五代计算机的每一代都具有一项重要的技术进步,该技术发展对计算机的操作方式进行了创新性的改变。
计算机几乎在人类生活的各个方面都发挥着重要作用,但是今天我们所知道的计算机与最初的模型有很大的不同。
计算机/ 1950年代的计算机。
但是什么是电脑?可以将计算机定义为执行算术和逻辑运算的电子设备。
另一个流行的定义可以说,计算机是可以处理某些材料以将其转换为信息的设备或机器。
为了了解计算机的基本功能,必须定义数据,处理和信息。
数据是没有序列就存在的基本元素的集合;它们本身没有任何意义。
处理是可以从数据中提取信息的过程。最后,信息是任何处理工作的最后要素。
1833年发明了第一台电子计算机。它是第一台具有分析引擎的设备。
随着时间的流逝,该设备成为可靠的机器,能够更快地完成工作。因此诞生了带有ENIAC机器的第一代计算机。
第一代(1945-1956)
真空管是第一代计算机的主要技术。它们是包含电极的玻璃管。
这些管用于第一台计算机的电路。此外,这些机器在其内存中使用了磁鼓。
真空管由电气工程师于1906年发明。在20世纪上半叶,这是用于制造收音机,电视,雷达,X射线机和其他电子设备的主要技术。
通常,第一代机器是通过带有配线的控制面板或纸带上编码的一系列地址来控制的。
它们非常昂贵,消耗大量电力,产生大量热量并且非常庞大(通常占用整个房间)。
第一台电子操作计算机称为ENIAC,使用了18,000个真空管。它是在美国宾夕法尼亚大学建造的,长约30.5米。
它用于临时计算;它主要用于与战争有关的计算,例如与原子弹建造有关的操作。
另一方面,这几年也制造了Colossus机器,以在第二次世界大战期间帮助英语。它被用来解码来自敌人的秘密信息,并使用了1500个真空管。
这些第一代机器是可编程的,但它们的程序并未存储在内部。这将随着存储程序计算机的开发而改变。
第一代计算机依赖于机器语言,这是计算机理解为执行操作的最低编程语言(1GL)。
他们一次只能解决一个问题,而运营商可能要花几周的时间来计划一个新问题。
第二代(1956-1963)
第二代计算机用晶体管代替了真空管。晶体管使计算机在能耗方面更小,更快,更便宜,更高效。磁盘和磁带通常用于存储数据。
尽管晶体管产生的热量足以损坏计算机,但它们是对先前技术的改进。
第二代计算机使用冷却技术,具有更广泛的商业用途,并且仅用于特定的商业和科学目的。
这些第二代计算机使用了加密的二进制机器语言,无法使用汇编语言(2GL)。此更改使程序员可以用文字指定指令。
在这段时间里,高级编程语言也正在被开发。第二代计算机也是最早在内存中存储指令的计算机。
到那时,此元素已从磁鼓演变为具有磁芯的技术。
第三代(1964-1971)
第三代计算机的标志是集成电路技术。集成电路是包含许多晶体管的简单设备。
晶体管变得更小,并放置在称为半导体的硅芯片上。由于这一变化,计算机比第二代计算机更快,更高效。
在这段时间内,计算机使用了第三代语言(3GL)或高级语言。这些语言的一些示例包括Java和JavaScript。
这一时期的新机器引起了计算机设计的新方法。可以说,它在许多其他设备上引入了单台计算机的概念。设计为在一台家庭计算机上使用的程序可以在其他家庭计算机上使用。
此时期的另一个变化是,现在与计算机的交互是通过键盘,鼠标和带有接口和操作系统的显示器完成的。
因此,该设备可以使用负责内存的中央系统同时运行不同的应用程序。
IBM公司是这一时期最重要的计算机的创建者:IBM System / 360。该公司的另一种型号比ENIAC快263倍,证明了在此之前计算机领域的巨大进步。
由于这些机器比以前的机器更小,更便宜,因此这些计算机首次为普通观众所用。
在这段时间里,计算机用于一般用途。这一点很重要,因为以前的机器被用于专业领域中的特定目的。
第四代(1971年至今)
第四代计算机由微处理器定义。这项技术允许在单个硅树脂芯片上构建数千个集成电路。
这种进步使得曾经占据整个房间的东西现在可以放在一只手的掌中。
1971年,开发了Intel 4004芯片,该芯片将所有计算机组件(从中央处理单元和内存到输入和输出控件)都放在一个芯片上。这标志着直到今天的计算机时代的开始。
1981年,IBM发明了一台新计算机,该计算机每秒可执行240,000次求和。1996年,英特尔走得更远,创造了一种能够每秒执行400,000,000次求和的机器。1984年,Apple推出了带有Windows以外的操作系统的Macintosh。
第四代计算机变得更强大,更紧凑,更可靠并且更易于访问。结果,个人计算机(PC)革命诞生了。
在这一代中,使用了实时通道,分布式操作系统和分时共享。在此期间,互联网诞生了。
在所有现代计算机中都发现了微处理器技术。这是因为可以大量制造芯片而无需花费很多钱。
处理芯片用作中央处理器,而存储芯片用作随机存取存储器(RAM)。两种芯片都使用了数百万个放置在硅树脂表面上的晶体管。
这些计算机使用第四代语言(4GL)。这些语言由类似于人类语言的陈述组成。
第五代(现在)
第五代设备基于人工智能。这些机器中的大多数仍在开发中,但是有一些利用人工智能工具的应用程序。例如语音识别。
并行处理和超导体的使用使人工智能成为现实。
在第五代中,该技术导致了具有1000万个电子组件的微处理器芯片的生产。
这一代产品基于并行处理硬件和人工智能软件。人工智能是计算机科学的新兴领域,它解释了使计算机像人一样思考的必要方法。
量子计算和纳米技术有望在未来从根本上改变计算机的面貌。
第五代计算的目标是开发能够响应自然语言输入并能够自我学习和组织的设备。
这个想法是,未来的第五代计算机可以理解口语,并且可以模仿人类的推理。理想情况下,这些机器将能够使用不同类型的传感器对环境做出响应。
科学家们正在努力实现这一目标。他们尝试在先进技术和程序的帮助下创建具有真正智商的计算机。现代技术的进步将彻底改变未来的计算机。
参考文献
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