计算机硬件发展简史-计算机导论

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：计算机硬件的发展受到电子开关器件的极大影响，因此，器件更新被作为计算机技术进步划代的标志。另外，大规模和超大规模集成电路技术为微型计算机的出现奠定了基础，微机的出现和广泛使用在计算机的发展历史上占有重要的地位。表1-1是计算机硬件发展过程的总结。

计算机的硬件是计算机作为计算工具的物质基础。计算机硬件的发展受到电子开关器件的极大影响，因此，器件更新被作为计算机技术进步划代的标志。自第一台电子计算机发明以来，计算机的硬件组成有了飞速的发展，以构成计算机硬件的器件为标志，计算机的发展经历电子管、晶体管、中小规模集成电路以及大规模和超大规模集成电路四个阶段。

1.电子管时代（20世纪40年代中期到50年代后期）

此时的计算机硬件器件主要由电子管组成。一个电子管的体积和成人一个指头的体积近似，而一台计算机需要许多的电子管，所以这时的计算机体积非常庞大。和以后的计算机相比，电子管计算机的运算速度低，存储容量小，功耗大，可靠性低。尽管如此，这一代计算机奠定了计算机的技术基础，对以后计算机的发展具有深远的影响。

2.晶体管时代（20世纪50年代后期到60年代中期）

此时的计算机硬件器件主要由晶体管组成。1954年，美国贝尔实验室制成第一台晶体管计算机。晶体管的体积较电子管的体积小许多，因此，晶体管计算机的体积较电子管计算机的体积小了很多。体积的缩小以及相关技术的发展，也带来了计算机运算速度的提高，存储容量的增大，功耗的降低，可靠性的提高。晶体管是用半导体材料制造的，半导体材料便于控制并且功耗很小，集成度的提高有很大的发展空间，因此，这一时代为未来计算机的迅速发展铺平了道路。

3.中小规模集成电路时代（20世纪60年代中期到70年代初期）(www.chuimin.cn)

集成电路是把若干个元件互连集成在一个指关节大小的半导体基片上，并经封装，具有一定功能的电子电路。开始时集成电路的集成度比较低，称为小规模集成电路，随后集成电路的集成度提高了很多，称为中规模集成电路。此时计算机的运算速度进一步提高，存储容量进一步增大，功耗进一步降低，可靠性进一步提高。

4.大规模和超大规模集成电路时代（20世纪70年代初期至今）

集成电路的集成度迅速提高，出现了大规模和超大规模集成电路。单就集成度来说，这一代和第三代相比，除了集成度进一步提高外，没有太大的差别，但是，由于大规模和超大规模集成电路技术的发展，可以把整个处理器制造在一个指关节大小的芯片上，因此计算机的体系结构和构成方式有了很大的发展。另外，大规模和超大规模集成电路技术为微型计算机（简称微机）的出现奠定了基础，微机的出现和广泛使用在计算机的发展历史上占有重要的地位。所以，大规模和超大规模集成电路构成了第四代计算机的特征。

表1-1是计算机硬件发展过程的总结。

表1-1 计算机硬件发展

计算机硬件发展简史-计算机导论

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