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因而,自从1971年微处理器和微型计算机问世以来,它就得到了异乎寻常的发展,大约每隔2~4年就更新换代一次。
至今,经历了三代演变,并进入第四代。
微型计算机的换代,通常是按其CPU字长和功能来划分的。
一、第一代(1971~1973):
4位或低档8位微处理器和微型机
代表产品是美国Intel公司首先的4004微处理器以及由它组成的MCS-4微型计算机(集成度为1200晶体管/片)。
随后又制成8008微处理器及由它组成的MCS-8微型计算机。
第一代微型机就采用了PMOS工艺,基本指令时间约为10~20µ
S,字长4位或8位,指令系统比较简单,运算功能较差,速度较慢,系统结构仍然停留在台式计算机的水平上,软件主要采用机器语言或简单的汇编语言,其价格低廉。
二、第二代(1974~1978):
中档的8位微处理器和微型机
其间又分为两个阶段,1973-1978年为典型的第二代,以美国Intel公司的8080和Motorola公司的MC6800为代表,集成度提高1~2倍,(Intel8080集成度为4900管/片),运算速度提高了一个数量级。
1976-1978年为高档的8位微型计算机和8位单片微型计算机阶段,称之为二代半。
高档8位微处理器,以美国ZILOG公司的Z80和Intel公司的8085为代表,集成度和速度都比典型的第二代提高了一倍以上(Intel8085集成度为9000管/片)。
8位单片微型机以Intel8048/8748(集成度为9000管/片),MC6801,MOSTEKF81/3870,Z80等为代表,它们主要用于控制和智能仪器。
总的来说,第二代微型机的特点是采用NMOS工艺,集成度提高1~4倍,运算速度提高10~15倍,基本指令执行时间约为1~2µ
S,指令系统比较完善,已具有典型的计算机系统结构以及中断、DMA等控制功能,寻址能力也有所增强,软件除采用汇编语言外,还配有BASIC,FORTRAN,PL/M等高级语言及其相应的解释程序和编译程序,并在后期开始配上操作系统。
三、第三代(1978~1981):
16位微处理器和微型机
代表产品是Intel8086(集成度为29000管/片),Z8000(集成度为17500管/片)和MC68000(集成度为68000管/片)。
这些CPU的特点是采用HMOS工艺,基本指令时间约为0.05µ
S,从各个性能指标评价,都比第二代微型机提高了一个数量级,已经达到或超过中、低当小型机(如PDP11/45)的水平。
这类16位微型机通常都具有丰富的指令系统,采用多级中断系统、多重寻址方式、多种数据处理形式、段式寄存器结构、乘除运算硬件,电路功能大为增强,并都配备了强有力的系统软件。
四、第四代(1985年以后):
32位高档微型机
随着科学技术的突飞猛进,计算机应用的日益广泛,现代社会对计算机的依赖已经越来越明显。
原来的8位、16位机已经不能满足广大用户的需要,因此,1985年以后,Intel公司在原来的基础上又发展了80386和80486。
其中,80386有工作主频达到25MHz,有32位数据线和24位地址线。
以80386为CPU的COMPAQ386、AST386、IBMPS2/80等机种相继诞生。
同时随着内存芯片的发展和硬盘技术的提高,出现了配置16MB内存和1000MB外存的微型机,微机已经成为超小型机,可执行多任务、多用户作业。
由微型机组成的网络、工作站相继出现,从而扩大了用户的应用范围。
1989年,Intel公司在80386的基础上,又研制出了80486。
它是在80386的芯片内部增加了一个8KB的高速缓冲内存和80386的协处理器芯片80387而形成了新一代CPU。
1993年3月22日,Intel公司发布了它的新一代处理器Pentium(奔腾)。
它采用0.8µ
m的BicMOS技术,集成了310万个晶体管,工作电压也从5V降到3V。
随着Pentium新型号的推出,CPU晶体管的数目增加到500万个以上,工作主频率从66MHz增加到333MHz。
1998年3月,Intel公司在CeBIT贸易博览会展出了一种速度高达702MHz的奔腾II芯片。
1999年,以奔腾II450、奔腾III450为微处理器、内存128MB、硬盘8.4GB的微机已在我国上市。
微型机由于结构简单、通用性强、价格便宜,已成为现代计算机领域中一个极为重要的,并正以难以想象的速度向前发展。
计算机的发展阶段:
四个发展阶段:
第一个发展阶段:
1946-1956年电子管计算机的时代。
1946年第一台电子计算机问世美国宾西法尼亚大
学,它由冯·
诺依曼设计的。
占地170平方,150KW。
运算速度慢还没有人快。
是计算机发展历史上的一个里程碑。
(ENIAC)(electronicnumericalintegatorandcalculator)全称叫“电子数值积分和计算机”。
第二个发展阶段:
1956-1964年晶体管的计算机时代:
操作系统。
第三个发展阶段:
1964-1970年集成电路与大规模集成电路的计算机时代(1964-1965)(1965-1970)
第四个发展阶段:
1970-现在:
超大规模集成电路的计算机时代
我国的计算机发展历程
华罗庚和我国第一个计算机科研小组
华罗庚教授是我国计算技术的奠基人和最主要的开拓者之一。
当冯·
诺依曼开创性地提出并着手设计存储程序通用电子计算机EDVAC时,正在美国Princeton大学工作的华罗庚教授参观过他的实验室,并经常与他讨论有关学术问题,华罗庚教授1950年回国,1952年在全国大学院系调整时,他从清华大学电机系物色了闵乃大、夏培肃和王传英三位科研人员在他任所长的中国科学院数学所内建立了中国第一个电子计算机科研小组。
1956年筹建中科院计算技术研究所时,华罗庚教授担任筹备委员会主任。
第一代电子管计算机研制(1958-1964年)
我国从1957年开始研制通用数字电子计算机,1958年8月1日该机可以表演短程序运行,标志着我国第一台电子计算机诞生。
为纪念这个日子,该机定名为八一型数字电子计算机。
该机在738厂开始小量生产,改名为103型计算机(即DJS-1型),共生产38台。
1958年5月我国开始了第一台大型通用电子计算机(104机)研制,以前苏联当时正在研制的БЭСМ-II计算机为蓝本,在前苏联专家的指导帮助下,中科院计算所、四机部、七机部和部队的科研人员与738厂密切配合,于1959年国庆节前完成了研制任务。
在研制104机同时,夏培肃院士领导的科研小组首次自行设计于1960年4月研制成功一台小型通用电子计算机-107机。
1964年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机119机研制成功,平均浮点运算速度每秒5万次,参加119机研制的科研人员约有250人,有十几个单位参与协作。
第二代晶体管计算机研制(1965-1972年)
我国在研制第一代电子管计算机的同时,已开始研制晶体管计算机,1965年研制成功的我国第一台大型晶体管计算机(109乙机)实际上从1958年起计算所就开始酝酿启动。
在国外禁运条件下要造晶体管计算机,必须先建立一个生产晶体管的半导体厂(109厂)。
经过两年努力,109厂就提供了机器所需的全部晶体管(109乙机共用2万多支晶体管,3万多支二极管)。
对109乙机加以改进,两年后又推出109丙机,为用户运行了15年,有效算题时间10万小时以上,在我国两弹试验中发挥了重要作用,被用户誉为“功勋机”。
我国工业部门在第二代晶体管计算机研制与生产中已发挥重要作用。
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-6),并在738厂等五家工厂生产。
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)
我国第三代计算机的研制受到文化大革命的冲击。
IBM公司1964年推出360系列大型机是美国进入第三代计算机时代的标志,我国到1970年初期才陆续推出大、中、小型采用集成电路的计算机。
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。
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。
1983年中国科学院计算所完成我国第一台大型向量机-757机,计算速度达到每秒1000万次。
这一记录同年就被国防科大研制的银河-I亿次巨型计算机打破。
银河-I巨型机是我国高速计算机研制的一个重要里程碑,它标志着我国文革动乱时期与国外拉大的距离又缩小到7年左右(银河-I的参考机克雷-1于1976年推出)。
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M6800芯片研制微机。
1983年12电子部六所研制成功与IBMPC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。
1992年国防科大研究成功银河-II通用并行巨型机,峰值速度达每秒4亿次浮点运算(相当于每秒10亿次基本运算操作),总体上达到80年代中后期国际先进水平。
从90年代初开始,国际上采用主流的微处理机芯片研制高性能并行计算机已成为一种发展趋势。
国家智能计算机研究开发中心于1993年研制成功曙光一号全对称共享存储多处理机。
1995年,国家智能机中心又推出了国内第一台具有大规模并行处理机(MPP)结构的并行机曙光1000(含36个处理机),峰值速度每秒25亿次浮点运算,实际运算速度上了每秒10亿次浮点运算这一高性能台阶。
1997年国防科大研制成功银河-III百亿次并行巨型计算机系统,采用可扩展分布共享存储并行处理体系结构,由130多个处理结点组成,峰值性能为每秒130亿次浮点运算,系统综合技术达到90年代中期国际先进水平。
国家智能机中心与曙光公司于1997至19
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