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什麼是一代計算機?迄今為止存在哪幾代計算機、特徵

2024-08-09文化社會319

我們解釋什麼是一代計算機、迄今為止存在哪幾代計算機以及它們的特徵。

什麼是一代計算機?迄今為止存在哪幾代計算機、特徵

計算機的歷史始於20世紀中葉。

世代計算機

計算機 的世代是其技術進化史上的各個階段,從第一個計算設備出現,直到它們變得更複雜、更強大,同時也更小。

迄今為止,已有五代計算機,但 21 世紀初可能會開發第六代計算機。這些世代是:


世代(大約日期)關鍵技術程式設計語言基本功能
第一名(1940-1956)真空管和閥門子設備機器碼規模大、能源需求大。他們使用打孔卡。
第二名(1956-1963)電晶體組合語言較小的尺寸和能源需求。他們使用打孔卡。
第三名(1963-1971)積體電路第一種程式語言能源消耗更低,成本更低。多重程式設計和遠端處理。  
第四名(1971-1982)微處理器程式設計語言第一台個人電腦(PC)。第一台超級電腦。
第五名(1982年至今)電腦網路、人工智慧程式設計語言首先是電腦網路和網際網路。演算法和複雜的自動功能。  
第六名(未來)量子計算、機器人、奈米技術自然語言?完全自主的系統?與人體融為一體?


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第一代計算機

什麼是一代計算機?迄今為止存在哪幾代計算機、特徵

ENIAC 是歷史上最早的電腦之一。

第一代電腦從 1940 年延伸到 1956 年,始於第一台自動電腦的發明,最初用於軍事目的。

這些計算設備是基於真空閥和真空管的電子裝置。它們使用一組簡單的機器語言指令進行編程,這些指令透過一組打孔紙或紙闆卡提供給系統。這些系統一次只能執行一項操作。

其中許多計算機都是實驗模型。它們重達數噸,佔據了整個房間的空間,每次簡單的計算運算都會消耗數千瓦的電力。

這一代的主要模型是 1946 年開發的 ENIAC。第二次世界大戰結束後,它被用於氫彈計算。另一方面,這一代第一台專為商業目的而設計的電腦是 1951 年開發的 Univac I。

第二代計算機

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第二代用電晶體取代了真空管。

第二代電腦跨越1956年至1963年,是在用電晶體取代真空管後產生的。這項變更使得製造更小、耗電量更低的設備成為可能。

儘管穿孔卡仍在使用,但它們是第一批使用特定語言(稱為「彙編語言」)進行程式設計的電腦。其中,上一代的機器語言被賦予了符號表示,但它並沒有成為高階語言。其中最著名的是 IBM 於 1957 年開發的 Fortran 語言。

同樣,這一代電腦中最成功的型號之一是 IBM 1401 大型主機,這是一種體積龐大且昂貴的機器,售出約 12,000 台,在 1959 年取得了市場成功。

第三代計算機

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積體電路使得一代更小、更強大的電腦成為可能。

第三代電腦持續了1964年至1971年,是由積體電路的發明決定的。這項技術徹底改變了運算世界,因為它可以提高處理能力,同時顯著降低製造成本和尺寸。

仍在使用的積體電路是使用小型晶體管,尤其是半導體印刷在矽晶片上的。它的發明不僅意味著計算機,而且還意味著收音機、電視和其他類似設備朝著小型化邁出了重要的一步。

1970年左右,被稱為「鐵氧體記憶體」的磁芯記憶體也開始流行。它們由一個鐵磁金屬環組成,磁化後的磁環可以代表二進位代碼。

這一代最受歡迎的一些型號是 PDP-8 和 PDP-11,其特點是能耗低、多處理能力高、可靠性和靈活性強。由於這一代計算機,圓周率 (π) 的計算結果精確到小數點後 500,000 位。

第四代計算機

什麼是一代計算機?迄今為止存在哪幾代計算機、特徵

個人電腦(PC)的誕生得益於微處理器的發明。

第四代電腦出現在 1971 年至 1982 年間,當時電子元件的整合使得微處理器得以發明。它由集成了機器所有基本元件的集成電路組成,稱為“晶片”或“微晶片”。

由於採用了這項新技術,電腦能夠使其邏輯算術功能多樣化,並用第一批 RAM 和 ROM 記憶體模組取代矽環記憶體。

這就是個人電腦或PC(來自英語Personal Computer)的誕生,這個概念至今仍然存在。個人電腦旨在供任何擁有辦公桌的人使用,並且能夠執行不同類型的操作:工作計算、科學研究、視頻遊戲等。

另一方面,與這些計算機的交互與以前的版本有很大不同。他們不僅響應了多樣化和複雜的程式語言,而且還首次擁有了或多或少的用戶友好型作業系統。

第一個微處理器是 Intel 4004,於 1971 年製造,用於電子計算器。在這一代,來自不同品牌的商用電腦出現了真正的爆炸性增長,例如 IBM、Apple 等。

第五代計算機

什麼是一代計算機?迄今為止存在哪幾代計算機、特徵

如今的計算機非常便攜,甚至可以在手機中找到。

最新一代電腦始於 1982 年,並延續至今。在此期間,上一代的特徵得到了強調,計算也極大地多樣化:它變得便攜、輕便、舒適和日常。

這就是便攜式計算機或筆記型電腦的出現,它徹底改變了市場並帶來了新的使用概念。電腦不再需要固定在房間裡,甚至固定在一件家具上,而只是工作公文包或書包中的另一個配件。

另一方面,在這一代,電腦網路真正開始普及,其中的巔峰就是網路。向商業公眾開放的萬維網這一龐大的網路網路的推出,將運算的前沿擴展到了前所未有的極限。

這就是「智慧」電話的誕生,以及與電腦演算法攜手邁向人工智慧的第一步。此外,電腦不再是輔助工具,而是成為幾乎所有職業的主要工作工具。這一巨大的變化被稱為「數位革命」。

此時,日本也嘗試建立FGCS(第五代電腦系統),這將是一種強烈基於人工智慧的電腦的新設計。然而,經過十一年的發展,該計畫並沒有給出預期的成果。

第六代計算機

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第六代會讓機器更接近人類智慧嗎?

第六代計算機只能推測。科技研究的新面向指向神經學習迴路,即人工「大腦」,以及史上第一台智慧型電腦的創造。

此外,由於超導技術,可以大幅減少電腦系統的電力消耗及其熱量排放。這樣,就可以實現高效率、強大的系統。

另一方面,量子計算、奈米技術和機器人技術,以及目前正在發展的其他高度創新的學科,可能會以一種難以預見的方式在電腦的歷史上留下印記。

無論如何,第六代電腦將隨著 21 世紀的進步而誕生。

標籤: 科技

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