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计算机的发展历史

一、第一台计算机的诞生

第一台计算机(ENIAC)于1946年2月,在美国诞生
。

ENIAC PC机

耗资 100万美圆 600美圆

重量 30吨 10kg

占地 150平方米 0．25平方米

电子器件 1．9万只电子管 100块集成电路

运算速度 5000次/秒 500万次/秒

二 、计算机发展历史

1
、第一代计算机（1946~1958)

电子管为基本电子器件；使用机器语言和汇编语言；主要应用于国防和科学计算；运算速度每秒几千次至几万次。

2、第二代计算机(1958~1964)

晶体管为主要器件；软件上出现了操作系统和算法语言；运算速度每秒几万次至几十万次 。

3 、第三代计算机(1964~1971)

普遍采用集成电路；体积缩小；运算速度每秒几十万次至几百万次
。

4
、第四代计算机(1971~ )

以大规模集成电路为主要器件；运算速度每秒几百万次至上亿次。

三、我国计算机发展历史

从1953年开始研究
，到1958年研制出了我国第一台计算机

在1982年我国研制出了运算速度1亿次的银河I 、II型等小型系列机 。

计算机的历史

计算机是新技术革命的一支主力，也是推动社会向现代化迈进的活跃因素
。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快
、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业 。

现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息 ，处理结果也是信息
。利用计算机解决科学计算、工程设计 、经营管理
、过程控制或人工智能等各种问题的方法
，都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则，它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息 。

信息处理的一般过程 ，是计算机使用者针对待解抉的问题,事先编制程序并存入计算机内
，然后利用存储程序指挥、控制计算机自动进行各种基本操作，直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式 ，其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法
。

计算机的历史

现代计算机的诞生和发展 现代计算机问世之前
，计算机的发展经历了机械式计算机 、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。

早在17世纪，欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机 。1642年 ，法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置，制成了最早的十进制加法器
。1678年
，德国数学家莱布尼兹制成的计算机，进一步解决了十进制数的乘、除运算。

英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想 ，每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程 。1884年
，巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机
。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型，但限于当时的技术条件而未能实现。

巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间 ，电磁学
、电工学、电子学不断取得重大进展
，在元件 、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管；在系统技术方面，相继发明了无线电报
、电视和雷达…… 。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件
。

与此同时 ，数学、物理也相应地蓬勃发展。到了20世纪30年代
，物理学的各个领域经历着定量化的阶段，描述各种物理过程的数学方程 ，其中有的用经典的分析方法已根难解决 。于是
，数值分析受到了重视，研究出各种数值积分 ，数值微分，以及微分方程数值解法
，把计算过程归结为巨量的基本运算，从而奠定了现代计算机的数值算法基础
。

社会上对先进计算工具多方面迫切的需要 ，是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后
，各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山，已经阻碍了学科的继续发展 。特别是第二次世界大战爆发前后 ，军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间
，德国 、美国
、英国部在进行计算机的开拓工作，几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究
。

德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3 ，已具备浮点记数、二进制运算 、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征 。在美国
，1940～1947年期间也相继制成了继电器计算机MARK-1
、MARK-2、Model-1 、Model-5等
。不过，继电器的开关速度大约为百分之一秒 ，使计算机的运算速度受到很大限制。

电子计算机的开拓过程
，经历了从制作部件到整机从专用机到通用机
、从“外加式程序”到“存储程序 ”的演变 。1938年，美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件
。1943年 ，英国外交部通信处制成了“巨人
”电子计算机。这是一种专用的密码分析机，在第二次世界大战中得到了应用 。

1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC)
，最初也专门用于火炮弹道计算，后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机
。这台完全采用电子线路执行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机 ，运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机 。但是
，这种计算机的程序仍然是外加式的，存储容量也太小 ，尚未完全具备现代计算机的主要特征
。

新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案—电子离散变量自动计算机(EDVAC) 。随后于1946年6月
，冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7～8月间，他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》 ，推动了存储程序式计算机的设计与制造
。

1949年
，英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC)；美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。至此，电子计算机发展的萌芽时期遂告结束 ，开始了现代计算机的发展时期 。

在创制数字计算机的同时
，还研制了另一类重要的计算工具——模拟计算机
。物理学家在总结自然规律时，常用数学方程描述某一过程；相反 ，解数学方程的过程，也有可能采用物理过程模拟方法
，对数发明以后，1620年制成的计算尺 ，己把乘法 、除法化为加法、减法进行计算。麦克斯韦巧妙地把积分(面积)的计算转变为长度的测量
，于1855年制成了积分仪 。

19世纪数学物理的另一项重大成就——傅里叶分析，对模拟机的发展起到了直接的推动作用
。19世纪后期和20世纪前期 ，相继制成了多种计算傅里叶系数的分析机和解微分方程的微分分析机等。但是当试图推广微分分析机解偏微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时
，人们逐渐认识到模拟机在通用性和精确度等方面的局限性，并将主要精力转向了数字计算机 。

电子数字计算机问世以后 ，模拟计算机仍然继续有所发展
，并且与数字计算机相结合而产生了混合式计算机
。模拟机和混合机已发展成为现代计算机的特殊品种，即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具。

20世纪中期以来 ，计算机一直处于高速度发展时期
，计算机由仅包含硬件发展到包含硬件
、软件和固件三类子系统的计算机系统 。计算机系统的性能—价格比，平均每10年提高两个数量级
。计算机种类也一再分化 ，发展成微型计算机、小型计算机 、通用计算机(包括巨型
、大型和中型计算机)，以及各种专用机(如各种控制计算机、模拟—数字混合计算机)等。

计算机器件从电子管到晶体管
，再从分立元件到集成电路以至微处理器，促使计算机的发展出现了三次飞跃 。

在电子管计算机时期(1946～1959) ，计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素
。当时
，主存储器有水银延迟线存储器 、阴极射线示波管静电存储器
、磁鼓和磁心存储器等类型，通常按此对计算机进行分类。

到了晶体管计算机时期(1959～1964) ，主存储器均采用磁心存储器
，磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器 。不仅科学计算用计算机继续发展，而且中、小型计算机 ，特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产
。

1964年
，在集成电路计算机发展的同时，计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位 ，磁盘成了不可缺少的辅助存储器
，并且开始普遍采用虚拟存储技术 。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展，以及微程序技术的发展和应用 ，计算机系统中开始出现固件子系统
。

20世纪70年代以后，计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模 、超大规模的水平
，微处理器和微型计算机应运而生，各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位
、8位、16位 、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用 ，对小型计算机
、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了 。

微型计算机在社会上大量应用后
，一座办公楼、一所学校 、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机
。实现它们互连的局部网随即兴起，进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。

在电子管计算机时期 ，一些计算机配置了汇编语言和子程序库
，科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角 。在晶体管计算机阶段，事务处理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言 ，和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段
。操作系统初步成型
，使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。

进入集成电路计算机发展时期以后，在计算机中形成了相当规模的软件子系统 ，高级语言种类进一步增加
，操作系统日趋完善，具备批量处理
、分时处理、实时处理等多种功能 。数据库管理系统 、通信处理程序
、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强 ，明显地改变了计算机的使用属性，使用效率显著提高
。

在现代计算机中
，外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上，其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强 ，既依赖于电子学、机械学 、光学
、磁学等多门学科知识的综合
，又取决于精密机械工艺、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等 。

外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类
。辅助存储器包括磁盘 、磁鼓
、磁带、激光存储器 、海量存储器和缩微存储器等；输入输出设备又分为输入
、输出、转换 、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中，对计算机技术面貌影响最大的是磁盘
、终端设备、模式信息处理设备和转换设备等 。

新一代计算机是把信息采集存储处理 、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统
。它不仅能进行一般信息处理 ，而且能面向知识处理
，具有形式化推理
、联想、学习和解释的能力，将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。

计算技术在中国的发展 在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页 。远在商代 ，中国就创造了十进制记数方法
，领先于世界千余年
。到了周代，发明了当时最先进的计算工具——算筹。这是一种用竹 、木或骨制成的颜色不同的小棍 。计算每一个数学问题时 ，通常编出一套歌诀形式的算法
，一边计算，一边不断地重新布棍
。中国古代数学家祖冲之 ，就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。这一结果比西方早一千年 。

珠算盘是中国的又一独创，也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活
、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具
，最初大约出现于汉朝，到元朝时渐趋成熟
。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用 ，而且传到日本 、朝鲜
、东南亚等地区
，经受了历史的考验，至今仍在使用。

中国发明创造指南车、水运浑象仪 、记里鼓车
、提花机等 ，不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献
，而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响 。例如，张衡制作的水运浑象仪 ，可以自动地与地球运转同步
，后经唐、宋两代的改进，遂成为世界上最早的天文钟
。

记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序控制的发展有过间接的影响 。中国古代用阳 、阴两爻构成八卦 ，也对计算技术的发展有过直接的影响
。莱布尼兹写过研究八卦的论文
，系统地提出了二进制算术运算法则。他认为，世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦 。

经过漫长的沉寂 ，新中国成立后，中国计算技术迈入了新的发展时期
，先后建立了研究机构，在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业 ，并且着手创建中国计算机制造业
。

1958年和1959年
，中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期，中国研制成功一批晶体管计算机 ，并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件 。60年代后期
，中国开始研究集成电路计算机
。70年代，中国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后 ，中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用；在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展；建立了计算机服务业
，逐步健全了计算机产业结构 。

在计算机科学与技术的研究方面，中国在有限元计算方法
、数学定理的机器证明、汉字信息处理 、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面 ，中国在科学计算与工程设计领域取得了显著成就
。在有关经营管理和过程控制等方面
，计算机应用研究和实践也日益活跃。

计算机科学与技术

计算机科学与技术是一门实用性很强
、发展极其迅速的面向广大社会的技术学科，它建立在数学、电子学 (特别是微电子学) 、磁学
、光学、精密机械等多门学科的基础之上 。但是 ，它并不是简单地应用某些学科的知识，而是经过高度综合形成一整套有关信息表示 、变换
、存储、处理 、控制和利用的理论
、方法和技术
。

计算机科学是研究计算机及其周围各种现象与规模的科学
，主要包括理论计算机科学、计算机系统结构 、软件和人工智能等。计算机技术则泛指计算机领域中所应用的技术方法和技术手段，包括计算机的系统技术、软件技术
、部件技术、器件技术和组装技术等 。计算机科学与技术包括五个分支学科 ，即理论计算机科学 、计算机系统结构
、计算机组织与实现、计算机软件和计算机应用
。

理论计算机学 是研究计算机基本理论的学科。在几千年的数学发展中
，人们研究了各式各样的计算，创立了许多算法 。但是 ，以计算或算法本身的性质为研究对象的数学理论
，却是在20世纪30年代才发展起来的
。

当时，由几位数理逻辑学者建立的算法理论 ，即可计算性理论或称递归函数论
，对20世纪40年代现代计算机设计思想的形成产生过影响。此后，关于现实计算机及其程序的数学模型性质的研究 ，以及计算复杂性的研究等不断有所发展 。

理论计算机科学包括自动机论 、形式语言理论
、程序理论、算法分析
，以及计算复杂性理论等
。自动机是现实自动计算机的数学模型，或者说是现实计算机程序的模型 ，自动机理论的任务就在于研究这种抽象机器的模型；程序设计语言是一种形式语言，形式语言理论根据语言表达能力的强弱分为O～3型语言
，与图灵机等四类自动机逐一对应；程序理论是研究程序逻辑 、程序复杂性
、程序正确性证明、程序验证 、程序综合
、形式语言学，以及程序设计方法的理论基础；算法分析研究各种特定算法的性质。计算复杂性理论研究算法复杂性的一般性质 。

计算机系统结构 程序设计者所见的计算机属性 ，着重于计算机的概念结构和功能特性
，硬件、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。使用高级语言的程序设计者所见到的计算机属性，主要是软件子系统和固件子系统的属性 ，包括程序语言以及操作系统 、数据库管理系统、网络软件等的用户界面
。使用机器语言的程序设计者所见到的计算机属性
，则是硬件子系统的概念结构(硬件子系统结构)及其功能特性，包括指令系统(机器语言) ，以及寄存器定义
、中断机构、输入输出方式 、机器工作状态等。

硬件子系统的典型结构是冯·诺伊曼结构
，它由运算器控制器
、存储器和输入、输出设备组成，采用“指令驱动”方式 。当初 ，它是为解非线性 、微分方程而设计的
，并未预见到高级语言
、操作系统等的出现，以及适应其他应用环境的特殊要求
。在相当长的一段时间内 ，软件子系统都是以这种冯·诺伊曼结构为基础而发展的。但是，其间不相适应的情况逐渐暴露出来
，从而推动了计算机系统结构的变革 。

计算机组织与实现 是研究组成计算机的功能、部件间的相互连接和相互作用，以及有关计算机实现的技术 ，均属于计算机组织与实现的任务
。

在计算机系统结构确定分配给硬子系统的功能及其概念结构之后
，计算机组织的任务就是研究各组成部分的内部构造和相互联系，以实现机器指令级的各种功能和特性。这种相互联系包括各功能部件的布置 、相互连接和相互作用 。

随着计算机功能的扩展和性能的提高 ，计算机包含的功能部件也日益增多
，其间的互连结构日趋复杂
。现代已有三类互连方式，分别以中央处理器
、存储器或通信子系统为中心 ，与其他部件互连。以通信子系统为中心的组织方式
，使计算机技术与通信技术紧密结合，形成了计算机网络、分布计算机系统等重要的计算机研究与应用领域 。

与计算实现有关的技术范围相当广泛 ，包括计算机的元件 、器件技术
，数字电路技术，组装技术以及有关的制造技术和工艺等
。

软件 软件的研究领域主要包括程序设计
、基础软件、软件工程三个方面。程序设计指设计和编制程序的过程 ，是软件研究和发展的基础环节 。程序设计研究的内容，包括有关的基本概念 、规范、工具
、方法以及方法学等。这个领域发展的特点是：从顺序程序设计过渡到并发程序设计和分币程序设计；从非结构程序设计方法过渡到结构程序设计方法；从低级语言工具过渡到高级语言工具；从具体方法过渡到方法学
。

基础软件指计算机系统中起基础作用的软件。计算机的软件子系统可以分为两层：靠近硬件子系统的一层称为系统软件
，使用频繁，但与具体应用领域无关；另一层则与具体应用领域直接有关 ，称为应用软件；此外还有支援其他软件的研究与维护的软件
，专门称为支援软件 。

软件工程是采用工程方法研究和维护软件的过程，以及有关的技术
。软件研究和维护的全过程 ，包括概念形成、要求定义 、设计
、实现、调试 、交付使用
，以及有关校正性
、适应性、完善性等三层意义的维护。软件工程的研究内容涉及上述全过程有关的对象 、结构
、方法、工具和管理等方面 。

软件目动研究系统的任务是：在软件工程中采用形式方法：使软件研究与维护过程中的各种工作尽可能多地由计算机自动完成；创造一种适应软件发展的软件 、固件与硬件高度综合的高效能计算机
。

计算机产业

计算机产业包括两大部门，即计算机制造业和计算机服务业。后者又称为信息处理产业或信息服务业 。计算机产业是一种省能源
、省资源、附加价值高 、知识和技术密集的产业 ，对于国民经济的发展、国防实力和社会进步均有巨大影响
。因此
，不少国家采取促进计算机产业兴旺发达的政策。

计算机制造业包括生产各种计算机系统
、外围设备终端设备，以及有关装置、元件 、器件和材料的制造 。计算机作为工业产品 ，要求产品有继承性
，有很高的性能-价格比和综合性能
。计算机的继承性特别体现在软件兼容性方面，这能使用户和厂家把过去研制的软件用在新产品上 ，使价格很高的软件财富继续发挥作用，减少用户再次研制软件的时间和费用。提高性能-价格比是计算机产品更新的目标和动力 。

计算机制造业提供的计算机产品
，一般仅包括硬件子系统和部分软件子系统。通常，软件子系统中缺少适应各种特定应用环境的应用软件
。为了使计算机在特定环境中发挥效能 ，还需要设计应用系统和研制应用软件此外
，计算机的运行和维护，需要有掌握专业知识的技术人员 ，这常常是一股用户所作不到的。

针对这些社会需要
，一些计算机制造厂家十分重视向用户提供各种技术服务和销售服务 。一些独立于计算机制造厂家的计算机服务机构，也在50年代开始出现
。到60年代末期 ，计算机服务业在世界范围内已形成为独立的行业。

计算机的发展与应用

计算机科学与技术的各门学科相结合
，改进了研究工具和研究方法，促进了各门学科的发展 。过去 ，人们主要通过实验和理论两种途径进行科学技术研究
。现在
，计算和模拟已成为研究工作的第三条途径。

计算机与有关的实验观测仪器相结合，可对实验数据进行现场记录
、整理、加工 、分析和绘制图表 ，显著地提高实验工作的质量和效率 。计算机辅助设计已成为工程设计优质化
、自动化的重要手段
。在理论研究方面，计算机是人类大脑的延伸
，可代替人脑的若干功能并加以强化。古老的数学靠纸和笔运算，现在计算机成了新的工具 ，数学定理证明之类的繁重脑力劳动
，已可能由计算机来完成或部分完成 。

计算和模拟作为一种新的研究手段，常使一些学科衍生出新的分支学科
。例如 ，空气动力学、气象学 、弹性结构力学和应用分析等所面临的“计算障碍 ”
，在有了高速计算机和有关的计算方法之后开始有所突破，并衍生出计算空气动力学
、气象数值预报等边缘分支学科。利用计算机进行定量研究 ，不仅在自然科学中发挥了重大的作用
，在社会科学和人文学科中也是如此 。例如，在人口普查、社会调查和自然语言研究方面 ，计算机就是一种很得力的工具。

计算机在各行各业中的广泛应用
，常常产生显著的经济效益和社会效益，从而引起产业结构 、产品结构
、经营管理和服务方式等方面的重大变革
。在产业结构中已出观了计算机制造业和计算机服务业 ，以及知识产业等新的行业。

微处理器和微计算机已嵌入机电设备、电子设备 、通信设备、仪器仪表和家用电器中，使这些产品向智能化方向发展 。计算机被引入各种生产过程系统中
，使化工
、石油、钢铁 、电力
、机械、造纸 、水泥等生产过程的自动化水平大大提高，劳动生产率上升
、质量提高、成本下降
。计算机嵌入各种武器装备和武器系统干 ，可显著提高其作战效果。

经营管理方面
，计算机可用于完成统计 、计划
、查询、库存管理 、市场分析
、辅助决策等，使经营管理工作科学化和高效化 ，从而加速资金周转
，降低库存水准，改善服务质量 ，缩短新产品研制周期
，提高劳动生产率 。在办公室自动化方面，计算机可用于文件的起草、检索和管理等 ，显著提高办公效率
。

计算机还是人们的学习工具和生活工具。借助家用计算机 、个人计算机、计算机网
、数据库系统和各种终端设备
，人们可以学习各种课程，获取各种情报和知识 ，处理各种生活事务(如订票、购物 、存取款等)，甚至可以居家办公 。越来越多的人的工作
、学习和生活中将与计算机发生直接的或间接的联系
。普及计算机教育已成为一个重要的问题。

总之
，计算机的发展和应用已不仅是一种技术现象而且是一种政治、经济 、军事和社会现象 。世界各国都力图主动地驾驭这种社会计算机化和信息化的进程，克服计算机化过程中可能出现的消极因素 ，更顺利地向高

时代的车轮即将驶进21世纪的大门
。人们将怎样面向未来？无论你从事什么工作
，也不论你生活在什么地方，都会认识到我们所面临的世纪是科技高度发展的信息时代。计算机是信息处理的主要工具 ，掌握计算机知识已成为当代人类文化不可缺少的重要组成部分
，计算机技能则是人们工作和生活必不可少的基本手段 。

基于这样的认识，近年来我国掀起了一个全国范围的学习计算机热潮 ，各行各业的人都迫切地要求学习计算机知识和掌握计算机技能。对于广大的非计算机专业的人们
，学习计算机的目的是应用，希望学以致用 ，立竿见影
，而无须从系统理论学起
。

掌握计算机技能关键是实践，只有通过大量的实践应用才能真正深入地掌握它。光靠看书是难以真正掌握计算机应用的 。正如同在陆地上是无法学会游泳一样 ，要学游泳必须下到水中去
。同样，要学习计算机应用
，必须坐到计算机旁，经常地
、反复地操作计算机 ，熟能生巧。只要得法
，你在计算机上花的时间愈多，收获就愈大......

（1978——1984年）是16位微处理器时代 ，通常称为第3代
，其典型产品是Intel公司的8086/8088，Motorola公司的M68000 ，Zilog公司的Z8000等微处理器 。其特点是采用HMOS工艺
，集成度（20000~70000晶体管/片）和运算速度（基本指令执行时间是0.5μs）都比第2代提高了一个数量级
。指令系统更加丰富、完善，采用多级中断 、多种寻址方式
、段式存储机构、硬件乘除部件 ，并配置了软件系统。这一时期著名微机产品有IBM公司的个人计算机 。8086和8088在芯片内部均采用16位数据传输
，所以都称为16位微处理器，但8086每周期能传送或接收16位数据 ，而8088每周期只采用8位
。因为最初的大部分设备和芯片是8位的，而8088的外部8位数据传送 、接收能与这些设备相兼容。8088采用40针的DIP封装
，工作频率为6.66MHz
、7.16MHz或8MHz，微处理器集成了大约29000个晶体管 。1981年IBM公司推出的个人计算机采用8088CPU
。

1982年 ，英特尔公司在8086的基础上
，研制出了80286微处理器，该微处理器的最大主频为20MHz ，内、外部数据传输均为16位
，使用24位内存储器的寻址，内存寻址能力为16MB。80286可工作于两种方式 ，一种叫实模式
，另一种叫保护方式 。

在实模式下，微处理器可以访问的内存总量限制在1兆字节；而在保护方式之下 ，80286可直接访问16兆字节的内存。此外
，80286工作在保护方式之下，可以保护操作系统 ，使之不像实模式或8086等不受保护的微处理器那样，在遇到异常应用时会使系统停机
。80286在以下四个方面比它的前辈有显著的改进：支持更大的内存；能够模拟内存空间；能同时运行多个任务；提高了处理速度。80286的封装是一种被称为PGA的正方形包装 。PGA是源于PLCC的便宜封装
，它有一块内部和外部固体插脚，在这个封装中 ，80286集成了大约130000个晶体管
。

1984年
，IBM公司推出了以80286处理器为核心组成的16位增强型个人计算机IBM PC/AT。由于IBM公司在发展个人计算机时采用 了技术开放的策略，使个人计算机风靡世界 。

最早PC机的速度是4MHz ，第一台基于80286的AT机运行速度为6MHz至8MHz
，一些制造商还自行提高速度，使80286达到了20MHz ，这意味着性能上有了重大的进步
。

IBMPC/AT微机的总线保持了XT的三层总线结构
，并增加了高低位字节总线驱动器转换逻辑和高位字节总线。与XT机一样，CPU也是焊接在主板上的 。 （1985—1992年）是32位微处理器时代 ，又称为第4代
。其典型产品是Intel公司的80386/80486
，Motorola公司的M69030/68040等。其特点是采用HMOS或CMOS工艺，集成度高达100万个晶体管/片 ，具有32位地址线和32位数据总线 。每秒钟可完成600万条指令（Million Instructions Per Second，MIPS）
。微型计算机的功能已经达到甚至超过超级小型计算机
，完全可以胜任多任务 、多用户的作业。同期，其他一些微处理器生产厂商（如AMD、TEXAS等）也推出了80386/80486系列的芯片 。

80386DX的内部和外部数据总线是32位 ，地址总线也是32位
，可以寻址到4GB内存，并可以管理64TB的虚拟存储空间。它的运算模式除了具有实模式和保护模式以外 ，还增加了一种“虚拟86
”的工作方式
，可以通过同时模拟多个8086微处理器来提供多任务能力
。

80386DX有比80286更多的指令，频率为12.5MHz的80386每秒钟可执行6百万条指令 ，比频率为16MHz的80286快2.2倍。80386最经典的产品为80386DX－33MHz
，一般我们说的80386就是指它 。

由于32位微处理器的强大运算能力，PC的应用扩展到很多的领域 ，如商业办公和计算
、工程设计和计算、数据中心 、个人娱乐
。80386使32位CPU成为了PC工业的标准。

1989年英特尔公司又推出准32位微处理器芯片80386SX 。这是Intel为了扩大市场份额而推出的一种较便宜的普及型CPU
，它的内部数据总线为32位，外部数据总线为16位 ，它可以接受为80286开发的16位输入/输出接口芯片，降低整机成本
。80386SX推出后
，受到市场的广泛的欢迎，因为80386SX的性能大大优于80286 ，而价格只是80386的三分之一。

1989年
，我们大家耳熟能详的80486芯片由英特尔推出 。这款经过四年开发和3亿美元资金投入的芯片的伟大之处在于它首次实破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管 ，使用1微米的制造工艺
。80486的时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz
、40MHz、50MHz。

80486是将80386和数学协微处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内 。80486中集成的80487的数字运算速度是以前80387的两倍
，内部缓存缩短了微处理器与慢速DRAM的等待时间
。并且，在80x86系列中首次采用了RISC（精简指令集）技术 ，可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式
，大大提高了与内存的数据交换速度 。由于这些改进，80486的性能比带有80387数学协微处理器的80386 DX性能提高了4倍。 （1993-2005年）是奔腾（pentium）系列微处理器时代 ，通常称为第5代
。典型产品是Intel公司的奔腾系列芯片及与之兼容的AMD的K6系列微处理器芯片。内部采用了超标量指令流水线结构
，并具有相互独立的指令和数据高速缓存 。随着MMX（Multi Media eXtended）微处理器的出现，使微机的发展在网络化 、多媒体化和智能化等方面跨上了更高的台阶
。

早期的奔腾75MHz～120MHz使用0.5微米的制造工艺 ，后期120MHz频率以上的奔腾则改用0.35微米工艺。经典奔腾的性能相当平均，整数运算和浮点运算都不错 。　为了提高电脑在多媒体
、3D图形方面的应用能力
，许多新指令集应运而生，其中最著名的三种便是英特尔的MMX、SSE和AMD的3D NOW!
。 MMX（Multi Media Extensions ，多媒体扩展指令集）是英特尔于1996年发明的一项多媒体指令增强技术
，包括57条多媒体指令，这些指令可以一次处理多个数据 ，MMX技术在软件的配合下
，就可以得到更好的性能。

多能奔腾(Pentium MMX)的正式名称就是“带有MMX技术的Pentium”，是在1996年底发布的 。从多能奔腾开始 ，英特尔就对其生产的CPU开始锁倍频了
，但是MMX的CPU超外频能力特别强，而且还可以通过提高核心电压来超倍频 ，所以那个时候超频是一个很时髦的行动
。超频这个词语也是从那个时候开始流行的。

多能奔腾是继Pentium后英特尔又一个成功的产品
，其生命力也相当顽强 。多能奔腾在原Pentium的基础上进行了重大的改进，增加了片内16KB数据缓存和16KB指令缓存 ，4路写缓存以及分支预测单元和返回堆栈技术
。特别是新增加的57条MMX多媒体指令，使得多能奔腾即使在运行非MMX优化的程序时
，也比同主频的Pentium CPU要快得多。

1997年推出的Pentium II处理器结合了Intel MMX技术，能以极高的效率处理影片 、音效
、以及绘图资料 ，首次采用Single Edge Contact (S.E.C) 匣型封装
，内建了高速快取记忆体 。这款晶片让电脑使用者撷取、编辑 、以及透过网际网络和亲友分享数位相片
、编辑与新增文字、音乐或制作家庭**的转场效果 、使用视讯电话以及透过标准电话线与网际网络传送影片，Intel Pentium II处理器晶体管数目为750万颗。

1999年推出的Pentium III 处理器加入70个新指令 ，加入网际网络串流SIMD延伸集称为MMX
，能大幅提升先进影像、3D
、串流音乐、影片 、语音辨识等应用的性能，它能大幅提升网际网络的使用经验 ，让使用者能浏览逼真的线上博物馆与商店
，以及下载高品质影片，Intel首次导入0.25微米技术 ，Intel Pentium III晶体管数目约为950万颗
。

与此同年
，英特尔还发布了Pentium III Xeon处理器。作为PentiumII Xeon的后继者，除了在内核架构上采纳全新设计以外 ，也继承了Pentium III处理器新增的70条指令集，以更好执行多媒体
、流媒体应用软件 。除了面对企业级的市场以外
，Pentium III Xeon加强了电子商务应用与高阶商务计算的能力
。在缓存速度与系统总线结构上，也有很多进步 ，很大程度提升了性能
，并为更好的多处理器协同工作进行了设计。

2000年推出的Pentium 4处理器内建了4200万个晶体管，以及采用0.18微米的电路 ，Pentium 4初期推出版本的速度就高达1.5GHz
，晶体管数目约为4200万颗，翌年8月 ，Pentium 4 处理理达到2 GHz的里程碑 。2002年英特尔推出新款Intel Pentium 4处理器内含创新的Hyper-Threading(HT）超线程技术
。超线程技术打造出新等级的高性能桌上型电脑
，能同时快速执行多项运算应用，或针对支持多重线程的软件带来更高的性能。超线程技术让电脑性能增加25% 。除了为桌上型电脑使用者提供超线程技术外 ，英特尔也达成另一项电脑里程碑
，就是推出运作频率达3.06 GHz的Pentium 4处理器，是首款每秒执行30亿个运算周期的商业微处理器 ，如此优异的性能要归功于当时业界最先进的0.13微米制程技术，翌年
，内建超线程技术的Intel Pentium 4处理器频率达到3.2 GHz
。

PentiumM：由以色列小组专门设计的新型移动CPU，Pentium M是英特尔公司的x86架构微处理器 ，供笔记簿型个人电脑使用
，亦被作为Centrino的一部分，于2003年3月推出。公布有以下主频：标准1.6GHz ，1.5GHz
，1.4GHz，1.3GHz ，低电压1.1GHz
，超低电压900MHz 。为了在低主频得到高效能，Banias作出了优化 ，使每个时钟所能执行的指令数目更多
，并通过高级分支预测来降低错误预测率
。另外最突出的改进就L2高速缓存增至1MB（P3-M和P4-M都只有512KB），估计Banias数目高达7700万的晶体管大部分就用在这上。

此外还有一系列与减少功耗有关的设计：增强型Speedstep技术是必不可少的了 ，拥有多个供电电压和计算频率，从而使性能可以更好地满足应用需求 。

智能供电分布可将系统电量集中分布到处理器需要的地方
，并关闭空闲的应用；移动电压定位（MVPIV）技术可根据处理器活动动态降低电压，从而支持更低的散热设计功率和更小巧的外形设计；经优化功率的400MHz系统总线；Micro－opsfusion微操作指令融合技术 ，在存在多个可同时执行的指令的情况下
，将这些指令合成为一个指令，以提高性能与电力使用效率。专用的堆栈管理器 ，使用记录内部运行情况的专用硬件
，处理器可无中断执行程序
。

Banias所对应的芯片组为855系列，855芯片组由北桥芯片855和南桥芯片ICH4-M组成 ，北桥芯片分为不带内置显卡的855PM（代号Odem）和带内置显卡的855GM（代号Montara-GM）
，支持高达2GB的DDR266/200内存，AGP4X ，USB2.0
，两组ATA-100、AC97音效及Modem。其中855GM为三维及显示引擎优化InternalClockGating，它可以在需要时才进行三维显示引擎供电 ，从而降低芯片组的功率 。

2005年Intel推出的双核心处理器有Pentium D和Pentium Extreme Edition，同时推出945/955/965/975芯片组来支持新推出的双核心处理器
，采用90nm工艺生产的这两款新推出的双核心处理器使用是没有针脚的LGA 775接口，但处理器底部的贴片电容数目有所增加 ，排列方式也有所不同
。

桌面平台的核心代号Smithfield的处理器
，正式命名为Pentium D处理器，除了摆脱阿拉伯数字改用英文字母来表示这次双核心处理器的世代交替外 ，D的字母也更容易让人联想起Dual-Core双核心的涵义。

Intel的双核心构架更像是一个双CPU平台
，Pentium D处理器继续沿用Prescott架构及90nm生产技术生产 。Pentium D内核实际上由于两个独立的2独立的Prescott核心组成，每个核心拥有独立的1MB L2缓存及执行单元 ，两个核心加起来一共拥有2MB
，但由于处理器中的两个核心都拥有独立的缓存，因此必须保正每个二级缓存当中的信息完全一致 ，否则就会出现运算错误
。

为了解决这一问题
，Intel将两个核心之间的协调工作交给了外部的MCH（北桥）芯片，虽然缓存之间的数据传输与存储并不巨大 ，但由于需要通过外部的MCH芯片进行协调处理，毫无疑问的会对整个的处理速度带来一定的延迟
，从而影响到处理器整体性能的发挥。

由于采用Prescott内核，因此Pentium D也支持EM64T技术 、XD bit安全技术 。值得一提的是 ，Pentium D处理器将不支持Hyper-Threading技术
。原因很明显：在多个物理处理器及多个逻辑处理器之间正确分配数据流
、平衡运算任务并非易事。比如
，如果应用程序需要两个运算线程，很明显每个线程对应一个物理内核 ，但如果有3个运算线程呢？因此为了减少双核心Pentium D架构复杂性
，英特尔决定在针对主流市场的Pentium D中取消对Hyper-Threading技术的支持 。

同出自Intel之手，而且Pentium D和Pentium Extreme Edition两款双核心处理器名字上的差别也预示着这两款处理器在规格上也不尽相同
。其中它们之间最大的不同就是对于超线程（Hyper-Threading）技术的支持。Pentium D不支持超线程技术 ，而Pentium Extreme Edition则没有这方面的限制 。在打开超线程技术的情况下
，双核心Pentium Extreme Edition处理器能够模拟出另外两个逻辑处理器，可以被系统认成四核心系统。

PentiumEE系列都采用三位数字的方式来标注 ，形式是PentiumEE8xx或9xx
，例如PentiumEE840等等，数字越大就表示规格越高或支持的特性越多
。

PentiumEE8x0：表示这是Smithfield核心、每核心1MB二级缓存 、800MHzFSB的产品 ，其与PentiumD8x0系列的唯一区别仅仅只是增加了对超线程技术的支持，除此之外其它的技术特性和参数都完全相同。

PentiumEE9x5：表示这是Presler核心
、每核心2MB二级缓存、1066MHzFSB的产品
，其与PentiumD9x0系列的区别只是增加了对超线程技术的支持以及将前端总线提高到1066MHzFSB，除此之外其它的技术特性和参数都完全相同 。 （2005年至今）是酷睿（core）系列微处理器时代 ，通常称为第6代
。“酷睿 ”是一款领先节能的新型微架构
，设计的出发点是提供卓然出众的性能和能效，提高每瓦特性能 ，也就是所谓的能效比。早期的酷睿是基于笔记本处理器的 。 酷睿2：英文名称为Core 2 Duo
，是英特尔在2006年推出的新一代基于Core微架构的产品体系统称
。于2006年7月27日发布。酷睿2是一个跨平台的构架体系，包括服务器版 、桌面版
、移动版三大领域 。其中 ，服务器版的开发代号为Woodcrest
，桌面版的开发代号为Conroe，移动版的开发代号为Merom
。

Core i5是一款基于Nehalem架构的四核处理器 ，采用整合内存控制器
，三级缓存模式，L3达到8MB ，支持Turbo Boost等技术的新处理器电脑配置。它和Core i7（Bloomfield）的主要区别在于总线不采用QPI，采用的是成熟的DMI（Direct Media Interface）
，并且只支持双通道的DDR3内存 。结构上它用的是LGA1156 接口，Core i7用的是LGA1366
。i5有睿频技术 ，可以在一定情况下超频。

Core i3可看作是Core i5的进一步精简版（或阉割版）
，将有32nm工艺版本（研发代号为Clarkdale，基于Westmere架构）这种版本 。Core i3最大的特点是整合GPU（图形处理器） ，也就是说Core i3将由CPU+GPU两个核心封装而成。由于整合的GPU性能有限
，用户想获得更好的3D性能，可以外加显卡
。值得注意的是 ，即使是Clarkdale
，显示核心部分的制作工艺仍会是45nm。i3 i5 区别最大之处是 i3没有睿频技术 。

2010年6月，Intel再次发布革命性的处理器——第二代Core i3/i5/i7
。第二代Core i3/i5/i7隶属于第二代智能酷睿家族 ，全部基于全新的Sandy Bridge微架构
，相比第一代产品主要带来五点重要革新：1、采用全新32nm的Sandy Bridge微架构，更低功耗 、更强性能。2、内置高性能GPU（核芯显卡） ，视频编码
、图形性能更强 。 3、睿频加速技术2.0，更智能 、更高效能
。4
、引入全新环形架构
，带来更高带宽与更低延迟。5、全新的AVX 、AES指令集，加强浮点运算与加密解密运算 。

SNB(Sandy Bridge）是英特尔在2011年初发布的新一代处理器微架构 ，这一构架的最大意义莫过于重新定义了“整合平台
”的概念
，与处理器“无缝融合”的“核芯显卡 ”终结了“集成显卡
”的时代
。这一创举得益于全新的32nm制造工艺。由于Sandy Bridge 构架下的处理器采用了比之前的45nm工艺更加先进的32nm制造工艺，理论上实现了CPU功耗的进一步降低 ，及其电路尺寸和性能的显著优化
，这就为将整合图形核心（核芯显卡）与CPU封装在同一块基板上创造了有利条件 。此外，第二代酷睿还加入了全新的高清视频处理单元
。视频转解码速度的高与低跟处理器是有直接关系的 ，由于高清视频处理单元的加入
，新一代酷睿处理器的视频处理时间比老款处理器至少提升了30%。

在2012年4月24日下午北京天文馆，intel正式发布了ivy bridge（IVB）处理器 。22nm Ivy Bridge会将执行单元的数量翻一番 ，达到最多24个
，自然会带来性能上的进一步跃进。Ivy Bridge会加入对DX11的支持的集成显卡
。另外新加入的XHCI USB 3.0控制器则共享其中四条通道，从而提供最多四个USB 3.0 ，从而支持原生USB3.0。cpu的制作采用3D晶体管技术的CPU耗电量会减少一半 。

本文已完

计算机的发展历史

一
、第一台计算机的诞生

第一台计算机(ENIAC)于1946年2月,在美国诞生
。

ENIAC PC机

耗资 100万美圆 600美圆

重量 30吨 10kg

占地 150平方米 0．25平方米

电子器件 1．9万只电子管 100块集成电路

运算速度 5000次/秒 500万次/秒

二、计算机发展历史

1 、第一代计算机（1946~1958)

电子管为基本电子器件；使用机器语言和汇编语言；主要应用于国防和科学计算；运算速度每秒几千次至几万次。

2
、第二代计算机(1958~1964)

晶体管为主要器件；软件上出现了操作系统和算法语言；运算速度每秒几万次至几十万次 。

3、第三代计算机(1964~1971)

普遍采用集成电路；体积缩小；运算速度每秒几十万次至几百万次
。

4 、第四代计算机(1971~ )

以大规模集成电路为主要器件；运算速度每秒几百万次至上亿次。

三
、我国计算机发展历史

从1953年开始研究，到1958年研制出了我国第一台计算机

在1982年我国研制出了运算速度1亿次的银河I、II型等小型系列机 。

计算机的历史

计算机是新技术革命的一支主力
，也是推动社会向现代化迈进的活跃因素
。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快 、影响最为深远的新兴学科之一。计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业 。

现代计算机是一种按程序自动进行信息处理的通用工具,它的处理对象是信息，处理结果也是信息
。利用计算机解决科学计算、工程设计
、经营管理、过程控制或人工智能等各种问题的方法 ，都是按照一定的算法进行的。这种算法是定义精确的一系列规则
，它指出怎样以给定的输入信息经过有限的步骤产生所需要的输出信息 。

信息处理的一般过程，是计算机使用者针对待解抉的问题,事先编制程序并存入计算机内 ，然后利用存储程序指挥 、控制计算机自动进行各种基本操作
，直至获得预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序方式，其通用性的基础则在于利用计算机进行信息处理的共性方法
。

计算机的历史

现代计算机的诞生和发展 现代计算机问世之前 ，计算机的发展经历了机械式计算机
、机电式计算机和萌芽期的电子计算机三个阶段。

早在17世纪
，欧洲一批数学家就已开始设计和制造以数字形式进行基本运算的数字计算机 。1642年，法国数学家帕斯卡采用与钟表类似的齿轮传动装置 ，制成了最早的十进制加法器
。1678年
，德国数学家莱布尼兹制成的计算机，进一步解决了十进制数的乘、除运算。

英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出一个设想 ，每次完成一次算术运算将发展为自动完成某个特定的完整运算过程 。1884年，巴贝奇设计了一种程序控制的通用分析机
。这台分析机虽然已经描绘出有关程序控制方式计算机的雏型
，但限于当时的技术条件而未能实现。

巴贝奇的设想提出以后的一百多年期间，电磁学 、电工学
、电子学不断取得重大进展 ，在元件、器件方面接连发明了真空二极管和真空三极管；在系统技术方面
，相继发明了无线电报 、电视和雷达…… 。所有这些成就为现代计算机的发展准备了技术和物质条件
。

与此同时，数学
、物理也相应地蓬勃发展。到了20世纪30年代 ，物理学的各个领域经历着定量化的阶段
，描述各种物理过程的数学方程，其中有的用经典的分析方法已根难解决 。于是 ，数值分析受到了重视
，研究出各种数值积分，数值微分 ，以及微分方程数值解法
，把计算过程归结为巨量的基本运算，从而奠定了现代计算机的数值算法基础
。

社会上对先进计算工具多方面迫切的需要 ，是促使现代计算机诞生的根本动力。20世纪以后，各个科学领域和技术部门的计算困难堆积如山
，已经阻碍了学科的继续发展 。特别是第二次世界大战爆发前后，军事科学技术对高速计算工具的需要尤为迫切。在此期间 ，德国、美国 、英国部在进行计算机的开拓工作
，几乎同时开始了机电式计算机和电子计算机的研究
。

德国的朱赛最先采用电气元件制造计算机。他在1941年制成的全自动继电器计算机Z-3，已具备浮点记数
、二进制运算、数字存储地址的指令形式等现代计算机的特征 。在美国 ，1940～1947年期间也相继制成了继电器计算机MARK-1 、MARK-2、Model-1
、Model-5等
。不过
，继电器的开关速度大约为百分之一秒，使计算机的运算速度受到很大限制。

电子计算机的开拓过程 ，经历了从制作部件到整机从专用机到通用机、从“外加式程序”到“存储程序 ”的演变 。1938年
，美籍保加利亚学者阿塔纳索夫首先制成了电子计算机的运算部件
。1943年，英国外交部通信处制成了“巨人”电子计算机。这是一种专用的密码分析机 ，在第二次世界大战中得到了应用 。

1946年2月美国宾夕法尼亚大学莫尔学院制成的大型电子数字积分计算机(ENIAC)
，最初也专门用于火炮弹道计算，后经多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机
。这台完全采用电子线路执行算术运算 、逻辑运算和信息存储的计算机 ，运算速度比继电器计算机快1000倍。这就是人们常常提到的世界上第一台电子计算机 。但是，这种计算机的程序仍然是外加式的
，存储容量也太小，尚未完全具备现代计算机的主要特征
。

新的重大突破是由数学家冯·诺伊曼领导的设计小组完成的。1945年3月他们发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案—电子离散变量自动计算机(EDVAC) 。随后于1946年6月 ，冯·诺伊曼等人提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7～8月间
，他们又在莫尔学院为美国和英国二十多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》，推动了存储程序式计算机的设计与制造
。

1949年 ，英国剑桥大学数学实验室率先制成电子离散时序自动计算机(EDSAC)；美国则于1950年制成了东部标准自动计算机(SFAC)等。至此
，电子计算机发展的萌芽时期遂告结束，开始了现代计算机的发展时期 。

在创制数字计算机的同时 ，还研制了另一类重要的计算工具——模拟计算机
。物理学家在总结自然规律时
，常用数学方程描述某一过程；相反，解数学方程的过程 ，也有可能采用物理过程模拟方法
，对数发明以后，1620年制成的计算尺 ，己把乘法
、除法化为加法、减法进行计算。麦克斯韦巧妙地把积分(面积)的计算转变为长度的测量，于1855年制成了积分仪 。

19世纪数学物理的另一项重大成就——傅里叶分析
，对模拟机的发展起到了直接的推动作用
。19世纪后期和20世纪前期，相继制成了多种计算傅里叶系数的分析机和解微分方程的微分分析机等。但是当试图推广微分分析机解偏微分方程和用模拟机解决一般科学计算问题时 ，人们逐渐认识到模拟机在通用性和精确度等方面的局限性
，并将主要精力转向了数字计算机 。

电子数字计算机问世以后，模拟计算机仍然继续有所发展 ，并且与数字计算机相结合而产生了混合式计算机
。模拟机和混合机已发展成为现代计算机的特殊品种
，即用在特定领域的高效信息处理工具或仿真工具。

20世纪中期以来，计算机一直处于高速度发展时期 ，计算机由仅包含硬件发展到包含硬件 、软件和固件三类子系统的计算机系统 。计算机系统的性能—价格比
，平均每10年提高两个数量级
。计算机种类也一再分化，发展成微型计算机
、小型计算机、通用计算机(包括巨型 、大型和中型计算机) ，以及各种专用机(如各种控制计算机
、模拟—数字混合计算机)等。

计算机器件从电子管到晶体管
，再从分立元件到集成电路以至微处理器，促使计算机的发展出现了三次飞跃 。

在电子管计算机时期(1946～1959) ，计算机主要用于科学计算。主存储器是决定计算机技术面貌的主要因素
。当时，主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波管静电存储器 、磁鼓和磁心存储器等类型
，通常按此对计算机进行分类。

到了晶体管计算机时期(1959～1964)，主存储器均采用磁心存储器 ，磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器 。不仅科学计算用计算机继续发展
，而且中
、小型计算机，特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产
。

1964年 ，在集成电路计算机发展的同时
，计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器 ，并且开始普遍采用虚拟存储技术 。随着各种半导体只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展
，以及微程序技术的发展和应用，计算机系统中开始出现固件子系统
。

20世纪70年代以后 ，计算机用集成电路的集成度迅速从中小规模发展到大规模、超大规模的水平
，微处理器和微型计算机应运而生，各类计算机的性能迅速提高。随着字长4位 、8位、16位
、32位和64位的微型计算机相继问世和广泛应用 ，对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求量也相应增长了 。

微型计算机在社会上大量应用后，一座办公楼 、一所学校
、一个仓库常常拥有数十台以至数百台计算机
。实现它们互连的局部网随即兴起
，进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。

在电子管计算机时期，一些计算机配置了汇编语言和子程序库 ，科学计算用的高级语言FORTRAN初露头角 。在晶体管计算机阶段
，事务处理的COBOL语言、科学计算机用的ALGOL语言，和符号处理用的LISP等高级语言开始进入实用阶段
。操作系统初步成型 ，使计算机的使用方式由手工操作改变为自动作业管理。

进入集成电路计算机发展时期以后
，在计算机中形成了相当规模的软件子系统，高级语言种类进一步增加 ，操作系统日趋完善
，具备批量处理 、分时处理
、实时处理等多种功能 。数据库管理系统、通信处理程序 、网络软件等也不断增添到软件子系统中。软件子系统的功能不断增强，明显地改变了计算机的使用属性 ，使用效率显著提高
。

在现代计算机中
，外围设备的价值一般已超过计算机硬件子系统的一半以上，其技术水平在很大程度上决定着计算机的技术面貌。外围设备技术的综合性很强 ，既依赖于电子学
、机械学、光学 、磁学等多门学科知识的综合，又取决于精密机械工艺
、电气和电子加工工艺以及计量的技术和工艺水平等 。

外围设备包括辅助存储器和输入输出设备两大类
。辅助存储器包括磁盘、磁鼓 、磁带、激光存储器
、海量存储器和缩微存储器等；输入输出设备又分为输入、输出 、转换
、、模式信息处理设备和终端设备。在这些品种繁多的设备中
，对计算机技术面貌影响最大的是磁盘 、终端设备
、模式信息处理设备和转换设备等 。

新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统
。它不仅能进行一般信息处理，而且能面向知识处理 ，具有形式化推理 、联想
、学习和解释的能力
，将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。

计算技术在中国的发展 在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页 。远在商代，中国就创造了十进制记数方法 ，领先于世界千余年
。到了周代
，发明了当时最先进的计算工具——算筹。这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍 。计算每一个数学问题时，通常编出一套歌诀形式的算法 ，一边计算
，一边不断地重新布棍
。中国古代数学家祖冲之，就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。这一结果比西方早一千年 。

珠算盘是中国的又一独创 ，也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活 、携带方便
、与人民生活关系密切的计算工具
，最初大约出现于汉朝，到元朝时渐趋成熟
。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用 ，而且传到日本、朝鲜 、东南亚等地区，经受了历史的考验
，至今仍在使用。

中国发明创造指南车、水运浑象仪
、记里鼓车、提花机等，不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献 ，而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响 。例如
，张衡制作的水运浑象仪，可以自动地与地球运转同步 ，后经唐 、宋两代的改进
，遂成为世界上最早的天文钟
。

记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序控制的发展有过间接的影响 。中国古代用阳
、阴两爻构成八卦，也对计算技术的发展有过直接的影响
。莱布尼兹写过研究八卦的论文 ，系统地提出了二进制算术运算法则。他认为
，世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦 。

经过漫长的沉寂，新中国成立后 ，中国计算技术迈入了新的发展时期
，先后建立了研究机构，在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业 ，并且着手创建中国计算机制造业
。

1958年和1959年，中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期
，中国研制成功一批晶体管计算机，并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件 。60年代后期 ，中国开始研究集成电路计算机
。70年代
，中国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后，中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用；在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展；建立了计算机服务业 ，逐步健全了计算机产业结构 。

在计算机科学与技术的研究方面
，中国在有限元计算方法 、数学定理的机器证明
、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面，中国在科学计算与工程设计领域取得了显著成就
。在有关经营管理和过程控制等方面 ，计算机应用研究和实践也日益活跃。

计算机科学与技术

计算机科学与技术是一门实用性很强 、发展极其迅速的面向广大社会的技术学科
，它建立在数学
、电子学 (特别是微电子学)、磁学 、光学
、精密机械等多门学科的基础之上 。但是，它并不是简单地应用某些学科的知识 ，而是经过高度综合形成一整套有关信息表示、变换 、存储、处理
、控制和利用的理论、方法和技术
。

计算机科学是研究计算机及其周围各种现象与规模的科学
，主要包括理论计算机科学 、计算机系统结构
、软件和人工智能等。计算机技术则泛指计算机领域中所应用的技术方法和技术手段，包括计算机的系统技术、软件技术 、部件技术
、器件技术和组装技术等 。计算机科学与技术包括五个分支学科 ，即理论计算机科学、计算机系统结构 、计算机组织与实现
、计算机软件和计算机应用
。

理论计算机学 是研究计算机基本理论的学科。在几千年的数学发展中，人们研究了各式各样的计算
，创立了许多算法 。但是，以计算或算法本身的性质为研究对象的数学理论 ，却是在20世纪30年代才发展起来的
。

当时
，由几位数理逻辑学者建立的算法理论，即可计算性理论或称递归函数论 ，对20世纪40年代现代计算机设计思想的形成产生过影响。此后
，关于现实计算机及其程序的数学模型性质的研究，以及计算复杂性的研究等不断有所发展 。

理论计算机科学包括自动机论、形式语言理论 、程序理论
、算法分析 ，以及计算复杂性理论等
。自动机是现实自动计算机的数学模型
，或者说是现实计算机程序的模型，自动机理论的任务就在于研究这种抽象机器的模型；程序设计语言是一种形式语言 ，形式语言理论根据语言表达能力的强弱分为O～3型语言
，与图灵机等四类自动机逐一对应；程序理论是研究程序逻辑、程序复杂性 、程序正确性证明、程序验证
、程序综合、形式语言学，以及程序设计方法的理论基础；算法分析研究各种特定算法的性质。计算复杂性理论研究算法复杂性的一般性质 。

计算机系统结构 程序设计者所见的计算机属性 ，着重于计算机的概念结构和功能特性，硬件 、软件和固件子系统的功能分配及其界面的确定。使用高级语言的程序设计者所见到的计算机属性
，主要是软件子系统和固件子系统的属性，包括程序语言以及操作系统
、数据库管理系统、网络软件等的用户界面
。使用机器语言的程序设计者所见到的计算机属性 ，则是硬件子系统的概念结构(硬件子系统结构)及其功能特性
，包括指令系统(机器语言)，以及寄存器定义 、中断机构
、输入输出方式、机器工作状态等。

硬件子系统的典型结构是冯·诺伊曼结构 ，它由运算器控制器 、存储器和输入
、输出设备组成
，采用“指令驱动
”方式 。当初，它是为解非线性、微分方程而设计的 ，并未预见到高级语言 、操作系统等的出现
，以及适应其他应用环境的特殊要求
。在相当长的一段时间内，软件子系统都是以这种冯·诺伊曼结构为基础而发展的。但是 ，其间不相适应的情况逐渐暴露出来
，从而推动了计算机系统结构的变革 。

计算机组织与实现 是研究组成计算机的功能
、部件间的相互连接和相互作用，以及有关计算机实现的技术 ，均属于计算机组织与实现的任务
。

在计算机系统结构确定分配给硬子系统的功能及其概念结构之后，计算机组织的任务就是研究各组成部分的内部构造和相互联系
，以实现机器指令级的各种功能和特性。这种相互联系包括各功能部件的布置、相互连接和相互作用 。

随着计算机功能的扩展和性能的提高，计算机包含的功能部件也日益增多 ，其间的互连结构日趋复杂
。现代已有三类互连方式
，分别以中央处理器 、存储器或通信子系统为中心，与其他部件互连。以通信子系统为中心的组织方式 ，使计算机技术与通信技术紧密结合
，形成了计算机网络、分布计算机系统等重要的计算机研究与应用领域 。

与计算实现有关的技术范围相当广泛，包括计算机的元件
、器件技术 ，数字电路技术
，组装技术以及有关的制造技术和工艺等
。

软件 软件的研究领域主要包括程序设计、基础软件 、软件工程三个方面。程序设计指设计和编制程序的过程，是软件研究和发展的基础环节 。程序设计研究的内容 ，包括有关的基本概念
、规范、工具 、方法以及方法学等。这个领域发展的特点是：从顺序程序设计过渡到并发程序设计和分币程序设计；从非结构程序设计方法过渡到结构程序设计方法；从低级语言工具过渡到高级语言工具；从具体方法过渡到方法学
。

基础软件指计算机系统中起基础作用的软件。计算机的软件子系统可以分为两层：靠近硬件子系统的一层称为系统软件
，使用频繁，但与具体应用领域无关；另一层则与具体应用领域直接有关 ，称为应用软件；此外还有支援其他软件的研究与维护的软件，专门称为支援软件 。

软件工程是采用工程方法研究和维护软件的过程
，以及有关的技术
。软件研究和维护的全过程，包括概念形成
、要求定义、设计 、实现
、调试、交付使用 ，以及有关校正性 、适应性
、完善性等三层意义的维护。软件工程的研究内容涉及上述全过程有关的对象、结构 、方法、工具和管理等方面 。

软件目动研究系统的任务是：在软件工程中采用形式方法：使软件研究与维护过程中的各种工作尽可能多地由计算机自动完成；创造一种适应软件发展的软件
、固件与硬件高度综合的高效能计算机
。

计算机产业

计算机产业包括两大部门
，即计算机制造业和计算机服务业。后者又称为信息处理产业或信息服务业 。计算机产业是一种省能源、省资源 、附加价值高
、知识和技术密集的产业，对于国民经济的发展、国防实力和社会进步均有巨大影响
。因此 ，不少国家采取促进计算机产业兴旺发达的政策。

计算机制造业包括生产各种计算机系统 、外围设备终端设备
，以及有关装置
、元件、器件和材料的制造 。计算机作为工业产品，要求产品有继承性 ，有很高的性能-价格比和综合性能
。计算机的继承性特别体现在软件兼容性方面
，这能使用户和厂家把过去研制的软件用在新产品上，使价格很高的软件财富继续发挥作用 ，减少用户再次研制软件的时间和费用。提高性能-价格比是计算机产品更新的目标和动力 。

计算机制造业提供的计算机产品
，一般仅包括硬件子系统和部分软件子系统。通常，软件子系统中缺少适应各种特定应用环境的应用软件
。为了使计算机在特定环境中发挥效能 ，还需要设计应用系统和研制应用软件此外，计算机的运行和维护
，需要有掌握专业知识的技术人员，这常常是一股用户所作不到的。

针对这些社会需要 ，一些计算机制造厂家十分重视向用户提供各种技术服务和销售服务 。一些独立于计算机制造厂家的计算机服务机构
，也在50年代开始出现
。到60年代末期，计算机服务业在世界范围内已形成为独立的行业。

计算机的发展与应用

计算机科学与技术的各门学科相结合 ，改进了研究工具和研究方法
，促进了各门学科的发展 。过去，人们主要通过实验和理论两种途径进行科学技术研究
。现在 ，计算和模拟已成为研究工作的第三条途径。

计算机与有关的实验观测仪器相结合
，可对实验数据进行现场记录 、整理
、加工、分析和绘制图表，显著地提高实验工作的质量和效率 。计算机辅助设计已成为工程设计优质化 、自动化的重要手段
。在理论研究方面 ，计算机是人类大脑的延伸
，可代替人脑的若干功能并加以强化。古老的数学靠纸和笔运算，现在计算机成了新的工具 ，数学定理证明之类的繁重脑力劳动，已可能由计算机来完成或部分完成 。

计算和模拟作为一种新的研究手段
，常使一些学科衍生出新的分支学科
。例如，空气动力学
、气象学、弹性结构力学和应用分析等所面临的“计算障碍” ，在有了高速计算机和有关的计算方法之后开始有所突破
，并衍生出计算空气动力学 、气象数值预报等边缘分支学科。利用计算机进行定量研究，不仅在自然科学中发挥了重大的作用 ，在社会科学和人文学科中也是如此 。例如
，在人口普查、社会调查和自然语言研究方面，计算机就是一种很得力的工具。

计算机在各行各业中的广泛应用 ，常常产生显著的经济效益和社会效益
，从而引起产业结构
、产品结构、经营管理和服务方式等方面的重大变革
。在产业结构中已出观了计算机制造业和计算机服务业，以及知识产业等新的行业。

微处理器和微计算机已嵌入机电设备 、电子设备
、通信设备、仪器仪表和家用电器中 ，使这些产品向智能化方向发展 。计算机被引入各种生产过程系统中
，使化工 、石油
、钢铁、电力 、机械
、造纸、水泥等生产过程的自动化水平大大提高，劳动生产率上升 、质量提高
、成本下降
。计算机嵌入各种武器装备和武器系统干 ，可显著提高其作战效果。

经营管理方面，计算机可用于完成统计、计划 、查询、库存管理
、市场分析、辅助决策等
，使经营管理工作科学化和高效化，从而加速资金周转 ，降低库存水准
，改善服务质量，缩短新产品研制周期 ，提高劳动生产率 。在办公室自动化方面
，计算机可用于文件的起草 、检索和管理等，显著提高办公效率
。

计算机还是人们的学习工具和生活工具。借助家用计算机
、个人计算机、计算机网 、数据库系统和各种终端设备 ，人们可以学习各种课程
，获取各种情报和知识，处理各种生活事务(如订票
、购物、存取款等) ，甚至可以居家办公 。越来越多的人的工作 、学习和生活中将与计算机发生直接的或间接的联系
。普及计算机教育已成为一个重要的问题。

总之
，计算机的发展和应用已不仅是一种技术现象而且是一种政治
、经济、军事和社会现象 。世界各国都力图主动地驾驭这种社会计算机化和信息化的进程，克服计算机化过程中可能出现的消极因素 ，更顺利地向高

时代的车轮即将驶进21世纪的大门
。人们将怎样面向未来？无论你从事什么工作，也不论你生活在什么地方
，都会认识到我们所面临的世纪是科技高度发展的信息时代。计算机是信息处理的主要工具，掌握计算机知识已成为当代人类文化不可缺少的重要组成部分 ，计算机技能则是人们工作和生活必不可少的基本手段 。

基于这样的认识
，近年来我国掀起了一个全国范围的学习计算机热潮，各行各业的人都迫切地要求学习计算机知识和掌握计算机技能。对于广大的非计算机专业的人们 ，学习计算机的目的是应用
，希望学以致用，立竿见影 ，而无须从系统理论学起
。

掌握计算机技能关键是实践
，只有通过大量的实践应用才能真正深入地掌握它。光靠看书是难以真正掌握计算机应用的 。正如同在陆地上是无法学会游泳一样，要学游泳必须下到水中去
。同样 ，要学习计算机应用
，必须坐到计算机旁，经常地 、反复地操作计算机 ，熟能生巧。只要得法，你在计算机上花的时间愈多
，收获就愈大......

（1978——1984年）是16位微处理器时代，通常称为第3代 ，其典型产品是Intel公司的8086/8088
，Motorola公司的M68000，Zilog公司的Z8000等微处理器 。其特点是采用HMOS工艺 ，集成度（20000~70000晶体管/片）和运算速度（基本指令执行时间是0.5μs）都比第2代提高了一个数量级
。指令系统更加丰富
、完善
，采用多级中断、多种寻址方式 、段式存储机构、硬件乘除部件，并配置了软件系统。这一时期著名微机产品有IBM公司的个人计算机 。8086和8088在芯片内部均采用16位数据传输 ，所以都称为16位微处理器
，但8086每周期能传送或接收16位数据，而8088每周期只采用8位
。因为最初的大部分设备和芯片是8位的 ，而8088的外部8位数据传送
、接收能与这些设备相兼容。8088采用40针的DIP封装
，工作频率为6.66MHz、7.16MHz或8MHz，微处理器集成了大约29000个晶体管 。1981年IBM公司推出的个人计算机采用8088CPU
。

1982年 ，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器
，该微处理器的最大主频为20MHz，内 、外部数据传输均为16位 ，使用24位内存储器的寻址
，内存寻址能力为16MB。80286可工作于两种方式，一种叫实模式 ，另一种叫保护方式 。

在实模式下
，微处理器可以访问的内存总量限制在1兆字节；而在保护方式之下，80286可直接访问16兆字节的内存。此外 ，80286工作在保护方式之下
，可以保护操作系统，使之不像实模式或8086等不受保护的微处理器那样 ，在遇到异常应用时会使系统停机
。80286在以下四个方面比它的前辈有显著的改进：支持更大的内存；能够模拟内存空间；能同时运行多个任务；提高了处理速度。80286的封装是一种被称为PGA的正方形包装 。PGA是源于PLCC的便宜封装
，它有一块内部和外部固体插脚，在这个封装中 ，80286集成了大约130000个晶体管
。

1984年，IBM公司推出了以80286处理器为核心组成的16位增强型个人计算机IBM PC/AT。由于IBM公司在发展个人计算机时采用 了技术开放的策略
，使个人计算机风靡世界 。

最早PC机的速度是4MHz，第一台基于80286的AT机运行速度为6MHz至8MHz ，一些制造商还自行提高速度
，使80286达到了20MHz，这意味着性能上有了重大的进步
。

IBMPC/AT微机的总线保持了XT的三层总线结构 ，并增加了高低位字节总线驱动器转换逻辑和高位字节总线。与XT机一样
，CPU也是焊接在主板上的 。 （1985—1992年）是32位微处理器时代，又称为第4代
。其典型产品是Intel公司的80386/80486 ，Motorola公司的M69030/68040等。其特点是采用HMOS或CMOS工艺
，集成度高达100万个晶体管/片，具有32位地址线和32位数据总线 。每秒钟可完成600万条指令（Million Instructions Per Second ，MIPS）
。微型计算机的功能已经达到甚至超过超级小型计算机
，完全可以胜任多任务
、多用户的作业。同期，其他一些微处理器生产厂商（如AMD、TEXAS等）也推出了80386/80486系列的芯片 。

80386DX的内部和外部数据总线是32位 ，地址总线也是32位，可以寻址到4GB内存
，并可以管理64TB的虚拟存储空间。它的运算模式除了具有实模式和保护模式以外，还增加了一种“虚拟86 ”的工作方式 ，可以通过同时模拟多个8086微处理器来提供多任务能力
。

80386DX有比80286更多的指令
，频率为12.5MHz的80386每秒钟可执行6百万条指令，比频率为16MHz的80286快2.2倍。80386最经典的产品为80386DX－33MHz ，一般我们说的80386就是指它 。

由于32位微处理器的强大运算能力
，PC的应用扩展到很多的领域，如商业办公和计算 、工程设计和计算
、数据中心、个人娱乐
。80386使32位CPU成为了PC工业的标准。

1989年英特尔公司又推出准32位微处理器芯片80386SX 。这是Intel为了扩大市场份额而推出的一种较便宜的普及型CPU ，它的内部数据总线为32位
，外部数据总线为16位，它可以接受为80286开发的16位输入/输出接口芯片 ，降低整机成本
。80386SX推出后
，受到市场的广泛的欢迎，因为80386SX的性能大大优于80286 ，而价格只是80386的三分之一。

1989年，我们大家耳熟能详的80486芯片由英特尔推出 。这款经过四年开发和3亿美元资金投入的芯片的伟大之处在于它首次实破了100万个晶体管的界限
，集成了120万个晶体管，使用1微米的制造工艺
。80486的时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz 、40MHz
、50MHz。

80486是将80386和数学协微处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内 。80486中集成的80487的数字运算速度是以前80387的两倍 ，内部缓存缩短了微处理器与慢速DRAM的等待时间
。并且
，在80x86系列中首次采用了RISC（精简指令集）技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式 ，大大提高了与内存的数据交换速度 。由于这些改进
，80486的性能比带有80387数学协微处理器的80386 DX性能提高了4倍。 （1993-2005年）是奔腾（pentium）系列微处理器时代，通常称为第5代
。典型产品是Intel公司的奔腾系列芯片及与之兼容的AMD的K6系列微处理器芯片。内部采用了超标量指令流水线结构 ，并具有相互独立的指令和数据高速缓存 。随着MMX（Multi Media eXtended）微处理器的出现
，使微机的发展在网络化、多媒体化和智能化等方面跨上了更高的台阶
。

早期的奔腾75MHz～120MHz使用0.5微米的制造工艺，后期120MHz频率以上的奔腾则改用0.35微米工艺。经典奔腾的性能相当平均 ，整数运算和浮点运算都不错 。　为了提高电脑在多媒体 、3D图形方面的应用能力
，许多新指令集应运而生，其中最著名的三种便是英特尔的MMX
、SSE和AMD的3D NOW!
。 MMX（Multi Media Extensions ，多媒体扩展指令集）是英特尔于1996年发明的一项多媒体指令增强技术，包括57条多媒体指令
，这些指令可以一次处理多个数据，MMX技术在软件的配合下 ，就可以得到更好的性能。

多能奔腾(Pentium MMX)的正式名称就是“带有MMX技术的Pentium
”
，是在1996年底发布的 。从多能奔腾开始，英特尔就对其生产的CPU开始锁倍频了 ，但是MMX的CPU超外频能力特别强
，而且还可以通过提高核心电压来超倍频，所以那个时候超频是一个很时髦的行动
。超频这个词语也是从那个时候开始流行的。

多能奔腾是继Pentium后英特尔又一个成功的产品 ，其生命力也相当顽强 。多能奔腾在原Pentium的基础上进行了重大的改进
，增加了片内16KB数据缓存和16KB指令缓存，4路写缓存以及分支预测单元和返回堆栈技术
。特别是新增加的57条MMX多媒体指令 ，使得多能奔腾即使在运行非MMX优化的程序时
，也比同主频的Pentium CPU要快得多。

1997年推出的Pentium II处理器结合了Intel MMX技术，能以极高的效率处理影片、音效 、以及绘图资料 ，首次采用Single Edge Contact (S.E.C) 匣型封装，内建了高速快取记忆体 。这款晶片让电脑使用者撷取、编辑
、以及透过网际网络和亲友分享数位相片、编辑与新增文字 、音乐或制作家庭**的转场效果
、使用视讯电话以及透过标准电话线与网际网络传送影片
，Intel Pentium II处理器晶体管数目为750万颗。

1999年推出的Pentium III 处理器加入70个新指令，加入网际网络串流SIMD延伸集称为MMX ，能大幅提升先进影像、3D 、串流音乐
、影片、语音辨识等应用的性能
，它能大幅提升网际网络的使用经验，让使用者能浏览逼真的线上博物馆与商店 ，以及下载高品质影片
，Intel首次导入0.25微米技术，Intel Pentium III晶体管数目约为950万颗
。

与此同年 ，英特尔还发布了Pentium III Xeon处理器。作为PentiumII Xeon的后继者
，除了在内核架构上采纳全新设计以外，也继承了Pentium III处理器新增的70条指令集 ，以更好执行多媒体 、流媒体应用软件 。除了面对企业级的市场以外
，Pentium III Xeon加强了电子商务应用与高阶商务计算的能力
。在缓存速度与系统总线结构上，也有很多进步 ，很大程度提升了性能，并为更好的多处理器协同工作进行了设计。

2000年推出的Pentium 4处理器内建了4200万个晶体管
，以及采用0.18微米的电路，Pentium 4初期推出版本的速度就高达1.5GHz ，晶体管数目约为4200万颗
，翌年8月，Pentium 4 处理理达到2 GHz的里程碑 。2002年英特尔推出新款Intel Pentium 4处理器内含创新的Hyper-Threading(HT）超线程技术
。超线程技术打造出新等级的高性能桌上型电脑 ，能同时快速执行多项运算应用
，或针对支持多重线程的软件带来更高的性能。超线程技术让电脑性能增加25% 。除了为桌上型电脑使用者提供超线程技术外，英特尔也达成另一项电脑里程碑 ，就是推出运作频率达3.06 GHz的Pentium 4处理器
，是首款每秒执行30亿个运算周期的商业微处理器，如此优异的性能要归功于当时业界最先进的0.13微米制程技术 ，翌年
，内建超线程技术的Intel Pentium 4处理器频率达到3.2 GHz
。

PentiumM：由以色列小组专门设计的新型移动CPU，Pentium M是英特尔公司的x86架构微处理器 ，供笔记簿型个人电脑使用，亦被作为Centrino的一部分
，于2003年3月推出。公布有以下主频：标准1.6GHz，1.5GHz ，1.4GHz
，1.3GHz，低电压1.1GHz ，超低电压900MHz 。为了在低主频得到高效能
，Banias作出了优化，使每个时钟所能执行的指令数目更多 ，并通过高级分支预测来降低错误预测率
。另外最突出的改进就L2高速缓存增至1MB（P3-M和P4-M都只有512KB）
，估计Banias数目高达7700万的晶体管大部分就用在这上。

此外还有一系列与减少功耗有关的设计：增强型Speedstep技术是必不可少的了，拥有多个供电电压和计算频率 ，从而使性能可以更好地满足应用需求 。

智能供电分布可将系统电量集中分布到处理器需要的地方
，并关闭空闲的应用；移动电压定位（MVPIV）技术可根据处理器活动动态降低电压，从而支持更低的散热设计功率和更小巧的外形设计；经优化功率的400MHz系统总线；Micro－opsfusion微操作指令融合技术 ，在存在多个可同时执行的指令的情况下，将这些指令合成为一个指令
，以提高性能与电力使用效率。专用的堆栈管理器，使用记录内部运行情况的专用硬件 ，处理器可无中断执行程序
。

Banias所对应的芯片组为855系列
，855芯片组由北桥芯片855和南桥芯片ICH4-M组成，北桥芯片分为不带内置显卡的855PM（代号Odem）和带内置显卡的855GM（代号Montara-GM） ，支持高达2GB的DDR266/200内存
，AGP4X，USB2.0 ，两组ATA-100
、AC97音效及Modem。其中855GM为三维及显示引擎优化InternalClockGating
，它可以在需要时才进行三维显示引擎供电，从而降低芯片组的功率 。

2005年Intel推出的双核心处理器有Pentium D和Pentium Extreme Edition ，同时推出945/955/965/975芯片组来支持新推出的双核心处理器
，采用90nm工艺生产的这两款新推出的双核心处理器使用是没有针脚的LGA 775接口，但处理器底部的贴片电容数目有所增加 ，排列方式也有所不同
。

桌面平台的核心代号Smithfield的处理器，正式命名为Pentium D处理器
，除了摆脱阿拉伯数字改用英文字母来表示这次双核心处理器的世代交替外，D的字母也更容易让人联想起Dual-Core双核心的涵义。

Intel的双核心构架更像是一个双CPU平台 ，Pentium D处理器继续沿用Prescott架构及90nm生产技术生产 。Pentium D内核实际上由于两个独立的2独立的Prescott核心组成
，每个核心拥有独立的1MB L2缓存及执行单元，两个核心加起来一共拥有2MB ，但由于处理器中的两个核心都拥有独立的缓存
，因此必须保正每个二级缓存当中的信息完全一致，否则就会出现运算错误
。

为了解决这一问题 ，Intel将两个核心之间的协调工作交给了外部的MCH（北桥）芯片
，虽然缓存之间的数据传输与存储并不巨大，但由于需要通过外部的MCH芯片进行协调处理 ，毫无疑问的会对整个的处理速度带来一定的延迟
，从而影响到处理器整体性能的发挥。

由于采用Prescott内核，因此Pentium D也支持EM64T技术、XD bit安全技术 。值得一提的是 ，Pentium D处理器将不支持Hyper-Threading技术
。原因很明显：在多个物理处理器及多个逻辑处理器之间正确分配数据流 、平衡运算任务并非易事。比如，如果应用程序需要两个运算线程
，很明显每个线程对应一个物理内核，但如果有3个运算线程呢？因此为了减少双核心Pentium D架构复杂性 ，英特尔决定在针对主流市场的Pentium D中取消对Hyper-Threading技术的支持 。

同出自Intel之手
，而且Pentium D和Pentium Extreme Edition两款双核心处理器名字上的差别也预示着这两款处理器在规格上也不尽相同
。其中它们之间最大的不同就是对于超线程（Hyper-Threading）技术的支持。Pentium D不支持超线程技术，而Pentium Extreme Edition则没有这方面的限制 。在打开超线程技术的情况下 ，双核心Pentium Extreme Edition处理器能够模拟出另外两个逻辑处理器
，可以被系统认成四核心系统。

PentiumEE系列都采用三位数字的方式来标注，形式是PentiumEE8xx或9xx ，例如PentiumEE840等等
，数字越大就表示规格越高或支持的特性越多
。

PentiumEE8x0：表示这是Smithfield核心
、每核心1MB二级缓存、800MHzFSB的产品，其与PentiumD8x0系列的唯一区别仅仅只是增加了对超线程技术的支持 ，除此之外其它的技术特性和参数都完全相同。

PentiumEE9x5：表示这是Presler核心 、每核心2MB二级缓存、1066MHzFSB的产品
，其与PentiumD9x0系列的区别只是增加了对超线程技术的支持以及将前端总线提高到1066MHzFSB，除此之外其它的技术特性和参数都完全相同 。 （2005年至今）是酷睿（core）系列微处理器时代 ，通常称为第6代
。“酷睿”是一款领先节能的新型微架构，设计的出发点是提供卓然出众的性能和能效
，提高每瓦特性能，也就是所谓的能效比。早期的酷睿是基于笔记本处理器的 。 酷睿2：英文名称为Core 2 Duo ，是英特尔在2006年推出的新一代基于Core微架构的产品体系统称
。于2006年7月27日发布。酷睿2是一个跨平台的构架体系
，包括服务器版
、桌面版、移动版三大领域 。其中，服务器版的开发代号为Woodcrest ，桌面版的开发代号为Conroe
，移动版的开发代号为Merom
。

Core i5是一款基于Nehalem架构的四核处理器，采用整合内存控制器 ，三级缓存模式
，L3达到8MB，支持Turbo Boost等技术的新处理器电脑配置。它和Core i7（Bloomfield）的主要区别在于总线不采用QPI ，采用的是成熟的DMI（Direct Media Interface）
，并且只支持双通道的DDR3内存 。结构上它用的是LGA1156 接口，Core i7用的是LGA1366
。i5有睿频技术 ，可以在一定情况下超频。

Core i3可看作是Core i5的进一步精简版（或阉割版），将有32nm工艺版本（研发代号为Clarkdale
，基于Westmere架构）这种版本 。Core i3最大的特点是整合GPU（图形处理器），也就是说Core i3将由CPU+GPU两个核心封装而成。由于整合的GPU性能有限 ，用户想获得更好的3D性能
，可以外加显卡
。值得注意的是，即使是Clarkdale ，显示核心部分的制作工艺仍会是45nm。i3 i5 区别最大之处是 i3没有睿频技术 。

2010年6月
，Intel再次发布革命性的处理器——第二代Core i3/i5/i7
。第二代Core i3/i5/i7隶属于第二代智能酷睿家族，全部基于全新的Sandy Bridge微架构 ，相比第一代产品主要带来五点重要革新：1 、采用全新32nm的Sandy Bridge微架构
，更低功耗
、更强性能。2、内置高性能GPU（核芯显卡），视频编码 、图形性能更强 。 3
、睿频加速技术2.0 ，更智能、更高效能
。4 、引入全新环形架构
，带来更高带宽与更低延迟。5
、全新的AVX、AES指令集，加强浮点运算与加密解密运算 。

SNB(Sandy Bridge）是英特尔在2011年初发布的新一代处理器微架构 ，这一构架的最大意义莫过于重新定义了“整合平台 ”的概念，与处理器“无缝融合
”的“核芯显卡”终结了“集成显卡 ”的时代
。这一创举得益于全新的32nm制造工艺。由于Sandy Bridge 构架下的处理器采用了比之前的45nm工艺更加先进的32nm制造工艺
，理论上实现了CPU功耗的进一步降低，及其电路尺寸和性能的显著优化 ，这就为将整合图形核心（核芯显卡）与CPU封装在同一块基板上创造了有利条件 。此外
，第二代酷睿还加入了全新的高清视频处理单元
。视频转解码速度的高与低跟处理器是有直接关系的，由于高清视频处理单元的加入 ，新一代酷睿处理器的视频处理时间比老款处理器至少提升了30%。

在2012年4月24日下午北京天文馆
，intel正式发布了ivy bridge（IVB）处理器 。22nm Ivy Bridge会将执行单元的数量翻一番，达到最多24个 ，自然会带来性能上的进一步跃进。Ivy Bridge会加入对DX11的支持的集成显卡
。另外新加入的XHCI USB 3.0控制器则共享其中四条通道
，从而提供最多四个USB 3.0，从而支持原生USB3.0。cpu的制作采用3D晶体管技术的CPU耗电量会减少一半 。