1.1.3　电子计算机的发展阶段

自ENIAC诞生以来，随着计算机所采用的电子元器件的演变，电子计算机的发展已经历了4个阶段，相继出现了不同逻辑元器件的4代计算机。

1.第1代计算机（1946—1957年）

第1代计算机称为电子管计算机。电子管计算机的基本逻辑元器件是电子管（Electronic Tube），内存储器采用汞延迟线或磁鼓，外存储器采用磁带等。其特点是：速度慢，可靠性差，体积庞大，功耗高，价格昂贵。这一代的产品包括ENIAC、EDVAC、EDSAC、UNIVAC-Ⅰ，以及由IBM公司（International Business Machine Corporation，国际商业机器公司）研制的用于科学计算的IBM 701、IBM 705（IBM 700系列）等。编程语言主要采用机器语言，稍后有了汇编语言。编程调试工作十分烦琐，其用途局限于军事研究中的科学计算。

2.第2代计算机（1958—1964年）

第2代计算机称为晶体管计算机。晶体管计算机的基本逻辑元器件由电子管改为晶体管（Transistor），内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯，外存储器采用磁盘。与此同时，计算机软件技术也有了较大发展，提出了操作系统的概念；编程语言除了汇编语言外，还开发了Ada、FORTRAN、COBOL等高级程序设计语言，使计算机的工作效率大大提高。IBM 700系列是第2代计算机的典型代表。与第1代电子管计算机相比，晶体管计算机体积小，重量轻，速度快，逻辑运算功能强，可靠性大大提高。其应用从军事及尖端技术扩展到数据处理和工业控制方面。

3.第3代计算机（1965—1970年）

第3代计算机称为集成电路计算机。随着半导体技术的发展，当时的集成电路（Integrated Circuit，IC）工艺已可在几平方毫米的硅片上集成数十个甚至数百个电子元器件。用这些小规模集成电路（Smaller Scale Integration，SSI）和中规模集成电路（Medium Scale Integration，MSI）作为基本逻辑元器件，用半导体存储器作内存储器，而外存储器大量使用高速磁盘，从而使计算机的体积、功耗进一步减小，可靠性、运行速度进一步提高，内存储器容量大大增加，价格也大幅降低，其应用范围已扩大到各个领域。软件方面，操作系统进一步普及和发展，出现了对话式高级语言BASIC，提出了结构化、模块化的程序设计思想，出现了结构化的程序设计语言Pascal。代表产品有IBM 360和PDP-11等。

4.第4代计算机（1971年至今）

第4代计算机称为大规模和超大规模集成电路计算机。进入20世纪70年代，计算机的基本逻辑元器件逐渐采用大规模集成电路（Large Scale Integration，LSI）和超大规模集成电路（Very Large Scale Integration，VLSI）。在硅半导体芯片上集成了大量的电子元器件。内存储器采用集成度很高的半导体芯片，外存储器使用了更为先进的科学技术制造出的大容量磁盘和光盘，计算机的速度达到每秒千万亿次浮点运算。

1982年，日本提出“第5代计算机”，美国、欧洲等发达国家都宣布开始新一代计算机的研究。一般认为，新一代计算机应该是智能型的，能模拟人的行为，理解自然语言，继续向微型化、网络化方向发展。目前，主要有以下研究热点：生物计算机、光计算机、量子计算机等。