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计算机信息基础 .计算机系统 .计算机硬件和软件 .通信与网络 计算机系统 计算机的发展 4. .从原始计数法到机械计算机 在远古时代，人类首先从自身找到了最原始的计数工具——手，用手指来计数。为了能表达比个手指更多的数目，古代人们想出第二种计数工具——石子。石子、贝壳、绳结、木棒不但作为统计财产、人数、猎物的工具，还能保留下统计的结果，这是现代计算机原理中存储思想的最初萌芽。 约多年前，东方文明古国——中国开始使用算盘，这是世界上最古老的、流传最广的计算工具。古代算盘是用小棒（或石子、金属块等）排放在不同位置上，表示不同的位权，并按此进位与借位。可见，那时已经有了进位计数的概念。 年，岁的法国数学家布莱斯·帕斯卡（ ）发明了装有手转圆轮的机械加法器。 帕氏加法器里，一个圆轮代表一位数。轮上分为个相等部分，刻有～十个数字。做加法时，顺时针转动圆轮，当转到刻度，便自动将高位圆轮带进一格。巴氏加法器用纯粹机械运动代替人们的思考和记录，表示人类开始向自动计算工具的迈进。为了纪念他，程序设计语言就是以他的名字命名的。 现代计算机的先驱者是英国的数学家查尔斯·巴贝奇（ ）（一）。 年在他的微分分析机（ ）的设计方案中，他天才地提出了计算工具至少必须具有五个独立的部分： ①输入部分送入需要处理的问题和信息.； ②存储库保存信息，以便机器使用； ③运算室能进行各种实际的运算； ④控制器指挥机器按顺序工作； ⑤输出部分送出问题处理的结果。 这台机器仍属于机械计算机，但是他的思想在当时确实太先进了，直至多年后才开发了电子计算机。巴贝奇的许多观点被一位女伯爵、著名的女诗人 记载下来，并深入分析。她可以算是世界上第一个计算机程序设计员，程序设计语言则因她的荣耀而命名。 世界上第一台电子计算机诞生于年。它的诞生标志着计算工具随着世界文明的进步飞跃到一个崭新的阶段。这台可操作的电子数字计算机称为 （ ），由美国宾夕法尼亚大学的 和. 发明。是个庞然大物，它占地平方米，重量超过吨，并使用了多于 个电真空管，耗资万美元。 电子计算机时代 电子计算机时代的划分如下。 第一代是真空电子管计算机，时间大约为—年。其基本电子元件是电子管，内存储器（计算机主机内存放信息的存储器称为内存储器，简称内存）采用水银延迟线，外存储器（计算机主机外的存储器叫外存储器，简称外存，它比内存容纳的信息大很多，但运行速度慢）有纸带、卡片、磁鼓、磁带等。由于当时电子技术的限制，运算速度为每秒几千次至几万次基本运算，内存容量仅几千字，计算机程序设计语言还处于最低阶段，要用二进制码表示的机器语言进行编程，工作十分烦琐。因此，第一代电子计算机体积庞大，耗电多，难维护，并且造价很高。 第代是晶体管电子计算机，时间大约为—年。美国有名的贝尔实验室在年发明了晶体管器件，年后晶体管取代了计算机中的电子管，晶体管电子计算机诞生了。此时内存的元件大量使用磁性材料制成的磁芯存储器。外存有了磁盘、磁带，外设种类增加。计算机运算速度从每秒几万次提高到几十万次，内存容量扩大到几十万字。与此同时，计算机软件有了较大发展，出现了高级程序设计语言，用它编制程序执行时，需先经过编译程序，把程序翻译成机器语言，再由计算机实现。此外还发展了一些单道和多道管理程序，及各种调试、诊断程序，批处理系统也已逐步形成。与第一代计算机比较，晶体管计算机体积小，成本低，逻辑功能强，可靠性大大提高。 第三代是集成电路电子计算机，时间大约为－年。随着固体电子技术的发展，集成电路工艺技术已可以在几平方毫米的单晶硅片上集中，由十几个甚至上百个电子元器件组成逻辑电路。用这些称为小规模集成电路（－ ， ）的器件作为计算机的主要逻辑器件，这是第三代电子计算机的标志。第三代计算机的运算速度进一步提高，每秒可达几十万次到几百万次，磁芯存储器进一步发展，体积缩小，价格降低，软件逐渐完善，多道和分时系统的出现标志着操作系统的正式形成，并出现了多种高级语言。这一时期，计算机同时向品种多样化、机种系列化发展，计算机性能和可靠性有了极大提高。 第四代是大规模集成电路电子计算机，时间为年至今。由于计算机的逻辑器件采用了大规模集成（ － ， ）和超大规模集成（ － ，）技术，能在一个芯片上集成成千上万个晶体管和其他电路元件。集成度很高的半导体存储器代替了早年的磁芯存储器，存储容量从几兆字节发展到几千兆字节，存取速度也大大加快。和技术使微处理器的开发获得成功，它能使的全部线路，集成在一个芯片上，并达到每秒可以处理百万条指令的速度。带有微处理器的微型计算机和各种外围设备，以及易