計算機的誕生和發展

2022-09-08 09:36:09 字數 1480 閱讀 9345

在人類文明發展的歷史長河中,計算工具經歷了從簡單到複雜、從低階到高階的發展過程,列如,繩結、算籌、算盤、計算尺、手搖機械計算機、電動機械計算機等。它們在不同的時期發揮了各自的作用,同時也孕育了電子計算機的雛形。

計算機的電子管從電晶體,再由電晶體到中小規模積體電路,再到大規模積體電路直至現今的超大規模積體電路,元器件的製造技術發生了幾次重大革命,晶元的整合度不斷提高。

2023年2月,電子數字積分計算機 eniac(electronic numerical integrator and computer)在美國的賓夕法尼亞大學誕生。設計這台計算機主要用於解決第二次世界大戰時軍事上彈道課題的高速計算。雖然它的運算速度僅是每秒完成5000次加、減法運算,但它把第乙個有關發射彈道飛彈的運算題目的計算時間從台次計算器所需的7~10h縮短到30s以下。

eniac 是繼 abc(阿塔納索夫-貝瑞計算機)之後的第二台電子計算機和第一台通用計算機。

eniac 的研製成功為以後的電腦科學的發展奠定了基礎,具有劃時代的意義。它的成功,是人類的計算工具由手工自動化產生了乙個質的飛躍,為以後計算機的發展提供了契機,開創了計算機的新時代。

eniac 採用十進位制進行計算,它的儲存量很小,程式是用線路連線的方式來表示的。由於程式與計算兩相分離,程式指令存放在機器的外部電路中,每當需要計算某個題目時,首先必須人工接通數百條線路,往往為了進行幾分鐘的計算要很多人工作好幾天的時間做準備。

當時任彈道研究所顧問、正在參加美國第一顆原子彈研製工作的數學家馮·諾依曼帶著原子彈研製過程中遇到的大量計算問題,在研製過程中期加入了研製小組。針對 eniac 的缺陷,馮·諾依曼指出計算機內部應採用二進位制進行運算,應將指令和資料都儲存在計算機的儲存器中,由程式控制計算機自動執行,即「儲存程式」,又稱馮·諾依曼體系結構。

馮·諾依曼根據該原理設計出了「儲存程式式」計算機 edvac,並與2023年研製成功,運算速度比 eniac 提高了10倍。

馮·諾依曼體系結構採用二進位制運算的原因:業百科

微型計算機是由大規模積體電路組成的、體積較小的電子計算機,它是以微處理器為基礎,配以記憶體儲器及輸入輸出(i/o)介面電路和相應的輔助電路而構成的一種電子計算機。

微型計算機屬於電子計算機的一種,個人計算機(膝上型電腦、家用台式電腦)就屬於微型計算機。微型計算機區別於超級計算機。

在計算機的飛速發展過程中,20世紀70年代出現了微型計算機。微型計算機開發的先驅是兩個年輕的工程師,美國英特爾公司活膚和義大利的弗金。霍夫首先提出了可程式設計通用計算機的設想,即把計算機的全部電路製作在4個積體電路晶元上。這個設想由弗金實現,他在 4.2×3.2mm² 的矽片上整合了 2250 個電晶體構成**處理器,即 4 位微處理器 intel 4004,再加上一片隨機儲存器、一篇唯讀儲存器和一篇暫存器,通過匯流排連線就構成了一台 4 位微型電子計算機。

凡由積體電路構成的**處理器(central processing unit,cpu),人們習慣上稱為微型處理器。

計算機的誕生

前面講了圖靈機 turing machine 後來人們便朝著這個方向製造出了真正意義上的計算機,究竟這是乙個怎樣的過程呢,不妨可以梳理一下其中的脈絡。圖靈機的提出是在20世紀中葉 1936年 而在之後的1947年就誕生了世界上的第乙個電晶體 和電子管區別 有了電晶體誕生,人們便開始腦洞大開,製造出了...

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計算機的發展

計算機系統 硬體 軟體 第一台電子數字計算機 eniac。這台計算機是1946年2月14日誕生的,而二戰結束是1945年9月2日。計算機正是在二次世界大戰瀰漫的硝煙中開始研製的。當時為了給美 械試驗提供準確而及時的彈道火力表,迫切需要有一種高速的計算工具。因此在美 方的大力支援下,世界上第一台通用計...