、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、報表統(tǒng)計、帳目計算、信息情報檢索等。近年來，國內(nèi)許多機構(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），即所謂無紙貿(mào)易。
4．計算機輔助系統(tǒng)
1）計算機輔助設(shè)計（CAD）是指利用計算機來幫助設(shè)計人員進行工程設(shè)計，以提高設(shè)計工作的自動化程度，節(jié)省人力和物力。目前，此技術(shù)已經(jīng)在電路、機械、土木建筑、服裝等設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。
2）計算機輔助制造（CAM）是指利用計算機進行生產(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。縮短生產(chǎn)周期，并且還大大改善了制造人員的工作條件。
3）計算機輔助測試（CAT）是指利用計算機進行復(fù)雜而大量的測試工作。
4）計算機輔助教學(xué)（CAI）指利用計算機幫助教師講授和幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的自動化系統(tǒng)，使學(xué)生能夠輕松自如地從中學(xué)到所需要的知識。
二、計算機的發(fā)展方向
??? 未來的計算機將以超大規(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
??? 巨型化是指計算機的運算速度更高、存儲容量更大、功能更強。目前正在研制的巨型計算機其運算速度可達每秒百億次。
2．微型化
??? 微型計算機已進入儀器、儀表、家用電器等小型儀器設(shè)備中，同時也作為工業(yè)控制過程的心臟，使儀器設(shè)備實現(xiàn)“智能化”。隨著微電子技術(shù)的進一步發(fā)展，筆記本型、掌上型等微型計算機必將以更優(yōu)的性能價格比受到人們的歡迎。
3．網(wǎng)絡(luò)化
??? 隨著計算機應(yīng)用的深入，特別是家用計算機越來越普及，一方面希望眾多用戶能共享信息資源，另一方面也希望各計算機之間能互相傳遞信息進行通信。
??? 計算機網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。計算機網(wǎng)絡(luò)己在現(xiàn)代企業(yè)的管理中發(fā)揮著越來越重要的作用，如銀行系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng)、交通運輸系統(tǒng)等。
4．智能化
??? 計算機人工智能的研究是建立在現(xiàn)代科學(xué)基礎(chǔ)之上。智能化是計算機發(fā)展的一個重要方向，新一代計算機，將可以模擬人的感覺行為和思維過程的機理，進行“看”、“聽”、“說”、“想”、“做”，具有邏輯推理、學(xué)習(xí)與證明的能力。