计算机硬件发展历史综述

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1、计算机硬件发展历史综述摘要：本文通过回顾计算机硬件的发展，探讨计算机硬件发展的趋势，从而使人相信计算机硬件的发展前景将更加灿烂。关键词：计算机硬件；发展史。1.计算机硬件发展史1.1计算机的起源大约在1940—1942年间，在研制导弹的过程中，急需要有一种能迅速计算的工具，以便对导弹的飞行进行控制。在它偏离人所预测的轨道时，把它拉冋到轨道上来。这样就产生了能在1/10秒或1/100秒的时间内计算出导弹运行轨迹同预定轨道的偏差的电子计算机。它的山现是当代世界上最大的发明之一。1.2计算机硬件发展过程可分为四代ir算机硬件的发展以用于构建计算机硬件的

2、元器件的发展为主要特征，而元器件的发展与电子技术的发展紧密相关，毎当电子技术有突破性的进展，就会促进计算机硬件的一次重大变革。因此，计算机硬件发展史中的“代”通常以其所使用的主要器件，即电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路来划分。第一代计算机(1946—1958)以1946年EN1AC的研制成功为标志。这个时期的计算机都是建立在电子管基础上，体积大，运算速度慢。S初使用延迟线和静电存储器，容量很小，后来采川磁鼓，有了很大改进；输入设备是读卡机，可以读収穿孔卡片上的孔，输出设备是穿孔卡片机和行式打印机，速度很慢。在这个时代将要

3、结束时，出现了磁带驱动器，它比读卡机快得多。图(1)4位的微处理器和微型电子计算机第二代计算机(1959—1964)以1959年美国菲尔克公司研制成功的第一台大型通用晶体管计算机为标志。这个时期的计算机用晶体管取代了电子管，晶体管具有体积小、重量轻、速度快、寿命长等一系列优点，使计算机的结构与性能都有很大的改进。图(2)8位的微处理器和微型电子计算机第三代计算机(1965—1970)以TBM公司研制成功的360系列计算机为标志。第三代计算机的特征是集成电路。这个时期的内存储器用半导体存储器淘汰了磁芯存储器，使存储容以和存取速度有了大幅度的提商；输

4、入设备出现了键盘，使用户可以直接访问计算机；输出设备出现了显示器，可以向用户提供立即响应。图（3）16位的微处理器和微型电子计算机第叫代计算机（1971—至今）以Intel公司研制的第一代微处理器Intel4004为标志,这个时期的计算机最为显著的特征是使用了大规模集成电路和超大规模集成电路。图（4）32位的微处理器和微型电子计算机1.3各时期计算机的比较:时期元器件代表机器第-代电子管台计算机ENIAC台通用电子计算机EDVAC第二代晶体管旧M公司生产的旧M-7904CDC公司生产的CDC1604第三代集成电路DEC公司研制成功的PDP-8,P

5、DP-11,VAX-11第四代大规模集Cray公司1976年推出的Cray-1成电路表（1）各时期计算机的比较（1）时期体积重景成本耗电可靠性运算速度第一代大重高高低5000次/秒第二代几万次•几十万次渺第三代几百万•几千万次/秒第四代小轻低低r高几亿次/秒表(2)各时期计算机的比较(2)2.计算机硬件发展历史与现状计算机硬件体系结构的发展主要体现在两个方而的发展，一是研制新型的计算机体系结构，提高并行计算和处理能力，并特别体现在智能体系结构的理论和应用方面，其次以硬件或固件为发展主线的大规模集成电路的研制和开发。而这里主要从处理器，存储器和外围

6、设备三方面的发展历史与现状进行阐述。2.1处理器的发展史及现状处理器的发展经历了多个阶段，人们通常将处理器的发展划分为两个较明显的时代：从1970年开始到2005年，在这30多年的时间里，桌面CPU无论性能如何变化，它们都是以单核的形式出现的，在这个阶段CPU的明显特征就是唯主频论。1971年Intel公司推出了世界上第一台微处理器4004,这是第一个用于计算机的4位微处理器。4004含有2300个晶体管，功能相当有限而且速度还很慢，但是它毕竟是划时代的产品。1978年Intel公司再次领导时代潮流，首次生产出16位微处理器。1982年，Inte

7、l推出了跨时代的新产品80286芯片，虽然它然旧是16位结构，但是处理器的内部含有13。4万个晶体管；1985年Intel推山了80386芯片，它是80X86系列中的一种32位微处理器，而且在制造工艺方面也有很大的进步。1989年，80486芯片由Intel推出，这种工艺的革新之处就在于它突破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管，采用突发总线方式，大大提高了与内存的数据交换速度。W94年6月，Intel和HP公司签署合作协议，为高端服务器和工作站市场共同开发全新的、开放性的64位架构。1997年11月，Intel和HP公司宣布推出64

8、位的EPIC(显性并行指令计算)架构以及相应的产品计划。Inter和HP在开发这种新型的64位芯片时，选择了一个与RISC微处理器大不相