第三节初步认识计算机系统一、概述（一）计算机的发展历程1946年2月，世界上第1台电子计算机“埃尼阿克”（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator，ENIAC）在美国宾西法尼亚大学研制成功，如图1.1所示。这台计算机使用了18800多个电子管，占地约160平方米，重约30吨。从1946年2月开始投入使用，到1955年10月最后切断电源，服役了9年多。虽然它每秒只能进行5000次加法运算，但ENIAC的研制成功为以后的计算机技术的发展奠定了基础，每克服它一个缺点，对计算机的发展都带来很大的影响。目前，计算机的发展已逾半个多世纪，构成计算机的电子器件发生了几次重大的技术革命，使得计算机的性能得到迅猛发展。一般根据电子计算机采用的电子器件的发展，将电子计算机的发展分成如下几个阶段。1．第1代电子计算机（电子管时代，1946—1958年）第1代计算机主要采用电子管元器件，所以也称为电子管时代计算机。其主要特点是：①逻辑元件。采用电子管，体积大、耗电多、速度低、成本高。②存储部件。采用汞延迟线、磁芯、磁鼓作为存储设备。③编程语言。机器语言。④系统软件。无系统软件。⑤运算速度。103～105指令每秒。⑥应用范围。主要用于科学计算。2．第2代电子计算机（晶体管时代，1958—1964年）第2代计算机采用晶体管代替了电子管作为主要电子元件，所以也称为晶体管时代计算机。其主要特点是：①逻辑元件。采用晶体管，相对于电子管时代体积小、耗电低、速度快、性能稳定。②存储部件。内存储器主要采用磁芯，外存储器主要采用磁鼓和磁带。③编程语言。汇编语言和高级语言。④系统软件。产生了操作系统软件。⑤运算速度。每秒达十万次。图1.1第1台电子计算机⑥应用范围。从科学计算逐步扩展到数据处理、自动控制等。3．第3代电子计算机（集成电路时代，1964—1970年）第3代计算机采用集成电路代替了晶体管元器件。其主要特点是：①逻辑元件。采用中、小规模集成电路，体积更小、价格更低、速度更快，可靠性更高。②存储部件。采用的是半导体存储器，存储容量和存取速度大幅度提高。③编程语言。汇编语言和高级语言。④系统软件。功能更强的操作系统。⑤运算速度。达百万次每秒。⑥应用范围。逐步拓展到文字处理、企事业管理等。4．第4代电子计算机（1971年以后）第4代计算机主要采用了大规模、超大规模集成电路作为主要电子元器件。其主要特点是：①逻辑元件。采用大规模、超大规模集成电路，性能价格比更高。②存储部件。半导体存储器集成度越来越高，外存储器还采用光盘、移动存储等。③编程语言。各种高级语言。④系统软件。数据库技术、网络通信技术、多媒体技术等各类系统软件。⑤运算速度。达十亿次每秒以上。⑥应用范围。已经渗透到社会生活的各个领域。（二）当代计算机的发展方向进入21世纪以来，计算机技术的发展非常迅速，产品不断升级换代，融入了各项新技术，使得计算机功能越来越强。计算机在各个领域的广泛应用，也积极地推动了社会的发展和科学技术的进步，促进了计算机技术的更新和发展。因而就产生了新一代计算机，可称为第5代计算机，主要用于支持知识库的智能计算机、神经网络计算机和生物计算机等。新一代计算机主要是将信息采集、存储、加工、通信和人工智能结合在一起的智能计算机，将突破传统计算机的结构模式，注重智能化的功能，即对数据进行处理的同时还具备模拟的功能。因此，未来计算机的发展趋势是微型化、巨型化、网络化、智能化。①微型化。随着计算机技术的不断发展，计算机的体积越来越小，功能越来越强，如笔记本计算机、掌上计算机等便携式计算机。②巨型化。巨型化是指最大、最快、最贵的计算机。例如，目前世界上运行速度达到1704亿次每秒浮点运算的超级计算机。生产巨型计算机的公司有美国的Cray公司和TMC公司、日本的富士通公司和日立公司等。我国研制的银河计算机也属于巨型计算机，银河1号为亿次计算机，银河2号为十亿次计算机。③智能化。计算机依据不确定的输入作出决定，它模仿人脑的工作方式，具有直观判断和处理不完整的模糊信息的能力，甚至有接近人的审美和情感能力。也就是说，计算机工作时只需要告诉它“做什么”，而不必...
