本文主要介绍计算机的发展历史。

1 概述

计算工具的演化经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段，从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘、计算尺、机械计算机等，它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用，同时也启发了现代电子计算机的研制思想。

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 Integrator And Calculator）在美国宾夕法尼亚大学问世了。ENIAC 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，这台计算机占地170平方米，重达28t（吨），耗电150千瓦，造价48万美元，每秒可执行5000次加法或400次乘法运算，共使用了18000个电子管。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。

2 计算机的发展历程

从1代到4代的计算机发展历程如下。

2.1 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、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。

2.2 第2代：晶体管数字机（1958—1964年）

硬件方面：逻辑元件采用的是晶体管，主存储器采用磁芯；外存储器已开始使用更先进的磁盘。

软件方面：软件有了很大发展，出现了各种各样的高级语言及其编译程序，还出现了以批处理为主的操作系统。

应用领域：以科学计算和各种事务处理为主，并开始用于工业控制。

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。

2.3 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。

应用领域：开始进入文字处理和图形图像处理领域。

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。

2.4 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。

应用领域：从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。

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。

3 当代发展

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）。