计算机发展史以及未来的展望?

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-01

                                          ----------🚀计算机的发展史🚀----------

计算机的出现到发展到如今也不到一百年,却依靠着1和0这两个数字彻底影响了我们的世界。从最开始计算能力还不如人类,发展到如今再巨量的数据处理也只需要几秒,人类输入数据的时间到成了制约数据处理速度的短板。如此惊人的发展到底是怎么一步步做到的呢?

                                            🖥️🖥️初代机——加法器/差分器


🌀这个时候计算机的发展主要涉及的是计算原理的研究,初代计算机的发明家自然是一个数学家——布莱士·帕斯卡。他设计制作了加法器,后来经过改良,出现了可以进行四则运算的差分机。但这个阶段的计算机更像是高级一点的算盘,没有传输和存储数据的能力。

                                               🛰️🛰️一代机——真空管计算机


🎁这种计算机才可以称得上真正意义上的“计算机”,第一台通用计算机“ENIAC”于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学诞生,由莫克利和艾克特设计制造。当时主要被用来计算导弹弹道,主要工作器件就是真空电子管,体积十分巨大,功耗可以达到150千瓦,运算速度达到5000次/秒,使用打孔卡片作为储存介质。

                                              💻💻二代机——晶体管计算机


🎁相比于上一代计算机,它的改变在于用体积更小、功耗更低和稳定性更好的晶体管作为计算元件,并采用读取效率更高的磁芯储存器。这两种新型器件的加入不仅解决了体积、功耗和稳定性的问题还使运算速度得到极大地提高,让人类看到了计算机广阔的发展前景。

                                            💻💻三代机——集成电路计算机


🎁将各种元器件集成到一个小小的半导体芯片上,集成电路技术的出现使计算机的体积更小,功耗更低。随着集成元器件的数量增加,计算机的储存能力得到大幅提高,也使计算机的小型化得以实现,这一阶段计算机操作系统和计算机语言开始发展。

                                        ⌨️💾 四代机——超大规模集成电路计算机


🎁随着半导体领域的迅速发展,科学家也对上一代计算机进行了更深层次的研究,使得芯片集成度获得了巨大的提高。最初的集成电路只能集成几百个晶体管,后来的超大规模集成电路可以在硬币大小的硅片上集成上百万个元器件。我们现在使用的个人计算机就是第四代计算机,这一切都得益于半导体领域的发展。


                       

                                      ----------🖥️计算机的未来发展💻----------


而已如今巨型高速计算机的研制已经成为衡量国家科技实力的重要指标,各国都把很大的精力和财力投入新一代计算机的研制设计上。随着芯片集成度发展达到一个瓶颈,硅基计算机的发展也举步维艰,但计算机在未来的发展仍将是改变世界的成果。

  • 🌀量子计算机——这是目前各国研究最为成熟的新型计算机,量子计算机以叠加态原理为基础,可以实现量子并行计算。采用新的量子计算系统处理量子化数据,处理数据越多越高效。

  • 🌀生物计算机——芯片集成度是限制目前硅基计算器的主要因素,但是生物DNA的双螺旋结构的储存能力要强很多,以蛋白质为载体的基因芯片将有很大的发展空间。

  • 🌀神经网络计算机——对人脑思考过程中神经元的行为模拟仿生,使之具备推理、联想、学习和解释的能力,将为人类探索未知领域打开新的一扇门。





     

  

     计算机由机械技术向电子技术以及生物技术、智能技术的转变,为我们的生活带来了巨大的变化。计算机已经拥有了60年的发展历程,共经历了5个重要的发展阶段,将在不久的未来经历第六个发展阶段

(1)电子管计算机(1946-1958年)用阴极射线管或汞延尺线作主存储器,外存主要使用纸带、卡片等,程序设计主要使用机器指令或符号指令,应用领域主要是科学计算

(2)晶体管计算机(1958-1964年)主存储器均采用磁蕊存储器,磁鼓和磁盘开始用作主要的外存储器,程序设计使用了更接近于人类自然语言的高级程序设计语言,计算机的应用领域也从科学计算扩展到了事务处理,工程设计等各个方面。

(3)小规模集成电路计算机(1964-1971年)半导体存储器逐步取代了磁芯存储器的主存储地位,磁盘成了不可缺少的辅助存储器,计算机也进入了产品标准化、模块化、系列化的发展时期,使计算机使用效率明显提高。

(4)大规模集成电路(1972年-至今)大规模、超大规模集成电路应用的一个直接结果是微处理器和微型计算机的诞生。微处理器自1971年诞生以来几乎每隔二至三年就要更新换代,以高档微处理器为核心构成的高档微型计算机系统已达到和超过了传统超极小型计算机水平,其运算速度可以达到每秒数亿次。由于微型计算机体积小、功耗低、其性能价格比占有很大优势,因而得到了广泛的应用。

(5)人工智能计算机——神经计算机。其特点是可以实现分布式联想记忆.并能在一定程度上模拟人和动物的学习功能。它是一种有知识、会学习、能推理的计算机,具有能理解自然语言、声音、文字和图像的能力,并且具有说话的能力,使人机能够用自然语言直接对话,它可以利用已有的和不断学习到的知识,进行思维、联想、推理,并得出结论,能解决复杂问题,具有汇集、记忆、检索有关知识的能力。

        计算机的发展将趋向超高速、超小型、并行处理和智能化。计算发展如此之快,计算机界据此总结出了“摩尔法则”,该法则认为每18个月左右计算机性能就会提高一倍。因此,在未来,第六代计算机发展方向如下:

(1)分子计算机 分子计算机体积小、耗电少、运算快、存储量大。分子计算机的运行是吸收分子晶体上以电荷形式存在的信息,并以更有效的方式进行组织排列

(2)光子计算机 光子计算机利用光子取代电子进行数据运算、传输和存储。在光子计算机中,不同波长的光代表不同的数据,这远胜于电子计算机中通过电子“0”和“1”状态变化进行的二进制运算,可以对复杂度高、计算量大的任务实现快速的并行处理。光子计算机将使运算速度在目前基础上呈指数上升

(3)量子计算机 量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。量子计算机是基于量子效应基础上开发的,它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态,利用激光脉冲来改变分子的状态,使信息沿着聚合物移动,从而进行运算。

(4)纳米计算机 纳米计算机是用纳米技术研发的新型高性能计算机。纳米管元件尺寸在几到几十纳米范围,质地坚固,有着极强的导电性,能代替硅芯片制造计算机

(5)生物计算机 20世纪80年代以来,生物工程学家对人脑、神经元和感受器的研究倾注了很大精力,以期研制出可以模拟人脑思维、低耗、高教的第六代计算机——生物计算机。用蛋白质制造的电脑芯片,存储量可以达到普通电脑的10亿倍。生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍,传递信息的速度也比人脑思维的速度快100万倍



【计算机发展史】💻

计算机发展历史分为四个阶段,分别是1854年-1890年、1890年-20世纪早期、20世纪早期、20世纪晚期-现在。世界上第一台电子数字计算机,1946年2月14日,在美国宾夕法尼亚大学。💦

  • 第一台计算机是美国军方为了计算弹道和射击特性表面而研制的,承担开发任务的“莫尔小组”有埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯四位科学家和工程师。这台计算机主要元器件采用的是电子管,计算机使用了1500个继电器,18800个电子管,占地170m,重量达到30多吨,耗电150kw,造价一共48万美元,这台计算机的诞生标志了人类进入一共崭新的信息革命时代。

      

  • 第一代电子管计算机,在1946年-1957年,主要是采用电子管元件作基本器件,用光屏管或者汞延时,电路作存储器,输入域输出主要采用穿孔卡片或者是纸带,此计算机体积大、耗电量大、速度慢、储存容量小、可靠性较差、维护困难并且价格很昂贵,主要是用于科学计算。

  • 第二代晶体管计算机,处于1958年-1964年,由晶体管代替电子管作为计算机的基础器件,使用磁芯或者磁鼓作为存储器,在整体的性能上,比第一代计算机有了很大的进步,开始被用于数据处理、过程控制方面得到应用。

  • 第三代中小规模集成电路计算机,处于1965年-1971年,中小规模集成电路成为此计算机的主要部件,主存储器也逐渐过渡到半导体存储器,计算机的体积更小4,降低了计算机计算时的消耗,同时减少了焊点和接插件,提高了计算机的可靠性。


                                   

  • 第四代大规模和超大规模集成电路计算机,处于1971年-2014年,随着大规模集成电路的制作进步,计算机的体积也进一步缩小,性能也进一步提高,在社会上的应用范围进一步扩大。第五代计算机具有人工智能的新一代计算机。

               

【计算机的未来展望】💻

计算机在未来发展趋势包括微型化、智能化、网络化、巨型化。💦

  • 微型化,大规模或者超大规模集成电路的发展是必然的,计算机芯片集成度将会越来越高,所具有的功能越来越强,因此计算机微型化的进程和普及率只会越来越快。


                                   

  • 智能化,计算机能够模拟人类的智力活动,比如学习、感知、判断、推理等能力,能够解决复杂问题,具有汇集记忆、检索有关知识的能力。

  • 网络化,计算机技术和通信技术越来越发达,具有独立功能的不同计算机通过通信技术的支持下,实现网络中的计算机之间共享资源、交换信息、协同工作。


                                   

  • 巨型化是指计算机具有极高的运算速度、具有大容量的存储空间、具有更强大和完善的功能,主要应用于航空航天、气象、军事、人工智能、生物工程等方面。



计算机现在已经成为我们日常生活中必不可缺的助手,它几乎覆盖了各个领域,那么我们对计算机的发展及未来真的了解吗。

人类早期的计算工具
小算盘
据史载,早在汉朝末期,中国人就在长期使用算筹的基础上发明了珠算,即是我们现在所称的“算盘”。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。


它是中国古代的一项伟大、重要的发明,在阿拉伯数字出现前是全世界广为使用的计算工具,是计算工具发展史上的第一项重大发明。


小滚轮式加法器

    1642年,法国数学家和物理学家帕斯卡设计并制作了一台能自动进位的加减法计算装置初发明它的目的是为了帮助父亲解决税务上的计算。其外观上有6个轮子,分别代表着个、十、百、千、万、十万等。只需要顺时针动轮子,就可以进行加法,而逆时针则进减法。原理和手表相似,可以说是计算机的开山鼻祖了。


小差分机

    1822年,英国数学家查尔斯巴贝奇设计了一台差分机,最初的尝试是用来求解对数和三角函数,以致近似计算多项式。1834年他又完成了分析机的设计方案,它是在差分机的基础上做了较大的改进,不仅可以数字运算,还可以逻辑运算。


小机电式计算机
美国哈佛大学应用数学霍华德.艾肯( Howard Hathaway 教授受巴贝奇思想启发,在1937年得到美国海军部的经费支持,于1944年研制成功了一台机电式计算机 Mark I 。1BM公司将它命名为ASCC 即 AutomatiC Controled Calculator(自动顺序控制计算器)。


    “马克1号”做乘法运算一次最多需要6秒,除法10多秒。运算速度不算太快,但精确度很高(小数点后23位)。继 Mark 1之后,艾肯又先后研制成 Mark 1(1946年)、 Mark II (1950年)、 MarkIV (1952年)。


计算机发展的几个阶段+按主要构成器件自 ENAIC 诞生至今半个多世纪来,计算机获得了突飞猛进的发展。人们依据计算机性能和当时软硬件技术(主要根据所使用的电子器件),将计算机的发展划分成以下四个阶段

    第一代计算机:电子管计算机(1946-1958年)第二代计算机:晶体管计算机(1958-1964年)第三代计算机:中、小规模集成电路计算机(1964-1970年)第四代计算机:大规模集成电路计算机(1970年至今)


计算机未来发展趋势

1、巨型化,指计算机具有极高的运算速度、大容量的存布空间。

2、微型化,大规模及超大规模集成电路发展的必然。

3、网络化,计算机技术和通信技术紧密结合的产物。

4、智能化,让计算机能够模拟人类的智力活动。


    我们已经告别了磁盘,现在进入了软件及服务的时代,不远的将来,计算机也会将带我们进入硬件及服务时代。



关于这个问题,我将从两个方面来解答,第一部分就是关于计算机发展史的一些知识,第二部分是计算机未来发展的展望和趋势。因为我大学本科就是计算机类专业的,对计算机相关知识,计算机发展史以及未来计算机发展趋势都有所了解,以下就是我的回答了。


🎈🎈这部分我是在大学计算机基础课程上上摘抄的计算机发展史。

                                             🍅🍅第一代计算机🍅 🍅 

第一代计算机就是使用的真空管的技术,包括赫赫有名的ENIAC。真空管体积大,耗电量大,并不能进行长时间的工作。第一代计算机只能通过机器指令、汇编语言进行编程,整个过程异常复杂。很快,采用晶体管制造的第二代电子计算机也应运而生。


                                                 ⭐⭐第二代计算机⭐⭐

第二代计算机所使用的语言仍然是“面向机器”的语言。尽管如此,第二代计算机却为高级语言的出现打下了良好的基础。20世纪50年代后期到60年代集成电路的快速发展也推动了第三代电子计算机的诞生。

                                             💫💫第三代电子计算机💫💫

第三代电子计算机的基本电子元件是每个基片上集成几个到十几个电子元件的小规模集成电路和每片上几十个元件的中规模集成电路。第三代电子计算机将运算速度提高到了每秒几十万至几百万次基本运算,也出现了“面向人类”的编程语言——高级语言。


                                                       🗝️🗝️   第四代计算机🗝️🗝️

第四代计算机的时代到今天仍未落幕,尽管量子计算机、生物计算机等名词有话题,但在正式商用量产之前,这些都只是对未来的种种探索罢了。


🎈🎈计算机未来的发展趋势,会出现以下几个方面:

                                 🔎🔎计算机的开发与应用更加体系化、模块化🔎🔎

会让各类大数据、各类专业资源、模块链打通,通过云计算、云服务、云应用及结合其他新的技术等呈现出巨大的整合。高端精致的服务走入终端就会实现。未来发展应用在各个方面。


                                          🙌🙌  前沿技术的开发,功能更强大🙌🙌

第二、高精尖材料与前沿技术的开发,机算机的速度与应用将会又一次实现跨越。宏观科技的发展与量子计算等一批新技术会让物质世界的智慧与整合进一步加快。尖端技术还是有待开发的,我们每一个喜欢计算机的人都可以学起来哦。


                                    🔎🔎各类高端的人工智能计算机软件🔎🔎

各类专业计算机云服务器各类模块化的专业计算机、应用载体都会出现。更加精密的微型高端计算器及载体通过整合会应用在人类世界的各个方面、各个行业,未来发展一片广阔。


                                                             🗝️🗝️总结🗝️🗝️

以上就是我关于计算机发展史以及未来展望的回答,计算机发展史是长远的,逐渐的更新,不断的优化,才成就了现在多功能的计算机。计算机的未来发展也是一片光明的,发展潜力也是无限的,可以运用在各个方面,喜欢计算机的小伙伴可以学起来哦,技多不压身,让自己掌握科技的力量。以上就是我对回答啦,希望对你有所帮助,喜欢就点个赞吧。



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#满胃独# 计算机行业未来发展趋势是什么样的?
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#满胃独# 计算机未来发展趋势是什么? -
(19121621936): 未来计算机的发展趋势一:微型化什么是微型化?简单来说微型化就是计算机体积更小了.对于那些需要经常携带计算机出门工作的人来说,计算机如果太重了,携带出门是非常累的一件事,而目前计算机的体积显然是还没有达到人们心中理想...

#满胃独# 我想知道计算机的未来发展趋势是怎么样 -
(19121621936): 记得计算机应用基础书里有这样一个标题 叫未来计算机的发展 里面描述了几种计算机 量子计算机,光子计算机,生物计算机,纳米计算机 不一一展开了,你对哪个感兴趣就去搜一下.我总结一下就是 未来的计算机将是微电子技术、光学技术、超导技术和电子仿生技术相结合的产物.光子计算机比电子计算机快1000倍.不久的将来,计算机会发展到一个更高更先进的水平.

#满胃独# 计算机以后的发展趋势 -
(19121621936): 随着信息技术的发展,计算机在我们的日常生活中扮演了越来越重要的作用.现在的社会已经是一个信息化了的社会,现在的世界更是一个信息化了的世界,掌握高新信息技术对一个人乃至一个国家的发展现在是至关重要的,对高新技术未来的把握与展望更是必要的.本文所要论述的就是通过现有的技术以及当今在计算机领域还在研究中的尖端科技,对于计算机未来的一些展望以及计算机在未来可能的发展方向.首先,我认为,智能化的引入将成为未来计算机发展趋势的一大亮点,设想一个与黑客帝国相媲美的矩阵革命来临的世界,将是人类计算机史上一次伟大的突破;其次,纳米技术,高度集成的芯片,无疑都将为未来计算机的飞速发展铺平道路

#满胃独# 未来计算机的发展趋势 -
(19121621936): 计算机技术是世界上发展最快的科学技术之一,产品不断升级换代.当前计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、网络化等方向发展,计算机本身的性能越来越优越,应用范围也越来越广泛,从而使计算机成为工作、学习和生活中必不可少的工...

#满胃独# 计算机发展史与未来发展趋势如何呢?
(19121621936): 由于晶体管彻底改变了电子线路的结构,集成电路以及大规模集成电路应运而生,这样制造像高速电子计算机之类的高精密装置就变成了现实

#满胃独# 未来十年计算机的发展前景是怎么样? -
(19121621936): 未来十年计算机的发展前景---硬件 4核CPU应用已经可以看出发展的很好了,现在计算机硬件发展还是按计算机第一定律——摩尔定律Moore定律稳定发展中,按这推算未来将是一片美好. 未来十年计算机的发展前景---软件 随着硬件发展,软件...

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(19121621936): 基于集成电路的计算机短期内还不会退出历史舞台.但一些新的计算机正在跃跃欲试地加紧研究,这些计算机是:超导计算机、纳米计算机、光计算机、DNA计算机和量子计算机等. 目前推出的一种新的超级计算机采用世界上速度最快的微处理器之一,并通过一种创新的水冷系统进行冷却.IBM公司2001年08月27日宣布,他们的科学家已经制造出世界上最小的计算机逻辑电路,也就是一个由单分子碳组成的双晶体管元件.这一成果将使未来的电脑芯片变得更小、传输速度更快、耗电量更少.