1.1　计算机基础知识

1.1.1　计算机的发展概况

1946年2月15日，世界上第一台电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator）在美国宾夕法尼亚大学诞生。ENIAC采用18800个电子管和1500个继电器，重达30t，占地170m2，主要应用于弹道计算工作。虽然每秒仅进行5000次加法运算，但它具有划时代的意义。多年来，人们以计算机物理器件的变革作为标志，把计算机的发展划分为四代。

第一代（1946—1958年）电子管时代，其主要逻辑元件是电子管。主存储器先采用延迟线，后采用磁鼓磁芯，外存储器使用磁带。软件方面，用机器语言和汇编语言编写程序。这个时期计算机的特点是，体积庞大、运算速度低（一般每秒几千次到几万次）、成本高、可靠性差、内存容量小。主要用于科学计算，从事军事和科学研究方面的工作。

第二代（1959—1964年）晶体管时代，其主要逻辑元件是晶体管。主存储器采用磁芯，外存储器使用磁带和磁盘。软件方面开始使用管理程序，后期使用操作系统，并出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等一系列高级程序设计语言。该时期计算机的应用扩展到数据处理、自动控制等领域。计算机的运行速度已提高到每秒几十万次，体积已大大减小，可靠性和内存容量也有较大的提升。

第三代（1965—1970年），计算机采用中、小规模集成电路，主存储器使用半导体存储器，外存储器使用磁盘。软件方面，操作系统进一步完善，高级语言数量增多，出现了面向用户的应用软件。运行速度提高到每秒几十万次到几百万次，可靠性和存储容量进一步提高，计算机和通信密切结合起来，广泛地应用到科学计算、数据处理、事务管理、工业控制等领域。

第四代（1971年至今），计算机的主要逻辑元件是大规模和超大规模集成电路。主存储器采用半导体存储器，外存储器采用大容量的软、硬磁盘及光盘。软件方面，发展了数据库管理系统、通信软件等。计算机的运行速度达到每秒上千万次到万亿次。计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。

计算机的发展日新月异。1983年我国湖南国防科技大学研制成功“银河-Ⅰ”巨型计算机，运行速度达每秒一亿次。1992年，国防科技大学计算机研究所研制的巨型计算机“银河-Ⅱ”通过鉴定，该机运行速度为每秒10亿次。目前我国又研制成功了运行速度已达到千万亿次/秒的“天河”巨型计算机等，其系统的综合技术已达到当前国际先进水平，填补了我国通用巨型计算机的空白，标志着我国计算机的研制技术已进入世界先进行列。