微型计算机的发展历史、现状及未来学号：030841019 姓名：向世柱中文摘要：计算机自从问世以来，就对世界产生了很大的影响，随之就带来了工业上的一次飞跃，使我们的生活发生了前所未有的一次变革，不论是在工业上还是在生活中，可以说到处都闪现着他的身影，计算机不断普及的过程也就是计算机技术不断完善，不断深入的一个过程。

关键词：微型计算机微处理器发展史现状未来正文部分微型计算机的发展史在人类文明发展历史的长河中，计算工具也经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。

如曾有“结绳记事”的绳结、算筹、算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。

它们在不同的历史时期发挥了各自的作用，而且也孕育了电子计算机的设计思想的雏形。

1943 年美国为解决复杂的导弹计算而开始研制电子计算机。

1946 年2 月，由美国宾夕法尼亚大学莫尔学院的物理学博士莫克利和电气工程师埃克特领导的研制小组，研制成了世界上第一台数字式电子计算机ENIAC （Electronic Numerical Integrator And C alculator ）。

虽然它既大又贵，但却是现在各种计算机的先驱，为发展至今的数字电子计算机奠定了基础，至今人们仍然公认，ENIAC的问世标志了电子计算机时代的到来，它的出现具有划时代的伟大意义。

在ENIAC的研制过程中，由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（J ohn von Nermann）总结并提出两点改进意见。

其一是计算机内部直接采用二进制数进行运算，其二是将指令和数据都存储起来，由程序控制计算机自动执行。

1974年，罗伯茨用8080微处理器装配了一种专供业余爱好者试验用的计算机“牛郎星”（Altair），第一台微型计算机诞生。

1976年，乔布斯和沃兹尼克设计成功了他们的第一台微型计算机，装在一个木盒子里，它有一块较大的电路板，8KB的存储器，能发声，且可以显示高分辨率图形。

1977年，沃兹尼克设计了世界上第一台真正的个人计算机——AppleⅡ，并“追认”他们在“家酿计算机俱乐部”展示的那台机器为AppleⅠ。

1978年初，他们又为AppleⅡ增加了磁盘驱动器.1981年8月12日，IBM正式推出IBM 5150，它的CPU是Intel 8088，主频为4.77MHz，主机板上配置64KB存储器，另有5个插槽供增加内存或连接其他外部设备用。

它还装备着显示器、键盘和两个软磁盘驱动器，而操作系统是微软的DOS 1.0。

IBM将5150称为Personal Computer（个人计算机），不久，“个人计算机”的缩写“PC”成为所有个人计算机的代名词。

从第一台电子计算机诞生到现在短短的六十多年中，计算机技术以前所未有的速度迅猛发展，经历了大型机阶段和微型机及网络阶段。

对于传统的大型机，通常根据计算机所采用的电子元件不同而划分为：电子管、晶体管、集成电路和大规模超大规模集成电路等四代。

微型计算机属于第四代电子计算机产品，即大规模及超大规模集成电路计算机，是集成电路技术不断发展，芯片集成度不断提高的产物。

1)第一代电子计算机（1946~1958）第一代计算机是电子管计算机。

其基本元件是电子管，内存储器采用水银延迟线，外存储器有纸带、卡片、磁带和磁鼓等。

由于当时电子技术的限制，运算速度为每秒几千次到几万次，内存储器容量也非常小（仅为1000~4000字节）。

计算机程序设计语言还处于最低阶段，用一串0和1表示的机器语言进行编程，直到20世纪50年代中才出现了汇编语言。

但尚无操作系统出现，操作机器困难。

第一代计算机体积庞大、造价昂贵、速度低、存储容量小、可靠性差、不易掌握，主要应用于军事目的和科学研究领域。

UNIVAC-1(The UNIVersal Automatic Computer) 是第一代计算机的代表。

2）第二代计算机（1958~1964）第二代计算机是晶体管计算机。

人们发现，巴丁和肖克莱等发明的晶体管继电器和电子管一样，也是一种开关器件，而且体积小、重量轻、开关速度快、工作温度低。

于是以晶体管为主要元件的第二代计算机诞生了。

内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯，每颗小米粒大小的磁芯可存一位二进制代码。

外存储器有磁盘、磁带，外部设备种类增加。

运算速成度从每秒几万次提高到几十几万次，内存储器容量扩大到几十万字节。

与此同时,计算机软件也有了较大的发展，出现了监控程序并发展成为后来的操作系统，高级程序设计语言BASI C、FORTRAN和COBOL的推出，使编写程序的工作变得更为方便并实现了程序兼容。

这样，使用计算机工作的效率大大提高。

第二代计算机与第一代计算机相比较，晶体管计算机体积小、成本低、重量轻、功耗小、速度高、功能强且可靠性高。

使用范围也由单一的科学计算扩展到数据处理和事务管理等其他领域中。

1958年11月，IBM推出了自己的IBM709大型计算机，这时IBM公司自IBM701以来性能最为优秀的电子管计算机，但同时它也是IBM最后一款电子管计算机。

IBM公司生产的IBM-7094机和CDC公司的CDC1604机是第二代计算机的代表3）第三代计算机（1965~1971）第三代计算机的主要元件是采用小规模集成电路（Small Scale Integtated circuits, SSI）和中规模集成电路（Medium Scale Integrated circuits, MSI）。

所谓集成电路是指用特殊的工艺将完整的电子线路做在一个硅片上，通常只有四分之一邮票大小，与晶体管电路相比，集成电路计算机的体积、重量、功耗都进一步减小，运算速度、逻辑运算功能和可靠性都进一步提高。

此外，软件在这个时期形成了产业。

操作系统在规模和功能上发展很快，通过分时操作系统，用户可以共享计算机上的资源。

这一时期还提出了结构化、模块化的程序设计思想，出现了结构化的程序设计语言Pascal。

1965年：DEC公司推出了PDP-8型计算机，标志着小型机时代的到来。

这一时期的计算机同时向标准化、多样化、通用化、机种系列化发展。

IBM-360系列是最早采用集成电路的通用计算机，也是影响最大的第三代计算机的代表。

DEC公司研制的PDP-8机、PDP-1 1系列机以及后来的VAX-11系列机等，都曾对计算机的推广起了极大的作用。

4）第四代计算机（自1971年到今）随着集成电路技术的不断发展，单个硅片可容纳晶体管的数目也迅速增加。

20世纪7 0年代初期出现了可纳数千个至数万个晶体管的大规模集成电路，70年代末期又出现了一个芯片上可容纳几万个到几十万个晶体管的更大规模集成电路。

VLSI能把计算机的核心部件甚至整个计算机都做在一个硅片上。

第四代计算机的主要元件是采用大规模集成电路和超大规模集成电路。

集成度很高的半导体存储器完全代替了服役达20年之久的磁芯存储器，磁盘的存取速度和存储容量大幅度上升，开始引入光盘，外部设备种类和质量都有很大提高，计算机的运算速度可达每秒几百万次至上亿次。

体积、重量和耗电量进一步减少，计算机的性能价格比基本上以每18个月翻一番的速度上升（此即著名的Moore定律）。

操作系统向虚拟操作系统发展，数据库管理系统不断完善和提高，程序语言进一步发展和改进，软件行业发展成为新兴的高科技产业。

计算机的应用领域不断向社会各个方面渗透。

IBM 4300系列、3080系列、3090系列和9000系列是这一代计算机的代表产品。

根据微处理器的字长和功能，可将微型计算机的功能划分为以下几个阶段：第一阶段（1971 ～1973 年）是4 位和8 位低档微处理器时代。

通常称为第一代，其典型产品是Intel4004 和Intel8008 微处理器和分别由它们组成的MCS-4 和MCS-8 微机。

基本特点是采用PMOS 工艺，集成度低（￡4000 个晶体管/ 片），系统结构和指令系统都比较简单，主要采用机器语言或简单的汇编语言，指令数目较少（20 多条指令），基本指令周期为20 ～50 μ s ，用于家电和简单的控制场合。

第二阶段（1974 ～1977 年）是8 位中高档微处理器时代。

通常称为第二代，其典型产品是Intel8080/8085 、Motorola 公司的MC6800 、Zilog 公司的Z80 等，以及各种8 位单片机，如Intel 公司的8048 、Motorola 公司的MC6801 、Zilog 公司的Z8 等。

它们的特点是采用NMOS 工艺，集成度提高约4 倍，运算速度提高约10~15 倍（基本指令执行时间1 ～2 μ s ），指令系统比较完善，具有典型的计算机体系结构和中断、DMA 等控制功能。

软件方面除了汇编语言外，还有BASIC 、FORTRAN 等高级语言和相应的解释程序和编译程序，在后期还出现了操作系统，如CM/P 就是当时流行的操作系统。

第三阶段（1978 ～1984 年）是16 微处理器时代。

通常称为第三代，其典型产品是Intel 公司的8086/8088 、80286 ，Motorola 公司的M68000 ，Zilog 公司的Z8000 等微处理器。

其特点是采用HMOS 工艺，集成度（20000~70000 晶体管/ 片）和运算速度（基本指令执行时间是0.5 μ s ）都比第二代提高了一个数量级。

指令系统更加丰富、完善，采用多级中断、多种寻址方式、段式存储机构、硬件乘除部件，并配置了软件系统。

这一时期的著名微机产品有IBM 公司的个人计算机PC （Personal Computer ）。

1981 年推出的IBM PC 机采用8088 CPU 。

紧接着1982 年又推出了扩展型的个人计算机IBM PC/XT ，它对内存进行了扩充，并增加了一个硬磁盘驱动器。

1984 年IBM 推出了以80286 处理器为核心组成的16 位增强型个人计算机IBM PC/AT 。

由于IBM 公司在发展PC 机时采用了技术开放的策略，使PC 机风靡世界。

第四阶段（1985 ～1992 年）是32 位微处理器时代，又称为第四代。

其典型产品是Intel 公司的80386/80486 ，Motorola 公司的M68030/68040 等。

其特点是采用HMOS 或CMOS 工艺，集成度高达100 万晶体管/ 片，具有32 位地址线和32 位数据总线。

每秒钟可完成600 万条指令（MIPS ，Million Instructions Per Second ）。

微机的功能已经达到甚至超过超级小型计算机，完全可以胜任多任务、多用户的作业。

同期，其他一些微处理器生产厂商（如AMD 、TEXAS 等）也推出了80386/80486 系列的芯片。

第五阶段（1993 年以后）是奔腾（Pentium ）系列微处理器时代，通常称为第五代。