计算机的发展过程

2016-03-14李小柏

科教导刊·电子版 2016年3期

李小柏

摘要微型计算机的发展同其它事物发展一样，经历了漫长的发展过程，几代人为此付出了毕生精力：计算机作为一种计算的工具，它的雏形最早可追溯到中国古代的算盘、17世纪中叶法国著名数学家巴斯卡尔（B.Pascal）发明并制造的机械式的加法器、17世纪后半期由德国数学家菜布尼兹系统提出了二进制算术运算法则并制造机械齿轮计算器……踏着这些先驱者为计算机开拓的道路，到20世纪，计算机进入了迅猛发展的时代。当今社会，计算机已成为人类社会赖以生存和发展的基本工具。

关键词计算机微型计算机基本工具

中图分类号：TP3 文献标识码：A

1计算机发展过程

世界上第一台计算机是在1946年由美国宾夕法尼大学研制（研制第一台计算机是由于战争的需要，二战期间，美军面临许多计算问题，为此美国不惜投入了大量的人力和财力。第一台计算机，占地面积为150m2，使用了18800个电子管、1500个继电器，重30000Kg，140Kw操作维护人员上万，设计者是美国的埃克特和莫克利）。

从计算机诞生至今虽然只有50多年，但计算机的性能价格比提高了千万倍，这主要体现在速度提高了千万倍，存储容量提高了千万倍，体积缩小了千万倍，软件性能提高了百万倍而价格降低为万分之几。目前，在世界各行业中，发展速度最快的是计算机行业，计算机正在改变人们的生活方式，人们的生活与计算机息息相关。

2计算机发展趋势

一方面计算机向着高速、智能化的超级巨型机的方向发展；另一方面向着微型机的方向发展。巨型机主要用于大型科学研究和实验以及超高速数学计算，它的研制水平标志着一个国家的科学技术和工业发展的程度，象征着一个国家的实力。

微型计算机是把构成计算机的主要部件（CPU，存储器，I/O口）集成一块芯片上，用于嵌入或控制系统。1971年诞生的，第一代微处理器是4004，第二代微处理器是Z80，第三代微处器是8086、8086、80286，第四代微处理器80386、80486、Pentium、Pentium4，第五代微处理器是具有RISC微处理器芯片。

在微型计算机迅速发展过程中，单片微型机异军突起，发展极为迅速。从1976年至今不到三十年的时间里，单片机作为嵌入式微控制器已广泛应用到各行各业，与人民的生活紧密相连，据统计，现在全世界平均每6人就有一片单片机，美国已达平均每人拥有69片单片机。

2.1单片机定义

在一块芯片上集成了构成计算机的基本部件（中央处理器CPU、存储器、RAM/ROM、I/O接口），这种芯片叫单片机。最早单片机的英文是：Sing Chip Microcomputer 简称SCM ，随着SCM在技术上，体系结构及功能上不断扩展，国际上已将单片机采用Micro Controller Unit（简称为：MCU）来替代，形成了单片机界公认的、统一的名词。

2.2单片机的发展过程

第一代：单片机探索阶段。1976—1978年，以INTEL公司的MCS-48为代表。

第二代：单片机完善阶段。1978—1982年，INTEL公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51。

第三代：微控制器形成阶段。1982—1990年，8位单片机的巩固民展及16位单片机的推出。

第四代：微控制器百花齐放阶段。1990—至今，微控制器的全面发展阶段，随着单片机在各个领域全面、深入发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。

2.3单片机的发展趋势

（1）8位，32位机型是单片机发展趋势。从数据总线的位数看：在未来较长时间里，8位单片机仍是主流机型，许多厂家还会不断改进与完善8位机，使8位机不断保持活力。在满足高速数字处理方面，32位机会发挥重要作用。16位机空间可能被8位机32位机占用。

（2）制造工艺全盘CMOS化趋势。从制造工艺上看：全盘CMOS化趋势是指在HCMOS基础上的CMOS化。

（3）RISC体系结构的大发展。从体系结构上看：RISC体系结构有利于提高计算机发展速度，这种结构将替代原来的CISC 结构体系。

（4）大力发展专用微型单片机。从设计的发展趋势看：专用微型单片机是专门针对某一类产品系统要求而设计的，具有资源利用效率高的特点。

（5）具有FLASHROM存储器的单片机成为主流供应状态。从存储器的结构看：单片机最早的产品只有内部RAM，没有程序存储器（ROM），后来发展具有一次烧写工能的OTPROM，再后来发展具有紫外线擦除的EPROM，现在由于半导体制作工艺的进步，具有FLASHROM的存储器已得到广泛的应用。

2.4单片机应用