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第三代計算機

標籤:科技

第三代計算機即第三代集成電路計算機 (1964-1971)。特徵是以小規模集成電路(每片上集成幾百到幾千個邏輯門)LSI(Large-Scale Integration)來構成計算機的主要功能部件;主存儲器採用集成度很高的半導體存儲器。運算速度可達每秒幾百萬次甚至上億次基本運算。在軟體方面,出現了資料庫系統、分散式操作系統等,應用軟體的開發已逐步成為一個龐大的現代產業。

1簡介

1958年德州儀器的工程師Jack Kilby發明了集成電路(IC),將三種電子元件結合到一片小小的矽片上。更多的元件集成到單一的半導體晶元上,計算機變得更小,功耗更低,速度更快。這一時期的發展還包括使用了操作系統,使得計算機在中心程序的控制協調下可以同時運行許多不同的程序。

2應用

1、數值計算:彈道軌跡、天氣預報、高能物理等等

第三代集成電路計算機

第三代集成電路計算機
2、信息管理:企業管理、物資管理、電算化等
3、過程式控制制:工業自動化控制,衛星飛行方向控制
4、輔助工程:計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助製造(CAM)、計算機輔助教學(CAI)、計算機輔助測試(CAT)、計算機輔助教育(CAE)、計算機輔助出版(CAP)等

3特徵

以小規模集成電路(每片上集成幾百到幾千個邏輯門)LSI(Large-Scale Integration)來構成計算機的主要功能部件,集成電路是把多個電子元器件集中在幾平方毫米的基片上形成的邏輯電路。第三代計算機的基本電子元件是每個基片上集成幾個到十幾個電子元件(邏輯門)的小規模集成電路和每片上幾十個元件的中規模集成電路。
計算機軟體技術的進一步發展,尤其是操作系統的逐步成熟是第三代計算機的顯著特點。多處理機、虛擬存儲器系統以及面向用戶的應用軟體的發展,大大豐富了計算機軟體資源。為了充分利用已有的軟體,解決軟體兼容問題,出現了系列化的計算機。最有影響的是IBM公司研製的IBM-360計算機系列。
這個時期的另一個特點是小型計算機的應用。DEC公司研製的PDP-8機、PDP-11系列機以及後來的VAX-11系列機等,都曾對計算機的推廣起了極大的作用。其特徵是用晶體管代替了電子管;大量採用磁芯做內存儲器,採用磁碟、磁帶等作外存儲器;體積縮小、功耗降低、運算速度提高到每秒幾十萬次基本運算,內存容量擴大到幾十萬字。
計算機語言發展到第三代時,就進入了「面向人類」的語言階段。第三代語言也被人們稱之為「高級語言」。高級語言是一種接近於人們使用習慣的程序設計語言。它允許用英文寫解題的計算程序,程序中所使用的運算符號和運算式子,都和我們日常用的數學式子差不多。高級語言容易學習,通用性強,書寫出的程序比較短,便於推廣和交流,是很理想的一種程序設計語言。高級語言發展於50年代中葉到70年代,有些流行的高級語言已經被大多數計算機廠家採用,固化在計算機的內存里,如BASIC語言(已有不少於128種不同的BASIC語言在流行,當然其基本特徵是相同的)。除了BASIC語言外,還有FORTRAN(公式翻譯)語言、COBOL(通用商業語言)、C語言、DL/I語言、 PASCAC語言、ADA語言等250多種高級語言。

4計算機發展史

發展階段
邏輯元件
主存儲器
運算速度(每秒)
軟體
應用
第一代(1946-1958)
電子管
電子射線管
幾千次到幾萬次
機器語言、彙編語言
軍事研究、科學計算
第二代(1958-1964)
晶體管
磁芯
幾十萬次
監控程序、高級語言
數據處理、事務處理
第三代(1964-1971)
中小規模集成電路
半導體
幾十萬次到幾百萬次
操作系統、編輯系統、應用程序
有較大發展開始廣泛應用
第四代(1971-1981)
大規模集成電路
集成度更高的半導體
上千萬次到上億次
操作系統完善、資料庫系統、高級語言發展、應用程序發展
廣泛應用到各個領域
第五代(1981至今)
基本結構通常由問題求解與推理、知識庫管理和智能化人機介面三個基本子系統組成。
人工智慧,系統結構,軟工程和支援設備,以及對社會的影響等
第一代電子管計算機(1945-1956):
1946年2月15日,標誌現代計算機誕生的ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)在費城公諸於世。ENIAC代表了計算機發展史上的里程碑,它通過不同部分之間的重新接線編程,還擁有并行計算能力。ENIAC由美國政府和賓夕法尼亞大學合作開發,使用了18000個電子管,70000個電阻器,有5百萬個焊接點,耗電160千瓦,其運算速度為每秒5000次。第一代計算機的特點是操作指令是為特定任務而編製的,每種機器有各自不同的機器語言,功能受到限制,速度也慢。另一個明顯特徵是使用真空電子管和磁鼓儲存數據。
第二代晶體管計算機 (1956-1963):
1948年,晶體管的發明代替了體積龐大電子管,電子設備的體積不斷減小

第二代晶體管計算機

第二代晶體管計算機
。1956年,晶體管在計算機中使用,晶體管和磁芯存儲器導致了第二代計算機的產生。第二代計算機體積小、速度快、功耗低、性能更穩定。1960年,出現了一些成功地用在商業領域、大學和政府部門的第二代計算機。第二代計算機用晶體管代替電子管,還有現代計算機的一些部件:印表機、磁帶、磁碟、內存、操作系統等。計算機中存儲的程序使得計算機有很好的適應性,可以更有效地用於商業用途。在這一時期出現了更高級的COBOL和FORTRAN等語言,使計算機編程更容易。新的職業(程序員、分析員和計算機系統專家)和整個軟體產業由此誕生。
第四代大規模集成電路計算機 (1971- ):
大規模集成電路(LSI) 可以在一個晶元上容納幾百個元件。

第四代大規模集成電路計算機

第四代大規模集成電路計算機
到了80 年代,超大規模集成電路(VLSI) 在晶元上容納了幾十萬個元件,後來的 (ULSI) 將數字擴充到百萬級。可以在硬幣大小的晶元上容納如此數量的元件使得計算機的體積和價格不斷下降,而功能和可靠性不斷增強。 70 年代中期,計算機製造商開始將計算機帶給普通消費者,這時的小型機帶有友好界面的軟體包,供非專業人員使用的程序和最受歡迎的字處理和電子表格程序。1981 年,IBM 推出個人計算機 (PC) 用於家庭、辦公室和學校。80 年代個人計算機的競爭使得價格不斷下跌,微機的擁有量不斷增加,計算機繼續縮小體積。與 IBM PC 競爭的 Apple Macintosh 系列於1984 年推出, Macintosh 提供了友好的圖形界面,用戶可以用滑鼠方便地操作。

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