世界上第一臺電子計算機于1946年由美國研制成功,取名ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator)。這臺計算機使用了18800個電子管,占地170平方米,重達30噸,耗電140千瓦,價格40多萬美元,是一個昂貴耗電的'龐然大物'。由于它采用了電子線路來執(zhí)行算術(shù)運算、邏輯運算和存儲信息,從而就大大提高了運算速度。ENIAC每秒可進行5000次加法和減法運算,把計算一條彈道的時間短為30秒。它最初被專門用于彈道運算,后來經(jīng)過多次改進而成為能進行各種科學(xué)計算的通用電子計算機。從1946年2月交付使用,到1955年10月最后切斷電源,ENIAC服役長達9年。
盡管ENIAC還有許多弱點,但是在人類計算工具發(fā)展史上,它仍然是一座不朽的里程碑。它的成功,開辟了提高運算速度的極其廣闊的可能性。它的問世,表明電子計算機時代的到來。從此,電子計算機在解放人類智力的道路上,突飛猛進的發(fā)展。電子計算機在人類社會所起的作用,與第一次工業(yè)革命中蒸汽機相比,是有過之而無不及的。
ENIAC問世以來的短短的四十多年中,電子計算機的發(fā)展異常迅速。迄今為止,它的發(fā)展大致已經(jīng)了下列四代:
第一代(1946~1957年)是電子計算機,它的基本電子元件是電子管,內(nèi)存儲器采用水銀延遲線,外存儲器主要采用磁鼓、紙帶、卡片、磁帶等。由于當(dāng)時電子技術(shù)的限制,運算速度只是每秒幾千次~幾萬次基本運算,內(nèi)存容量僅幾千個字。程序語言處于最低階段,主要使用二進制表示的機器語言編程,后階段采用匯編語言進行程序設(shè)計。因此,第一代計算機體積大,耗電多,速度低,造價高,使用不便;主要局限于一些軍事和科研部門進行科學(xué)計算。
第二代(1958~1970年)是晶體管計算機。1948年,美國貝爾實驗室發(fā)明了晶體管,10年后晶體管取代了計算機中的電子管,誕生了晶體管計算機。晶體管計算機的基本電子元件是晶體管,內(nèi)存儲器大量使用磁性材料制成的磁芯存儲器。與第一代電子管計算機相比,晶體管計算機體積小,耗電少,成本低,邏輯功能強,使用方便,可靠性高。
第三代(1963~1970年)是集成電路計算機。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,1958年夏,美國德克薩斯公司制成了第一個半導(dǎo)體集成電路。集成電路是在幾平方毫米的基片,集中了幾十個或上百個電子元件組成的邏輯電路。第三代集成電路計算機的基本電子元件是小規(guī)模集成電路和中規(guī)模集成電路,磁芯存儲器進一步發(fā)展,并開始采用性能更好的半導(dǎo)體存儲器,運算速度提高到每秒幾十萬次基本運算。由于采用了集成電路,第三代計算機各方面性能都有了極大提高:體積縮小,價格降低,功能增強,可靠性大大提高。
第四代(1971年~日前)是大規(guī)模集成電路計算機。隨著集成了上千甚至上萬個電子元件的大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn),電子計算機發(fā)展進入了第四代。第四代計算機的基本元件是大規(guī)模集成電路,甚至超大規(guī)模集成電路,集成度很高的半導(dǎo)體存儲器替代了磁芯存儲器,運算速度可達每秒幾百萬次,甚至上億次基本運算。