電子計算機發明于哪一年(美國電子計算機發明于哪一年)

電子計算機的發展世代

吳國發

（2022年4月18日）

內容提要：從世界第一臺電子計算機誕生以來，電子計算機的發展經歷了四代：第一代，電子管計算機（1939年—1958年）；第二代，晶體管計算機（1958年—1964年）；第三代，集成電路計算機（1964年—1970年）；第四代，大規模集成電路計算機（1971年至今）。至于第五代計算機是什么，尚無定論。

關鍵詞：電子計算機 電子管計算機 晶體管計算機 集成電路計算機

電子計算機的發展世代主要是以硬件核心的質量水平為標準劃分的。

1939年10月，美國愛阿華大學教授約翰?文森特·阿塔那索夫（John Vincent Atanasoff）發明了世界第一臺電子計算機。

從世界第一臺電子計算機誕生以來，電子計算機的發展經歷了四代。

第一代：電子管計算機（1939年—1958年）

硬件方面：邏輯元件采用的是真空電子管；主存儲器采用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁心；外存儲器采用磁帶。

軟件方面：采用的是機器語言和匯編語言。1954年，第一個高級程序設計語言FORTRAN問世。FORTRAN語言的設計者約翰·巴克斯（John Backus）在1977年獲得圖靈獎。

應用領域以軍事和科學計算為主。

電子管計算機的缺點是體積大，功耗高，可靠性差，速度慢（一般為每秒數千次至數萬次），價格昂貴。

第一臺功能齊全的電子管計算機是ENIAC。

1946年2月14日，由美國軍方定制的電子計算機“電子數字積分計算器”（Electronic Numerical And Calculator- ENIAC）在美國賓夕法尼亞大學問世了。ENIAC（埃尼阿克）是為美國奧伯丁武器試驗場計算彈道需要而研制的。這臺計算器使用了17840支電子管，大小為80英尺×8英尺；重達28噸，功耗為170 千瓦。ENIAC的運算速度為每秒5000次的加法運算。ENIAC的造價約為487000美元。

ENIAC計算機

第二代：晶體管計算機（1958年—1964年）

硬件方面：晶體管作為邏輯器件；磁心(Magnetic Core)作主存儲器；磁帶、磁鼓、紙帶、卡片、卡片穿孔機和卡片閱讀機作輸入輸出設備。

軟件方面：使用操作系統；除機器語言和匯編語言外，使用高級程序設計語言（Algol、COBOL等）及其編譯程序。Algol 60 語言的設計者彼得·諾爾（Peter Naur）獲得2005年度的圖靈獎。

應用領域：以科學計算和數據（廣義的數據，包括文字、數學符號等）處理為主，并開始進入工業控制領域。

特點是體積縮小，能耗降低，可靠性提高，運算速度提高（一般為每秒數10萬次，可高達300萬次）。

第二代計算機的代表性機器是：IBM公司研制的IBM 7094和數字設備公司（Digital Equipment Company-DEC）研制的PDP-1。

第三代：集成電路計算機（1964年—1970年）

硬件方面：邏輯器件采用集成電路（Integrated Circuit-IC），包括小規模 （Small Scale Integration-SSI）集成電路和中規模（Middle Scale Integration-MSI）集成電路；主存儲器仍采用磁心，并逐漸被半導體存儲器取代。

軟件方面：出現了分時操作系統以及結構化、規?；绦蛟O計方法；使用圖形用戶界面（Graphical Ur Interface-GUI）。

應用領域：科學技術計算，數據處理，圖像處理，信息管理，工業控制。

特點是速度更快（一般為每秒數百萬次至數千萬次），而且可靠性有了顯著提高，價格進一步下降，產品走向了通用化、系列化和標準化。

具有代表性的第三代電子計算機有：IBM公司的32位大型計算機(Mainframe) System360系列；控制數據公司（Control Data Corporation-CDC）的超級計算機(Supercomputer) CDC-6600、CDC-6700。

第三代小型機在計算機市場大受歡迎，其代表性機器是：DEC公司的8位小型機PDP-8和16位小型機PDP-11。

第四代：大規模集成電路計算機（1971年至今）

硬件方面：邏輯器件采用大規模（Large Scale Integration-LSI）集成電路和超大規模（Very Large Scale Integration-VLSI）集成電路；主存儲器使用半導體存儲器；外存儲器有磁鼓、磁盤、光盤、U-盤等。

軟件方面：使用操作系統UNIX（包括Linux）、Windows等等；數據庫管理系統(DBMS) dBa、Oracle等；多功能程序設計語言C++、Java等；面向對象的程序設計語言；各行各業的應用軟件。

1971年11月，英特爾(Intel)公司研制的世界上第一臺微處理器芯片4004在美國硅谷誕生，開創了人類使用微型計算機的新時期。

1976年，克雷(Cray)公司推出世界上首臺運算速度超過每秒1億次的超級計算機Cray-1。

應用領域：從科學計算、事務管理、過程控制逐步走向家庭，并且擴展到各個領域、各個行業。

我國于1983年研制成功每秒運算1億次的銀河Ⅰ巨型計算機以后；1993年研制成功每秒運算10億次的銀河Ⅱ型通用并行巨型計算機。2016年，超級巨型計算機“神威?太湖之光”峰值性能為12.5億億次/秒，運算速度世界第一。

超級計算機“神威·太湖之光”

第五代：巨大規模集成電路計算機，或者具有人工智能的電子計算機

什么是第五代電子計算機？計算機界有兩種觀點：

其一，有些人沿著按集成電路的集成度劃分計算機發展世代的標準，第五代電子計算機是“巨大規模集成電路（Ultra Large Scale Integration-ULSI）”計算機。這樣，在硬件方面，第四代計算機與第五代計算機沒有明顯的分界線。

其二，很多人認為，第五代電子計算機是智能計算機，具有廣博的知識、會自動學習、能夠思維推理。這樣，第四代計算機與第五代計算機的區別主要是在軟件方面。而在硬件方面，第四代計算機與第五代計算機根本沒有分界線。

此外，還有些人提出：第五代計算機是“原子計算機”、“分子計算機”、“量子計算機”、“生物計算機”等。但是，這些計算機都不是電子計算機。