Wodurch sind die verschiedenen Stadien der Computerentwicklung gekennzeichnet?

Jede Stufe der Computerentwicklung ist durch „Logikkomponenten“ gekennzeichnet: Die erste Generation von Logikkomponenten verwendet Vakuumelektronenröhren; die zweite Generation von Logikkomponenten verwendet Halbleiterbauelemente wie Transistoren; maßstabsgetreue integrierte Schaltkreise; Die dritte Generation von Logikkomponenten verwendet großformatige und ultragroße integrierte Schaltkreise. Jede Stufe der Computerentwicklung ist durch „Logikkomponenten“ gekennzeichnet.

Logikkomponenten oder Logikschaltungen (logische Schaltkreise) sind Bauteile (Schaltkreise) mit logischen Funktionen, auch Gatterschaltkreise genannt. Zu den gebräuchlichsten gehören „UND“-Gatter, „ODER“-Gatter, „NICHT“-Gatter, „NAND“-Gatter und „NOR“-Gatter usw. Diese Gatter können verwendet werden, um verschiedene logische Funktionsschaltungen zu bilden, die von elektronischen Computern benötigt werden.

Es gibt vier Phasen in der Entwicklung von Computern:

Erste Generation: Röhren-Digitalmaschine (1946-1958) In Bezug auf die Hardware verwenden die Logikkomponenten Vakuumröhren und der Hauptspeicher verwendet Quecksilberverzögerungsleitungen, elektrostatischer Speicher mit Kathodenstrahloszilloskopröhre, Magnettrommel, Magnetkern; externer Speicher verwendet Magnetband. Die Software verwendet Maschinensprache und Assemblersprache. Die Anwendungsgebiete sind hauptsächlich militärisches und wissenschaftliches Rechnen.

Die Nachteile sind große Größe, hoher Stromverbrauch und schlechte Zuverlässigkeit. Die Geschwindigkeit ist langsam (im Allgemeinen tausende bis zehntausende Male pro Sekunde) und teuer, aber sie legt den Grundstein für die zukünftige Computerentwicklung.

Zweite Generation: Transistor-Digitalmaschine (1958-1964)

Die Softwareanwendungsbereiche von Betriebssystemen, Hochsprachen und ihren Compilern sind hauptsächlich wissenschaftliches Rechnen und Transaktionsverarbeitung und haben begonnen, in den Bereich einzudringen Industrielle Steuerung. Er zeichnet sich durch eine geringere Größe, einen geringeren Energieverbrauch, eine verbesserte Zuverlässigkeit, eine höhere Rechengeschwindigkeit (im Allgemeinen 100.000 Vorgänge pro Sekunde und bis zu 3 Millionen Vorgänge) und eine im Vergleich zu Computern der ersten Generation deutlich verbesserte Leistung aus.

3. Generation: Integrated Circuit Digital Machine (1964-1970)

In Bezug auf die Hardware verwenden die Logikkomponenten mittlere und kleine integrierte Schaltkreise (MSI, SSI), und der Hauptspeicher verwendet weiterhin Magnetkerne. Im Softwarebereich sind Time-Sharing-Betriebssysteme sowie strukturierte und umfangreiche Programmiermethoden entstanden. Es zeichnet sich durch eine höhere Geschwindigkeit aus (im Allgemeinen Millionen bis mehrere zehn Millionen Mal pro Sekunde), die Zuverlässigkeit wurde erheblich verbessert, die Preise sind weiter gesunken und die Produkte wurden verallgemeinert, serialisiert und standardisiert. Anwendungsfelder begannen sich in den Bereichen Textverarbeitung sowie Grafik- und Bildverarbeitung zu etablieren.

4. Generation: Großintegrierter Schaltkreiscomputer (1970 bis heute)

In Bezug auf die Hardware verwenden die Logikkomponenten groß- und sehrgroßintegrierte Schaltkreise (LSI und VLSI). In Bezug auf Software sind Datenbankverwaltungssysteme, Netzwerkverwaltungssysteme und objektorientierte Sprachen entstanden. 1971 wurde im Silicon Valley, USA, der weltweit erste Mikroprozessor geboren und läutete eine neue Ära der Mikrocomputer ein. Die Anwendungsbereiche verlagern sich allmählich von wissenschaftlichem Rechnen, Transaktionsmanagement und Prozesssteuerung in den Heimbereich.

Aufgrund der Entwicklung der Integrationstechnologie sind Halbleiterchips stärker integriert. Jeder Chip kann Zehntausende oder sogar Millionen von Transistoren aufnehmen, und die Recheneinheiten und Controller können auf einem Chip konzentriert werden, wodurch die Entstehung der Mikroverarbeitung möglich ist Unter Verwendung eines Mikroprozessors und großer und sehr großer integrierter Schaltkreise zu einem Mikrocomputer zusammengebaut, den wir oft als Mikrocomputer oder PC bezeichnen. Mikrocomputer sind klein, günstig und einfach zu bedienen, ihre Funktionen und Rechengeschwindigkeit haben jedoch in der Vergangenheit die von Großcomputern erreicht oder sogar übertroffen. Andererseits wurden verschiedene Logikchips, die von großen und ultragroßen integrierten Schaltkreisen hergestellt wurden, verwendet, um Supercomputer zu schaffen, die nicht sehr groß sind, aber mit einer Geschwindigkeit von 100 Millionen oder sogar Milliarden Malen arbeiten können. Nachdem unser Land 1983 erfolgreich den Supercomputer Galaxy I entwickelt hatte, der 100 Millionen Operationen pro Sekunde ausführen kann, entwickelte es 1993 erfolgreich den Allzweck-Parallel-Supercomputer Galaxy II, der eine Milliarde Operationen pro Sekunde ausführen kann. In dieser Zeit entstand auch eine neue Generation von Programmiersprachen, Datenbankverwaltungssystemen und Netzwerksoftware.

Mit den Änderungen an physischen Komponenten und Geräten wurde nicht nur der Computer-Host modernisiert, sondern auch seine externen Geräte ändern sich ständig. Beispielsweise hat sich der externe Speicher von der anfänglichen Kathodenstrahlröhre zu Magnetkernen und Magnettrommeln und später zu Allzweck-Magnetplatten (CD-ROMs) entwickelt.

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