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计算机发展的各个历史时期

一、计算机发展的三次飞跃

计算机器件从电子管到晶体管，再从分立元件到集成电路以至微处理

器，促使计算机的发展出现了三次飞跃。

1、在电子管计算机时期(1946～1959)，计算机主要用于科学计算。

主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时，主存储器有水银

延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类

型，通常按此对计算机进行分类。

2、到了晶体管计算机时期(1959～1964)，主存储器均采用磁心存储

器，磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机

继续发展，而且中、小型计算机，特别是廉价的小型数据处理用计算

机开始大量生产。

3、1964年以后，在集成电路发展的同时，计算机也进入了产品系列

化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地

位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，并且开始普遍采用虚拟存储技

术。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展，

以及微程序技术的发展和应用，计算机系统中开始出现固件子系统。

20世纪70年代以后，计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发

展到大规模、超大规模的水平，微处理器和微型计算机应运而生，各

类计算机的性能迅速提高。随着字长4位、8位、16位、32位和64

位的微型计算机相继问世和广泛应用，对小型计算机、通用计算机和

专用计算机的需求量也相应增长了。

微型计算机在社会上大量应用后，一座办公楼、一所学校、一个仓库

常常拥有数十台以至数百台计算机。实现它们互连的局部网随即兴

起，进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发

展。

在电子管计算机时期，一些计算机配置了汇编语言和子程序库，科学

计算用的高级语言FORTRAN初露头角。在晶体管计算机阶段，事务处

理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言，和符号处理用的LISP

等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型，使计算机的使用

方式由手工操作改变为自动作业管理。

进入集成电路计算机发展时期以后，在计算机中形成了相当规模的软

件子系统，高级语言种类进一步增加，操作系统日趋完善，具备批量

处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理

程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不

断增强，明显地改变了计算机的使用属性，使用效率显著提高。

在现代计算机中，外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一

半以上，其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设

备技术的综合性很强，既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门

学科知识的综合，又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及

计量的技术和工艺水平等。

外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类。辅助存储器包括磁

盘、磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等；输入输

出设备又分为输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备。

在这些品种繁多的设备中，对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终

端设备、模式信息处理设备和转换设备等。

新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的

智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理，而且能面向知识处理，

具有形式化推理、联想、学习和解释的能力，将能帮助人类开拓未知

的领域和获得新的知识。

二、计算技术在中国的发展

在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面

写过光辉的一页。远在商代，中国就创造了十进制记数方法，领先于

世界千余年。到了周代，发明了当时最先进的计算工具——算筹。这

是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算每一个数学问题时，

通常编出一套歌诀形式的算法，一边计算，一边不断地重新布棍。中

国古代数学家祖冲之，就是用算筹计算出圆周率在和之间。这一结果

比西方早一千年。

珠算盘是中国的又一独创，也是计算工具发展史上的第一项重大发

明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具，最

初大约出现于汉朝，到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对中国经济的发

展起过有益的作用，而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区，经受了历

史的考验，至今仍在使用。

中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等，不仅对自

动控制机械的发展有卓越的贡献，而且对计算工具的演进产生了直接

或间接的影响。例如，张衡制作的水运浑象仪，可以自动地与地球运

转同步，后经唐、宋两代的改进，遂成为世界上最早的天文钟。

记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序

控制的发展有过间接的影响。中国古