[工学]计算机系统发展历程.ppt

计算机系统的发展历程可追溯至20世纪中叶，伴随着电子技术、半导体技术以及软件体系的不断进步，计算机技术经历了从最初笨重的电子管计算机到如今高速、高效、智能化的现代计算机的演变。 从1945年到1954年，计算机的发展处于第一代，即电子管时代。这个时期的代表机型是IBM 701，采用电子管和继电器构建，主要完成定点运算。计算机的操作语言主要是汇编语言和机器语言，其体积庞大、耗电高、运算速度慢，但为计算机的起步发展奠定了基础。 在1955年到1964年间，计算机发展进入了第二代，即晶体管时代。这个时代以IBM 7030为代表，采用了分立式晶体三极管、二极管和铁氧体磁芯技术，并且使用了印制板电路。计算机能够完成浮点运算，并开始采用高级编程语言和编译程序，引入了子程序和批处理监控程序。硬件和软件的进步显著提高了计算机的性能和易用性。 1965年到1974年是第三代计算机的兴起，这时中小规模的集成电路技术开始应用于计算机制造，多层印刷电路的应用使得计算机的体积缩小，性能提升。这一时期的特点是引入了流水线、高速缓存和先行处理机技术，软件方面则出现了多道程序设计和分时操作系统。IBM 360～370系列是这个时代的标志，为计算机系统的发展做出了重要贡献。 到了1974年到1991年，第四代计算机的发展突飞猛进，大规模或超大规模集成电路和半导体存储器的使用使得计算机性能得到了极大的提升。共享存储器、分布存储器等新技术的出现，进一步推动了并行处理技术的进步。多处理的操作系统、专用语言和编译器的开发，让计算机的处理能力和应用范围大幅扩展。IBM/ 3090VF系列是这一时期的代表机型。 进入1991年后，计算机发展进入了一个新时代，采用VLSI（Very Large Scale Integration）工艺的集成电路和存储器芯片使得计算机的处理速度更快，体积更小。最显著的特点是大规模的并行处理，可扩展和容许时延的系统结构设计，代表机型为Cray Research的MPP计算机。计算机性能的高速增长得益于电路技术和体系结构技术的发展。 计算机技术的发展还得益于一些关键人物和概念的提出，如ENIAC（电子数字积分器和计算机）的设计，以及冯·诺伊曼和图灵的理论贡献。冯·诺伊曼提出的“存储程序”概念，即计算机程序存储在计算机内部的存储器中，对现代计算机的发展起到了决定性作用。图灵对于计算机理论的贡献以及他提出的图灵机模型，为计算机科学的发展奠定了理论基础。 此外，商用计算机的发展也值得一提。UNIVAC I是第一个商用计算机，最初用于美国人口普查的计算，这标志着计算机技术开始走向商业化和普及化。 纵观计算机的发展历程，我们可以看到计算机技术是如何从最初的简单逻辑电路、单一的运算功能，逐步发展成为今天高度集成、多功能的智能系统。计算机技术的进步不仅带来了性能的飞跃，也深刻地改变了人类社会的生产方式、生活方式和思维模式。