1.1.3　计算机的发展史

在商业贸易中，算盘（见图1-2）被认为是最早的计算机，并一直使用至今。

世界上第一台电子计算机诞生于1946年，出自美国军方，名为ENIAC（见图1-3），它在军事上是用来计算弹道的。这台计算机零件主要是电子管，包含1500个继电器、18800个电子管，占地面积170m2，重达30t，功率150kW，造价达48万美元，它开机的时候能让周围居民暂时停电。它每秒能完成5000次加法运算、400次乘法运算，比当时最快的计算工具快达300倍，是手工计算速度的20万倍。

用今天的眼光来看，ENIAC的功能或许不如掌上计算器，但它使得科学家们从复杂的计算中解脱出来，它的诞生也标志着人类开启了一个崭新的信息时代。

从ENIAC开始到现在，计算机经历了以下发展阶段：

1.第一代：电子管计算机（1946—1957年）

这一阶段的计算机主要采用电子管元件作为基本器件，用光屏管或汞延时电路作为存储器，输入与输出主要采用穿孔卡片或纸带，其特点是体积大、耗电量大、速度慢、存储容量小、可靠性差、维护困难且价格昂贵。在软件上，通常使用机器语言或者汇编语言来编写应用程序。因此，这一时代的计算机主要用于科学计算。

这时的计算机基本线路是采用电子管结构，程序从人工手编的机器指令程序过渡到符号语言。第一代电子计算机是计算工具革命性发展的开始，它所采用的二进位制与程序存储等基本技术思想奠定了现代电子计算机技术基础。

2.第二代：晶体管计算机（1957—1964年）

20世纪50年代中期，晶体管的出现使计算机生产技术得到了根本性的发展。这一阶段的计算机由晶体管代替电子管作为基础器件，用磁芯或磁鼓作为存储器，在整体性能上，比第一代计算机有了很大的提高。同时FORTRAN、Cobol、Algo160等程序语言的出现，使晶体管计算机在被用于科学计算的同时，也在数据处理、过程控制方面得到了应用。

晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用晶体管后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机就更容易实现了。

3.第三代：中小规模集成电路计算机（1964—1971年）

20世纪60年代中期，随着半导体工艺的发展，集成电路的成功制造，中小规模集成电路成为计算机的主要部件，主存储器也渐渐过渡到由半导体集成电路组成的存储器。这使计算机的体积变得更小，大大降低了计算机计算时的功耗，并由于减少了焊点和接插件，进一步提高了计算机的可靠性。在软件方面，有了标准化的程序设计语言和人机会话式的BASIC语言，其应用领域也进一步扩大。

4.第四代：大规模和超大规模集成电路计算机（1971年至今）

随着大规模和超大规模集成电路的成功制作并用于计算机硬件生产过程，计算机的体积进一步缩小，性能进一步提高。集成更高的大容量半导体存储器作为内存储器，发展了并行技术和多机系统，出现了精简指令集计算机（RISC），也使得软件系统工程化、理论化，且程序设计自动化。微型计算机在社会上的应用范围进一步扩大，几乎所有领域都能看到计算机的“身影”。

第五代是具有人工智能的新一代计算机。人工智能计算机将具有推理、联想、判断、决策、学习等功能。计算机的发展将在什么时候进入第五代？什么是第五代计算机？对于这些的问题，将是我们所要面对的。