电子计算机的演进.doc

電子計算機的演進1. 計算工具的發展過程(1) 中國的算盤:人類最早使用的計算工具。(2) 加法器:西元1642年，法國巴斯卡(Blaise Pascal)發明加法器，為世界上第一部機械式計算機。(3) 差分機:西元1812年，英國巴貝基(Charles Babage)發明差分機，因其具有今日電腦的結構雛型，故巴貝基被尊稱為電腦之父。(4) 打孔卡片:西元1890年，何樂禮(IBM 公司的發起人)發明打孔卡片。(5) ABC:西元1937年到1942年間，美國阿塔那索夫博士(Dr. John Vincent Atanasoff)，設計了世界上第一部電子計算機，用於解聯立方程式，簡稱為ABC電子計算機，開啟了電子計算機時代的來臨。(6) MARK-1:西元1944年，由哈佛大學教授艾肯(Aiken)與IBM合作研發馬克一號(MARK-1)，是第一部機械式數位計算機，主要元件為繼電器。(7) ENIAC:西元1946年，由美國毛奇利(Mauchly)與艾克特(Echert)兩位教授發明第一部通用型電子數位計算機，人類史上第一部數位電腦。主要元件為真空管，以磁鼓為記憶元件，打孔機為儲存媒介。(8) EDSAC:第一部具有內儲程式(Stored Program)概念的電腦；內儲程式由范紐曼(Von Neumann)提出，其乃指資料或程式可以儲存在電腦的記憶體內部備用。(9) UNIVAC-1:第一部商業用途的電腦，使用元件為真空管。(10) 第二代電腦:西元1954-1964年，計算機組成元件為由電晶體取代真空管，是為電晶體時期。(11) 第三代電腦:西元1964-1970年，計算機組成元件為由積體電路取代電晶體，是為積體電路時期。(12) 西元1970年後至今，計算機組成元件改用超大型積體電路，為第四代電腦。2.電子計算機的演進與組成(1) 第零代電腦:機械時期1. 加法器。2. 差分機。3. 馬克一號。(2) 第一代電腦:主要的邏輯元件為真空管1. ENIAC:第一部自動化電腦。2. EDSAC:第一部內儲程式電腦。3. UNIVAC-1:第一部商用電腦。4. 運算速度:以毫秒為單位，ms(1ms=10-3秒)。5. 應用程式:以機器語言撰寫。(3) 第二代電腦(19541964):主要的邏輯元件為電晶體。1. 以磁蕊為內部儲存體，以磁帶及磁碟為輔助儲存體。2. 運算速度以微秒為單位，us(1 us=10-6秒)。3. 以組合語言取代機器語言。4. 高階語言如COBOL語言與FORTRAN語言問世。(4) 第三代電腦(19641970):主要的邏輯元件為積體電路(Integrated Circuit，IC)1. 將電晶體、電阻、二極體等電路元件濃縮在一個磚晶片上。2. 以半導體(Semiconductor)為主記憶體的材料。3. 重量輕、體積小、堅固耐用。4. 耗電量小，發熱量極微。5. 可靠性高，成本低。6. 運算速度極快，以毫微秒為單位，ns(1 ns=10-9秒)。7. 高階語言如BASIC語言、APL語言等相繼問世。(5) 第四代電腦(1970年至今):主要的邏輯元件為超大型積體電路(Very Large Scale Integrated Circuit，VLSL)1. 邏輯電路完全改由積體電路為主。2. 晶片內的電子元件數目超過一萬個以上。3. 體積愈小，記憶體容量愈大。4. 微處理機(MPU)問世，個人電腦漸趨流行。(6) 第五代電腦:人工智慧(Artificial Intelligence，AI)時代，主要的邏輯元件為超高速積體電路(VHSIC)1. 人工智慧:使電腦具有學習、思考、推理、判斷等能力。2. 人工智慧語言:LISP、PROLOG。3. 具有平行處理及處理文字符號運算的能力。3.積體電路(Integrated Circuit，IC)規格等級規格名稱一片晶片可容納的電子元件數小型積體電路(SSI)數十個中型積體電路(MSI)數百個大型積體電路(LSI)數千個超大型積體電路(VLSI)數萬個超特大型積體電路(ULSI)數十萬個以上超高速積體電路(VHSIC)百萬個以上【附註】目前Intel的Pentium!微處理器，即為超特大型積體電路(Ultra Large Scale Integrated，ULSI)組成。4.第一代到第四代電腦的比較第一代第二代第三代第四代主要邏輯元件真空管電晶體積體電路超大型積體電路輔助記憶體打孔卡片磁帶、磁碟磁帶、磁碟磁碟、半導體主記憶體元件磁鼓、磁蕊磁蕊磁蕊、半導體半導體速度單位10-3秒(毫秒，ms)10-6秒(微秒，us)10-9秒(奈秒，ns)10-12秒(微微秒、ps)語言發展機械語言組合語言COBOLFORTRANBASICRPGCPascal問題導向語言第一代第二代第三代第四代準確度低高略高