计算机的历史

早期的计算机

•手工计算器,1200年~1600年 算盘 ,计算尺,乘除器。

•机械计算器,1600年~1930年

•计算机原型,1937年~1946年

Z3是由德国工程师Konrad Zuse制造的早期计算机,与其他地方的计算机开发完全隔离。Z3使用2300个继电器,执行浮点二进制算术运算,字长为22位。Z3用于空气动力学计算,但在1943年后期的柏林轰炸中被摧毁。Zuse后来监督了1960年代Z3的重建工作,目前在慕尼黑的德意志博物馆(Deutsches Museum)展出。


现代计算机

•电子管计算机,  第一台 现代电子数字通用计算机ENIAC,1946年诞生于的美国宾夕法尼亚大学。ENIAC长30.48米,宽6米,高2.4米,占地面积约170平方米,30个操作台,重达30英吨,耗电量150千瓦,造价48万美元。它包含了17,468根真空管(电子管)7,200根晶体二极管,1,500 个中转,70,000个电阻器,10,000个电容器,1500个继电器,6000多个开关,计算速度是每秒5000次加法或400次乘法,是使用继电器运转的机电式计算机的1000倍、手工计算的20万倍。

•晶体管计算机 1958年-1964年

硬件方的操作系统、高级语言及其编译程序。应用领域以科学计算和事务处理为主,并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高(一般为每秒数10万次,可高达300万次)、性能比第1代计算机有很大的提高。

•集成电路计算机,1964年-1970年

硬件方面,逻辑元件采用中、小规模集成电路(MSI、SSI),主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。特点是速度更快(一般为每秒数百万次至数千万次),而且可靠性有了显著提高,价格进一步下降,产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。

•超大规模集成电路,20世纪70年代-至今

硬件方面,逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI)。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。

H芯片的集成电路的载体,芯片制作的完整过程包括芯片设计、晶圆生产、芯片封装、芯片测试等环节。


量子计算机

2019年10月,谷歌公司宣布研制出53位量子芯片,该芯片成功实现“量子优越性”。2020年IBM宣布其645位量子计算机问世。2020年12月,中国科学技术大学宣布该校潘建伟等 人成功构建出76个光子的量子计算机原型机“九章”。

量子计算机是基于量子力学原理构建的计算机,主要是基于量子态叠加原理制成。该原理使量子计处机每个比特(qubit)能够同时表示二进制中的0和1,从而相较传统计算机,其算力发生爆发式增长。

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