第一代计算机

2012年05月11日 17:52 来源：电子发烧友 作者：灰色天空 我要评论(0)

　　产生背景

　　世界上第一台电子计算机是个庞然大物：重30吨，占地150平方米，肚子里装有18800只电子管。它是1954年，在美国宾夕法尼亚大学诞生的。

　　50年代是计算机研制的第一个高潮时期，那时的计算机中的主要元器件都是用电子管制成的，后人将用电子管制作的计算机称为第一代计算机。这个时期的计算机发展有三个特点：即由军用扩展至民用，由实验室开发转入工业化生产，同时由科学计算扩展到数据和事务处理。

　　20世纪40年代中期，美国宾夕法尼亚大学电工系由莫利奇和艾克特领导，为美国陆军军械部阿伯丁弹道研究实验室研制了一台用于炮弹弹道轨迹计算的“电子数值积分和计算机”(ElectronicNumericalIntegratorandCalculator简称ENIAC)。这台叫做“埃尼阿克”的计算机占地面积170平方米，总重量30吨，使用了18000只电子管，6000个开关，7000只电阻，10000只电容，50万条线，耗电量140千瓦，可进行5000次加法/秒运算。这个庞然大物于1946年2月15日在美国举行了揭幕典礼。这台计算机的问世，标志着电脑时代的开始。

　　以“埃尼亚克”为代表，一批计算机迅速推向市场，形成了第一代计算机族。在这一时期，美籍匈牙利科学家冯·诺伊曼提出了“程序存储”的概念，其基本思想是把一些常用的基本操作都制成电路，每一个这样的操作都用一个数代表，于是这个数就可以指令计算机执行某项操作。程序员根据解题的要求，用这些数来编制程序，并把程序同数据一起放在计算机的内存储器里。当计算机运行时，它可以依次以很高的速度从存储器中取出程序里的一条条指令，逐一予以执行，以完成全部计算的各项操作，它自动从一个程序指令进到下一个程序指令，作业顺序通过“条件转移”指令自动完成。“程序存储”使全部计算成为真正的自动过程，它的出现被誉为电子计算机史上的里程碑，而这种类型的计算机被人们称为“冯·诺伊曼机”。

第一代计算机发明详情

　　1943年美国国防部批准了由Pennsyvania大学John Mauchly教授和John Presper Echert工程师提出的制造一台由电子管构成的ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator，电子数字积分器和计算器)的计划，其目的是计算新型火炮的弹道轨迹。

　　ENIAC于1946年2月14日交付使用，它由17468个电子管、6万个电阻器、1万个电容器和6千个开关组成，重达30吨，占地160平方米，耗电174千瓦，耗资45万美元。这台计算机每秒只能运行5千次加法运算。

　　1945年ENIAC的顾问von Neumann在EDVAC(Electronic Discrete Variable Computer,电子离散变量计算机)计划中首次提出了存储程序的概念。这个思想几乎同时被英国的科学家Turing想到。

　　1946年，von Neumann在Princeton Institute进行高级研究时，设计了一台存储程序的计算机IAS，虽然IAS直到1952年也未能问世，但IAS的总体结构得到确认，并成为后来通用计算机的原型。

约翰 冯 诺依曼

　　20世纪50年代出现了Sperry和IBM两大制造计算机的公司，IBM公司于1952年推出了程序控制的计算机701，1955年又推出了702，后来形成了700/7000系列，使IBM公司成为计算机制造商的绝对权威。

　　ENIAC诞生后到20世纪50年代末期，世界上主要国家也纷纷研制出不同型号的电子计算机，但在这十多年的时间内，计算机的性能并没有得到奇迹般的提高，直到50年代末，晶体管技术的发展，使计算机遇上第一次大飞跃发展的机遇。

　　特点

　　第一代计算机的主要特点是：采用电子管作基础元件;使用汞延迟线作存储设备，后来逐渐过渡到用磁芯存储器;输入、输出设备主要是用穿孔卡片，用户使用起来很不方便;系统软件还非常原始，用户必须掌握用类似于二进制机器语言进行编程的方法

|||第一代计算机(2)

2012年05月11日 17:52 来源：电子发烧友 作者：灰色天空 我要评论(0)

　　第一代电子计算机又称“电子管计算机”。以电子管为主要电路元件的电子计算机。第一台电子管计算机于1946年在美国制成，取名埃尼阿克(eniac)。1946-1957年生产的电子计算机都是第一代电子计算机。

　　电子计算机又叫电脑。可是为什么把电子计算机称为电脑呢?这是因为作为信息处理的工具，电子计算机已经部分地替代了人类大脑的功能。特别是20世纪70年代以后，微处理机的出现，使电子计算机的应用越来越广泛。电脑可“神”了!它不仅在传统的科学计算领域发挥着越来越大的作用，而且在其他领域的应用也相当广泛，它已经遍及人类生活的各个领域，能帮助人们处理办公室事情，能帮助各级领导制定并实施科学的决策，能帮助各行各业的专家工作。许多需要人类大脑思维的工作都可以用计算机代替，电脑已经成为人脑的重要帮手。

　　分类

　　计算机按所处理变量的性质可划分为数字计算机和模拟计算机，一般所说的计算机即指数字计算机;按计算机体系结构遵循的基本机理可划分为：诺依曼体系结构计算机和非诺依曼体系结构计算机;按计算机单机系统所具有的规模(指包括功能、体积等在内的综合规模)可划分为：巨型机(见巨型计算机)、大型机、中小型机、工作站、个人计算机(微型机、膝上机、掌上机、单板机)等;按计算机系统间的互联地域范围可划分为：单机系统、计算机局域网、计算机远程网等;按计算机系统的抗恶劣环境程度可划分为：通用计算机、加固(半加固)计算机。

　　此外，还可按计算机内的指令流和数据流是单个还是多个来划分计算机的种类，这就是Flynn 分类法。按 Flynn 的建议可把计算机的体系结构分为 4 类：SISD(单指令、单数据流)：串行地执行指令;MISD(多指令、单数据流)：在多个处理机中用不同的指令去处理单个数据，这种方案看来是很不实际的;SIMD(单指令、多数据流)：以多个处理机同时对不同的数据执行同一种指令操作;MIMD(多指令、多数据流)：以多个处理机自治地对不同的数据执行不同的操作。

　　二、三、四代电子计算机的研制

　　第二代晶体管计算机研制(1965-1972年)

　　1965年中科院计算所研制成功了我国第一台大型晶体管计算机：109乙机;对109乙机加以改进，两年后又推出109丙机，在我国两弹试制中发挥了重要作用，被用户誉为“功勋机”。华北计算所先后研制成功108机、108乙机(DJS-6)、121机(DJS-21)和320机(DJS-8)，并在738厂等五家工厂生产。1965～1975年，738厂共生产320机等第二代产品380余台。哈军工(国防科大前身)于1965年2月成功推出了441B晶体管计算机并小批量生产了40多台。

　　第三代基于中小规模集成电路的计算机研制(1973-80年代初)

　　1973年，北京大学与北京有线电厂等单位合作研制成功运算速度每秒100万次的大型通用计算机，1974年清华大学等单位联合设计，研制成功DJS-130小型计算机，以后又推DJS-140小型机，形成了100系列产品。与此同时，以华北计算所为主要基地，组织全国57个单位联合进行DJS-200系列计算机设计，同时也设计开发DJS-180系列超级小型机。70年代后期，电子部32所和国防科大分别研制成功655机和151机，速度都在百万次级。进入80年代，我国高速计算机，特别是向量计算机有新的发展。

　　第四代基于超大规模集成电路的计算机研制(80年代中期至今)

　　和国外一样 ，我国第四代计算机研制也是从微机开始的。1980年初我国不少单位也开始采用Z80，X86和6502芯片研制微机。1983年12电子部六所研制成功与IBM PC机兼容的DJS-0520微机。10多年来我国微机产业走过了一段不平凡道路，现在以联想微机为代表的国产微机已占领一大半国内市场。