几代计算机——计算机基础

随着时代的到来，现代计算机应运而生。计算机的进化开始于 16 世纪左右。最初的计算机面临许多变化，显然是为了改进。它在速度、精度、尺寸、价格等方面不断提升自身，以推动时尚日用电脑的形态。这个漫长的时期通常被方便地划分为称为计算机世代的后续阶段：

在出现图形计算器、电子表格和计算机代数系统之前，数学家和发明家一直在寻找解决方案来减轻计算负担。

以下是现代计算机发明之前的 8 个机械计算器。

1. 算盘（约公元前 2700 年）

2. 帕斯卡计算器（1652）

3. 阶梯推算师（1694）

4.算术计（1820）

5. Comptometer (1887) 和 Comptograph (1889)

6. 差分机 (1822)

7.分析引擎（1834）

8. 百万富翁 (1893)

第一代计算机背后的技术是一种易碎的玻璃设备，称为真空管。这些计算机非常重，而且体积非常大。这些都不是很可靠，并且对它们进行编程是一项非常乏味的任务，因为它们使用高级编程语言并且不使用操作系统。第一代计算机用于计算、存储和控制目的。它们太笨重了，以至于需要一个完整的房间并消耗大量电力。

主要的第一代计算机有：

ENIAC：电子数值积分器和计算机，由 J. Presper Eckert 和 John V. Mauchly 建造，是一种通用计算机。它非常重、很大，包含 18,000 个真空管。
EDVAC：电子离散变量自动计算机由冯诺依曼设计。它还可以将数据存储为指令，从而提高了速度。
UNIVAC：通用自动计算机由 Eckert 和 Mauchly 于 1952 年开发。

第一代计算机的主要特点是：

Main electronic component	Vacuum tube.
Programming language	Machine language.
Main memory	Magnetic tapes and magnetic drums.
Input/output devices	Paper tape and punched cards.
Speed and size	Very slow and very large in size (often taking up entire room).
Examples of the first generation	IBM 650, IBM 701, ENIAC, UNIVAC1, etc.

第二代计算机使用晶体管技术，而不是笨重的真空管。另一个特点是核心存储。晶体管可以是由半导体材料组成的器件，可以放大符号或打开或关闭电路。

晶体管是在贝尔实验室发明的。晶体管的使用使得能够以适当的速度强大地执行。它减小了尺寸和价格，幸运的是还减少了由真空管产生的热量。中央处理器（CPU）、内存、编程语言和输入输出单元也在第二代中发挥作用。

编程语言从高级语言转变为编程语言，使编程对程序员来说相对简单。在这个时代用于编程的语言是 FORTRAN (1956)、ALGOL (1958) 和 COBOL (1959)。

第二代计算机的主要特点是：-

Main electronic component	Transistor.
Programming language	Machine language and assembly language.
Memory	Magnetic core and magnetic tape/disk.
Input/output devices	Magnetic tape and punched cards.
Power and size	Smaller in size, low power consumption, and generated less heat (in comparison with the first generation computers).
Examples of second generation	PDP-8, IBM1400 series, IBM 7090 and 7094, UNIVAC 1107, CDC 3600 etc.

在第三代期间，技术设想从巨大的晶体管转向集成电路，也称为 IC。在这里，各种晶体管被放置在硅芯片上，称为半导体。这个时代的计算机最大的特点就是速度和可靠性。 IC由硅制成，也称为硅芯片。

单个 IC 具有许多晶体管、寄存器和电容器，这些晶体管、寄存器和电容器构建在一片硅片上。在这一代中，值大小减小了，内存空间和处理效率提高了。编程现在被淘汰了高级语言，如 BASIC（初学者通用符号指令代码）。小型计算机在这个时代找到了自己的形状。

第三代计算机的主要特点是：

Main electronic component	Integrated circuits (ICs)
Programming language	High-level language
Memory	Large magnetic core, magnetic tape/disk
Input / output devices	Magnetic tape, monitor, keyboard, printer, etc.
Examples of third generation	IBM 360, IBM 370, PDP-11, NCR 395, B6500, UNIVAC 1108, etc.

1971 年，第一个微处理器被使用，大规模集成 LSI 电路建立在一个称为微处理器的芯片上。该技术的最大优势在于一个微处理器可以在一个芯片上包含执行算术、逻辑和控制功能所需的所有电路。

使用微芯片的计算机称为微型计算机。这一代提供了更小尺寸的计算机，具有更大的容量。这还不够，然后超大规模集成电路 (VLSI) 电路取代了 LSI 电路。英特尔 4004 芯片于 1971 年开发，将 pc 的所有组件从中央处理器和内存到输入/输出控制都集中在一个芯片上，从而大大减小了尺寸。

多处理、多道程序、分时、运行速度和虚拟内存等技术使其成为一种更加用户友好和习惯的设备。私人计算机和计算机网络的概念在第四代中应运而生。

第四代计算机的主要特点是：

Main electronic component	Very large-scale integration (VLSI) and the microprocessor (VLSI has thousands of transistors on a single microchip).
Memory	semiconductor memory (such as RAM, ROM, etc.)
Input/output devices	pointing devices, optical scanning, keyboard, monitor, printer, etc.
Examples of fourth generation	IBM PC, STAR 1000, APPLE II, Apple Macintosh, Alter 8800, etc.

第五代计算机背后的技术是人工智能。它允许计算机像人类一样行事。它经常出现在语音识别、医学领域和娱乐等程序中。在游戏领域，它也表现出非凡的性能，计算机能够击败人类竞争对手。

在第五代计算机中速度最高，体积最小，使用面积显着增加。尽管到目前为止还没有实现 100% 的人工智能，但关注当前的发展，人们常说这个梦想也将很快成为现实。

为了总结各代电脑的特点，常说功能性护理的速度和准确性，目前已经看到了很大的进步，但如果提到尺寸，这些年来它已经很小了。价值也在减少，而可靠性实际上正在增加。

第五代计算机的主要特点是：

Main electronic component	Based on artificial intelligence, uses the Ultra Large-Scale Integration (ULSI) technology and parallel processing method (ULSI has millions of transistors on a single microchip and Parallel processing method use two or more microprocessors to run tasks simultaneously).
Language	Understand natural language (human language).
Size	Portable and small in size.
Input / output device	Trackpad (or touchpad), touchscreen, pen, speech input (recognize voice/speech), light scanner, printer, keyboard, monitor, mouse, etc.
Example of fifth generation	Desktops, laptops, tablets, smartphones, etc.