一、计算机的基本概念
计算机（Computer）也称电脑，它是一种能高速自动地进行算术运算和逻辑运算，具有内、外部存储能力，由程序自动控制操作的电子设备。
二、近代计算机史上的风云人物
1．阿兰·图灵（Alan Turing，1912～1954）
计算机的特点阿兰·图灵，英国著名数学家、逻辑学家、密码学家，被称为计算机科学之父、人工智能之父。1912年6月23日生于英国帕丁顿，1931年进入剑桥大学国王学院，师从著名数学家哈代，1938年在美国普林斯顿大学取得博士学位，二战爆发后返回剑桥，曾协助军方破解德国的著名密码系统Enigma，帮助盟军取得了二战的胜利。1954年6月7日在曼彻斯特去世。
图灵是计算机逻辑的奠基者，提出了“图灵机”和“图灵测试”等重要概念。人们为纪念其在计算机领域的卓越贡献而专门设立了“图灵奖”。 |
2．冯·诺依曼（Von Neumann，1903～1957）
美籍匈牙利人，经济学家、物理学家、数学家、发明家，正是他，开创了现代计算机理论，其体系结构沿用至今，被誉为“现代电子计算机之父”，他制定的计算机工作原理直到现在还被各种电脑使用着。
图1-1-1 图灵 | 图1-1-2 冯·诺依曼 |
冯·诺依曼对计算机的杰出贡献主要表现在以下三个方面： （1）计算机是由五大部件组成，即运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。 （2）计算机内部采用二进制进行运算和处理。 （3）计算机“存储程序”的工作原理。 |
三、计算机的发展
世界上公认的第一台电子计算机于1946年2月诞生于美国宾夕法尼亚大学，取名为ENIAC（Electronic Numeric Integrator and Calculator），即电子数字积分计算机。计算机从诞生至今，总的来说，我们可以根据使用的物理元件分为四个阶段，也称为四个时代，即电子管时代、晶体管时代、集成电路时代和超大规模集成电路时代。
1．第一代：电子管计算机（1946～1957）
1946年2月14日，标志现代计算机诞生的ENIAC（The Electronic Numerical Integrator And Computer）在费城公诸于世。ENIAC由美国政府和宾夕法尼亚大学合作开发，使用了18，000个电子管，70，000个电阻器，有500万个焊接点，耗电160千瓦，每秒执行5000次加法或400次乘法，是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。ENIAC是第一台普通用途计算机。第一代计算机的特点是操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有各自不同的机器语言，功能受到限制，速度也慢。另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓存储存数据。ENIAC代表了计算机发展史上一个非常重要的里程碑。
图1-1-3 电子管 |
2．第二代：晶体管计算机（1958～1964）
1948年，晶体管的发明大大促进了计算机的发展，晶体管代替了体积庞大的电子管，计算机的体积不断减小。1956年，晶体管和磁芯存储器在计算机中使用导致了第二代计算机的产生。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。
图1-1-4 晶体管 |
3．第三代：集成电路计算机（1965～1970）
由于晶体管要产生大量的热量，这会损害计算机内部的敏感部分。1958年发明了集成电路(IC)，即将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。科学家们使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。于是，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。此外，在这一时期出现了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。
图1-1-5 集成电路 |
4．第四代：大规模集成电路计算机（1971至今）
出现集成电路后，唯一的发展方向是扩大规模。大规模集成电路(LSI)可以在一个芯片上容
纳几百个元件。到了80年代，甚大规模集成电路(VLSI)在芯片上容纳了几十万个元件，后来的ULSI（超大规模集成电路）将数字扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件使得计算机的体积不断缩小，价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。基于“半导体”的发展，到了1972年，第一部真正的个人计算机诞生了。所使用的微处理器内包含了2,300个“晶体管”，可以一秒内执行 60,000个指令，体积也缩小很多。
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