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2017年12月15日 星期五

丁酉(鸡)年十月廿八

一、第一代计算机(1946~1956)
  第一代电子计算机是电子管计算机。世界上第一台电子计算机1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学
第一台电子计算机的名字叫“电子数字积分计算机”,英文简称ENIAC,中译“埃尼阿克”,也有译成“恩尼阿克”的。这台计算机重30吨,占地170平方米,相当于我们3户居民家庭的住房面积总和。

计算机的发展史
[图2:世界上第一台电子计算机ENIAC]

   1956年10月,我国第一座现代化的电子管厂——北京电子管厂正式开工生产。1959年9月,我国第一台每秒钟运算10000次的快速通用电子数字计算机在北京试制成功。

二、第二代计算机(1957~1963)
  第二代电子计算机是晶体管计算机。
  我国第一台晶体管大型通用数字计算机1967年10月在中国科学院计算技术研究所试制成功。

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[图3:美国IBM公司1959年生产的IBM 7090型晶体管电子计算机。]

三、第三代电子计算机(1964~1975)
  第三代电子计算机开始使用集成电路。

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[图4:1964年,世界上第一个采用集成电路的通用计算机IBM 360]

  1972年11月,上海计算技术研究所等单位试制成功每秒运算11万次的集成电路通用数字电子计算机。1973年8月,我国第一台每秒钟运算100万次的集成电路电子计算机在北京试制成功。

四、第四代电子计算机(1976~)
  第四代电子计算机使用大规模和超大规模集成电路。

五、第五代计算机
  集成电路技术的发展十分迅速,集成度(每片芯片晶体管数)是有限的,不可能无限制地增加下去,总会有达到饱和的一天。所以,人们在发展集成电路技术的同时,还在积极地探索其它替代技术,如光子和生物芯片技术等。
  (1) 智能计算机:第五代电子计算机是智能电子计算机,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。1991年,美国加州理工学院推出了一种大容量并行处理系统,用528台处理器并行进行工作,其运算速度可达到每秒320亿次浮点运算。

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[图5:IBM公司制造的一种并行计算机试验床,可模拟各种并行计算机结构]

  (2) 超导计算机:超导计算机是使用超导体元器件的高速计算机。所谓超导,是指有些物质在接近绝对零度(相当于-269摄氏度)时,电流流动是无阻力的。1962年,英国物理学家约瑟夫逊提出了超导隧道效应原理,获得诺贝尔奖。用约瑟夫逊器件制成的电子计算机,称为约瑟夫逊计 算机,也就是超导计算机,又称超导电脑。这种电脑的耗电量仅为用半导体器件制造的电脑所耗电量的几千分之一,它执行一个指令只需十亿分之一秒,比半导体元件快10倍。日本电气技术研究所研制成世界上第一台完善的超导电脑。

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[图6:约瑟夫逊超导元件,使用铌系列超导材料。]

  (3) 光计算机:光计算机是利用光作为载体进行信息处理的计算机。1990年,美国的贝尔实验室推出了一台由激光器、透镜、反射镜等组成的计算机。这就是光计算机的雏形。随后,英、法、比、德、意等国的70多名科学家研制成功了一台光计算机,其运算速度比普通的电子计算机快1000倍。光计算机又叫光脑。光子不像电子那样需要在导线中传播,即使在光线相交时,它们之间也不会相互影响,并且在不满足干涉的条件下也互不干扰。光束的这种互不干扰的特性,使得光脑能够在极小的空间内开辟很多平行的信息通道,密度大得惊人。一块截面为5分硬币大小的棱镜,其通过能力超过全球现有全部电话电缆的许多倍。贝尔实验室研制成功的光学转换器,在字母O中可以装入2000个信息通道。因此科学家们早就设想使用光子了。

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[图7:平行处理是光计算机的优点,光脑的应用将使信息技术产生新飞跃]

  (4) 生物计算机:生物计算机主要是以生物电子元件构建的计算机。科学家发现,蛋白质有开关特性,用蛋白质分子作元件制成集成电路,称为生物芯片。使用生物芯片的计算机称为蛋白质电脑,或称为生物电脑。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。

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[图8:经过特殊培养后制成的生物芯片。]

  生物芯片传递信息时阻抗小,耗能低,且具有生物的特点,具有自我组织自我修复的功能。它可以与人体及人脑结合起来,听从人脑指挥,从人体中吸收营养。把生物电脑植入人的脑内,可以使盲人复明,使人脑的记忆力成千万倍地提高;若是植入血管中,则可以监视人体内的化学变化,使人的体质增强,使残疾人重新站立起来。
  (5) 量子计算机:
  1996年初,美国的科学家说,他们发现在某种条件下,光子能够发生相互作用,这个发现能够被用来制造新的信息处理器件,从而导致世界上性能最好的超级计算机的出现。

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[图9:一种可瞬间进行图像数据计算的光电计算机]

六、第六代计算机
  第六代电子计算机是模仿人的大脑判断能力和适应能力,并具有可并行处理多种数据功能的神经网络计算机。与以逻辑处理为主的第五代计算机不同,它本身可以判断对象的性质与状态,并能采取相应的行动,而且它可同时并行处理实时变化的大量数据,并引出结论。以往的信息处理系统只能处理条理清晰、经络分明的数据。而人的大脑却具有能处理支离破碎、含糊不清信息的灵活性,第六代电子计算机将类似人脑的智慧和灵活性。计算机的发展史


[图10:电子计算机的发展已经进入了第六代,这种发展可能仅仅是刚起步,前途没有止境。]

  神经电子计算机的信息不是存在存储器中,而是存储在神经元之间的联络网中。若有节点断裂,电脑仍有重建资料的能力,它还具有联想记忆、视觉和声音识别能力。神经电子计算机将会广泛应用于各领域。它能识别文字、符号、图形、语言以及声纳和雷达收到的信号,判读支票,对市场进行估计,分析新产品,进行医学诊断,控 制智能机器人,实现汽车和飞行器的自动驾驶,发现、识别军事目标,进行智能决策和智能指挥等。

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[图11:这是对大规模神经集成电路进行检测。神经集成电路是第六代电子计算机的心脏,它模仿人脑的神经细胞结构。]

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更新时间 : 2009-04-05

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