电子计算机的出现与发展（下）

俞望年

第二代电子计算机（晶体管计算机）

第二代电子计算机时代是从1958年到1964年，第二代电子计算机全部采用晶体管作为电子器件，其运算速度比第一代电子计算机的运算速度提高了近百倍，体积为原来的几十分之一。第一代电子计算机采用的电子管元件有许多明显缺点，如，在运行时产生的热量太多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大，这些都使计算机发展受限。于是，人们开始寻找更好的电子器件来替代电子管。

1947年12月，美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿组成研究小组，研制出一种点接触型的锗晶体管。1954年，美国贝尔实验室成功研制第一台使用晶体管线路的计算机，取名“催迪克”（TRADIC），它装有800个晶体管。1955年，美国在一枚导弹上装备了以晶体管为主要元件的小型计算机。与电子管相比，晶体管体积更小、寿命更长、耗能更低，这些特性使第二代电子计算机体积更小，运算速度更快，使用寿命更长，耗能降低，可靠性提高，制造成本也降低很多。第二代电子计算机的应用领域也发生了改变，以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。

第三代电子计算机（中小规模集成电路计算机）

第三代电子计算机时代是从1965年到1971年，这一时期的电子计算机的主要特征是以中小规模集成电路为电子器件，运算速度可达每秒几百万次至上千万次基本运算，并且出现了操作系统。计算机的功能越来越丰富，出现了计算机技术与通信技术相结合的信息管理系统，应用范围越来越广。第三代电子计算机不仅用于科学计算，还用于文字处理、自动控制、生产管理、交通管理、情报检索等领域。

第四代电子计算机（大规模和超大规模集成电路计算机）

第四代电子计算机是指从1972年以后采用大规模和超大规模集成电路为主要电子器件制成的计算机。第一台全面使用大规模集成电路作为逻辑元件和存储器的计算机是美国ILLIAC-IV计算机，它标志着计算机的发展已到了第四代。微型计算机，是第四代电子计算机的一个重要机型，在这一阶段得到广泛普及。这一过程也成就了几个跨国大公司，如IBM、英特尔公司等。微型计算机代表着一个国家计算机的普及程度。

未来的计算机

基于集成电路的电子计算机短期内不会退出历史舞台，一些新的电子计算机开始走进我们的视野：超级计算机、量子计算机、生物计算机等。超级计算属于战略高技术领域，是世界各国竞相角逐的科技制高点，也是一个国家科技实力的重要标志之一。超级计算机是一个国家科技发展水平和综合国力的重要标志，通常有极高的速度、极大的容量和体积。我们国家在超级计算机领域位于世界前列。使用中国自主研发的芯片制造的神威·太湖之光超级计算机，位于中国江苏省无锡市，是由国家并行计算机工程技术研究中心研制的超级计算机。它运算速度非常快，在全球超级计算机500强榜单中名列前茅。

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置，主要特点是速度快、处置信息能力强，目前很多国家都积极研究量子计算机。

生物计算机也称仿生计算机，用蛋白质分子作为生物芯片来替代传统的半导体硅片，利用有机化合物存储数据。在生物计算机中，信息以波的形式传播，当波沿着蛋白质分子链传播时，会引起蛋白质分子链中单键、双键结构顺序的变化，以此实现数据处理和存储。生物计算机体积小、功效高，具有很强的抗电磁干扰能力，能有效消除電路间的干扰。除此之外，生物计算机的能量消耗很低，仅相当于普通计算机的十亿分之一，且具有巨大的存储能力。