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微型计算机发展史
自1981年美国IBM 公司推出第一代微型计算机IBM—PC/XT以来,微型机以其执行结果精确、处理速度怏捷、性价比高、轻便小巧等特点迅速进入社会各个领域,且技术不断更新、产品快速换代,从单纯的计算工具发展成为能够处理数字、符号、文字、语言、图形、图像、音频、视频等多种信息的强大多媒体工具。如今的微型机产品无论从运算速度、多媒体功能、软硬件支持还是易用性等方面都比早期产品有了很大飞跃。便携机更是以使用便捷、无线联网等优势越来越多地受到移动办公人士的喜爱,一直保持着高速发展的态势。
自第一台微型计算机MCS-4诞生后,一直到现在,微机计算机的发展非常迅速!对于微型计算机的发展,一般以字长和典型的微处理器芯片作为划分标志,将微型计算机的发展划分为五个阶段。
第一个阶段(1971~1973)主要是字长为4位的微型机和字长为8位的低档微型机。这一阶
段的典型微处理器有:世界上第一个微处理器芯片4004,以及随后的改进版4040,它们都是字长为4位的。在随后的第二年,Intel又研制出了字长为8位的处理器芯片8008,集成度和性能都有所提高。8008采用PMOS工艺,字长8位,基本指令48条,基本指令周期为20~50uS,时钟频率为500KHz,集成度约为3500晶体管/片。
第二个阶段(1973~1978)主要是字长为8位的中、高档微型机。这一阶段典型的微处理器芯片有:Intel公司的I8080、I8085、Motorola公司的M6800、Zilog公司的Z80等。以I8080为例,I8080采用NMOS工艺,字长8位,基本指令70多条,基本指令周期为2~10uS,时钟频率高于1MHz,集成度约为6000晶体管/片。
第三个阶段(1978~1985)主要是字长为16位的微型机。这一阶段典型的微处理器芯片有:Intel公司的8086/8088/80286、Motorola公司的M68000、Zilog公司的Z8000等。以I8086为例,I8086采用HMOS工艺,字长16位,基本指令周期为,集成度约为万晶体管/片。
这一时期比较着名的微型机有IBM公司生产的PC系列机,包括IBM PC、PC/XT和PC/AT三个具体型号。
计算机语言种类1981年,美国IBM公司选用Intel 8088做CPU开发了微型机IBM PC ,并配备了微软的MS-DOS操作系统,这是最低档的个人微机,内存容量很小,而且没有硬盘。它很快就被第二年年底推出的扩展型IBM PC/XT取代,扩充了内存容量,并且新增了一个10MB的硬盘。1984年,IBM选用Intel 80286作为CPU,推出了新一代增强型个人计算机IBM PC/AT,它与早期8086/8088的指令系统兼容,速度等性能有了很大提高。
这一时期比较着名的其他微机产品还有1984年由Apple公司推出的Macintosh机(CPU为M68000),该机使用图形用户界面,并初步具备了多媒体功能。
第四个阶段(1985~2000)主要是字长为32位的微型机。这一阶段典型的微处理器芯片有:Intel公司的80386/486/Pentium//Pentium II//Pentium III //Pentium IV等。以I80386为例,其集成度达到万晶体管/片,每秒钟可完成500万条指令(MIPS)。
在通用微处理器的研发领域,Intel公司一直处于领先位置。与此同时,作为它的竞争对手,AMD公司也先后推出了K5、K6、Duron、Athon等微处理器芯片。它们的共同特点是,都采用IA-32(Intel Architecture-32)指令架构,并逐步增加了面向多媒体数据处理和网络应用的扩展指令,如Intel的MMX、SSE等指令集和AMD的3Dnow!等。一般将自808
6以来一直延续的这种指令体系通称为x86指令体系。
我们目前使用的PC机,就是这一阶段的产品。
第五个阶段(2000~)出现了字长为64位的微处理器芯片。主要还是面向服务器和工作站等一些高端应用场合。如2000年Intel推出的微处理器Itanium(安腾),它采用全新指令架构IA-64。而AMD公司的64位微处理器Athlon 64则仍沿用了x86指令体系,能够很好的兼容原来的IA-32结构的个人微机系统,具有一定的普及性。
随着微型计算机的发展,在每一个阶段,它在集成度、性能等方面都有非常大的提高,微型计算机在今后将会有更快、更惊人的发展。
微型计算机在社会上大量应用后,一座办公楼、一所学校、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机。实现它们互连的局部网随即兴起,进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。
在电子管计算机时期,一些计算机配置了汇编语言和子程序库,科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角。在晶体管计算机阶段,事务处理的COBOL语言、科学计算机用的AL
GOL语言,和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段。操作系统初步成型,使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。
进入集成电路计算机发展时期以后,在计算机中形成了相当规模的软件子系统,高级语言种类进一步增加,操作系统日趋完善,具备批量处理、分时处理、实时处理等多种功能。数据库管理系统、通信处理程序、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强,明显地改变了计算机的使用属性,使用效率显着提高。
在现代计算机中,外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上,其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强,既依赖于电子学、机械学、光学、磁学等多门学科知识的综合,又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等。
外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类。辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、海量存储器和缩微存储器等;输入输出设备又分为输入、输出、转换、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中,对计算机技术面貌影响最大的是磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备等。
新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理,而且能面向知识处理,具有形式化推理、联想、学习和解释的能力,将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。
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