浅析计算机硬件发展史

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计算机硬件的发展与趋势

计算机硬件的发展与趋势

计算机硬件的发展与趋势随着科技的不断进步,计算机硬件作为现代信息技术的重要组成部分,一直在不断发展与演进。

本文将探讨计算机硬件的发展历程以及当前的趋势。

一、早期计算机硬件发展计算机硬件的发展可以追溯到二战期间,当时的计算机主要通过电子管构成。

这些计算机庞大而笨重,运算速度慢,并且产生大量热量。

然而,随着技术的进步,晶体管逐渐取代了电子管。

晶体管发明后的几十年里,计算机硬件得到了飞速发展。

处理器的速度和存储容量大大提高,计算机变得更加强大和高效。

二、现代计算机硬件的发展1. 处理器的发展处理器是计算机硬件中最为重要的组成部分。

随着时间的推移,处理器呈现出了更加强大的性能。

从单核处理器到多核处理器,再到现如今的高速多核心处理器,处理器的发展经历了一个令人瞩目的过程。

同时,处理器的节能性能也在不断提高,以应对日益增长的计算需求。

2. 存储技术的进步存储技术的进步对计算机性能的提升起到了重要的作用。

硬盘、固态硬盘(SSD)、闪存等存储设备的容量和读写速度都得到了大幅提高。

同时,云存储的出现使得数据的存储与共享变得更加便捷和安全。

3. 图形处理单元的发展随着计算机在游戏、设计与娱乐等领域的广泛应用,图形处理单元(GPU)的发展日益重要。

GPU能够大幅提高图像和视频处理的速度与质量,使得计算机在图形性能上有了质的飞跃。

4. IoT和嵌入式系统的兴起物联网(IoT)和嵌入式系统正在迅速发展,这些系统需要小型、高效的硬件设备来实现各种功能。

微型处理器、传感器和嵌入式系统的应用正在成为计算机硬件领域的一个重要趋势。

三、计算机硬件的未来趋势1. 量子计算机的崛起量子计算机是一种基于量子力学的计算模型,具有在某些特定领域具有极高计算性能的潜力。

目前,量子计算机还处于发展初期,但其应用前景被普遍看好。

2. 人工智能的需求随着人工智能技术的不断发展与应用,对计算机硬件性能的要求也日益提高。

处理大规模数据和进行复杂的机器学习算法需要更强大的硬件支持,因此计算机硬件在人工智能领域的发展前景广阔。

计算机硬件的发展历程

计算机硬件的发展历程

计算机硬件的发展历程计算机硬件是计算机系统的重要组成部分,其发展历程伴随着计算机科学的不断进步。

本文将从计算机硬件诞生的初期开始,以及在接下来的几个阶段中的重要发展进行探讨。

一、计算机硬件的初期发展计算机硬件的发展可以追溯到20世纪20年代。

那时的计算机硬件无法与现代的高性能计算机相提并论,但在那个时代,它们被认为是技术的杰作。

二、第一代计算机硬件的发展在20世纪40年代至50年代,第一代计算机硬件诞生了。

这些计算机硬件使用了真空管作为电子开关,并且通过使用打孔卡片等输入设备来接收数据和指令。

这一时期的计算机硬件体积庞大,机械结构复杂。

三、第二代计算机硬件的发展第二代计算机硬件在20世纪50年代后期到60年代初期出现。

这时,晶体管代替了真空管,使计算机硬件体积更小,性能更强大。

此外,第二代计算机硬件还引入了汇编语言,使得编程更加简化。

四、第三代计算机硬件的发展20世纪60年代中期至70年代初期,第三代计算机硬件的发展进一步推动了计算机科学的进步。

集成电路的出现大大提高了计算机硬件的性能和可靠性。

这一时期的计算机硬件也开始应用于商业领域,为信息处理提供了更多机会。

五、第四代计算机硬件的发展第四代计算机硬件的发展发生在20世纪70年代到80年代初期。

这时的计算机硬件是基于微处理器技术的,计算机的核心处理器能够集成在一个芯片上。

这种集成度的提高使得计算机硬件更加紧凑,并且大大提高了计算速度和效率。

六、第五代计算机硬件的发展现代计算机硬件属于第五代计算机硬件的范畴。

这一时期的计算机硬件采用了更先进的技术,例如超大规模集成电路(VLSI)和量子计算机技术。

这些技术的运用使得计算机硬件性能更加出色,计算速度更快,能够处理大规模的计算任务。

七、计算机硬件的未来展望随着科技的不断进步,计算机硬件的发展将继续推动计算机科学的进步。

未来的计算机硬件有望实现更高的性能、更低的能耗以及更强大的计算能力。

随着人工智能、大数据分析和物联网的兴起,计算机硬件将发挥越来越重要的作用。

计算机硬件的发展历程概述

计算机硬件的发展历程概述

计算机硬件的发展历程概述计算机硬件是计算机系统中最基本的部分,它包括了各种各样的物理设备和组件,为计算机的运作提供支持和实现各种功能。

从早期的机械计算设备到现代的高性能计算机,计算机硬件经历了多个阶段的发展和演进。

本文将概述计算机硬件的发展历程。

一、早期计算设备计算机硬件的历程可以追溯到早期的机械计算设备。

其中一种重要的机械计算设备是巴贝奇的分析机器,它于19世纪初被发明出来。

分析机器使用了齿轮、杠杆等机械结构,通过人工操作实现数学计算。

随着时间的推移,机械计算设备逐渐改进,出现了更加高效的打孔卡片计算机和打孔纸带计算机。

二、电子管时代20世纪40年代至50年代是计算机硬件发展的重要时期,这一时期计算机硬件开始采用了电子管。

电子管是一种基于真空管的电子设备,用于放大和开关电流。

早期的电子管计算机体积庞大,能耗高,但却能够进行更加复杂的计算。

著名的ENIAC计算机就是该时期的代表,它是世界上第一台大规模电子数字计算机。

三、晶体管革命20世纪50年代末至60年代初,晶体管的发明和应用引发了计算机硬件的一场革命。

晶体管是一种半导体器件,用于放大和开关电流。

相比电子管,晶体管更小巧、能效更高,使得计算机硬件体积缩小,能耗降低。

著名的IBM 360系列就是使用了晶体管技术的计算机,它们在业界取得了巨大成功。

晶体管的应用推动了计算机硬件的迅速发展,并逐渐掀起了一场计算机硬件革命。

四、集成电路与个人计算机20世纪60年代末,集成电路的问世再次改变了计算机硬件的面貌。

集成电路是利用半导体材料上的微小电子器件构成的电路集合体,为硬件提供更高的集成度和性能。

集成电路使得计算机硬件更加小型化、高效化,同时还大大降低了成本。

1975年,个人计算机的诞生成为计算机硬件发展的新里程碑,它使得计算机硬件走入了千家万户。

五、微处理器与现代计算机20世纪70年代末,微处理器的出现标志着现代计算机硬件的诞生。

微处理器是一种集成了中央处理单元(CPU)和其他辅助功能的器件,它实现了计算机的核心功能。

计算机硬件的发展历程和未来趋势

计算机硬件的发展历程和未来趋势

计算机硬件的发展历程和未来趋势计算机硬件是计算机系统中的重要组成部分。

它经历了长期的发展和演化,从最早的机械计算机到现代高性能计算机,扮演着至关重要的角色。

本文将探讨计算机硬件的发展历程以及展望未来的趋势。

一、计算机硬件的发展历程1. 机械计算机时代机械计算机是计算机硬件的起源,早在19世纪末就出现了差分机和解析机等机械设备。

这些机械计算机通过齿轮和滑轨等物理结构实现数据的处理和运算,尽管速度较慢,但为计算机硬件的发展奠定了基础。

2. 电子管时代20世纪40年代,随着电子技术的进步,电子管赋予了计算机硬件更高的处理速度和更大的功能扩展性。

ENIAC是第一台电子管计算机,它使用了数千个电子管,但体积庞大且功耗高。

接着,UNIVAC-1和IBM 650等计算机相继问世,标志着电子管时代的到来。

3. 晶体管时代1950年代后期,发明了晶体管,这是计算机硬件发展的一个重要里程碑。

晶体管取代了电子管,它们更小巧、更可靠,并且功耗较低。

这种技术的突破使得计算机硬件可以更加紧凑和高效,从而进一步推动了计算机的普及和应用。

4. 集成电路时代1960年代中期,集成电路的发明使得更多的晶体管可以集成在一块芯片上。

这种制造技术的进步使得计算机硬件的性能急剧提升,成本也大幅降低。

1965年,摩尔定律被提出,预言了集成电路上可容纳的晶体管数量将每隔18至24个月翻一番,这一定律至今仍然有效。

5. 微处理器时代1971年,英特尔发布了第一款商用微处理器Intel 4004,标志着微处理器时代的开始。

微处理器是一种集成了运算器、控制器和存储器等功能的芯片,大大提高了计算机的性能和功能。

自此之后,微处理器不断进化,普及到个人电脑、服务器和移动设备等各个领域。

6. 多核时代随着技术的进步,单核处理器的频率和性能达到了瓶颈。

为了进一步提升计算机的处理能力,多核处理器应运而生。

多核处理器将多个核心集成在同一芯片上,使得计算机可以同时执行多个任务,提高了并行处理的效率。

计算机硬件发展

计算机硬件发展

计算机硬件发展计算机硬件是指计算机系统中的各种物理设备,包括中央处理器(CPU)、内存、硬盘、显示器、键盘等。

自计算机问世以来,计算机硬件经历了多年的发展与进步,这不仅改变了我们的生活方式,也推动了科技进步和社会发展。

本文将从计算机硬件的起源开始,分别介绍其发展的不同阶段。

一、计算机硬件的起源早在二十世纪四十年代,第一台计算机“ENIAC”问世,它由大量的电子管、电阻器、电容器等元器件构成,体积庞大、功耗高、运算速度较慢。

此时的计算机还远离了现代计算机的概念,更像是一种巨大的计算终端。

然而,ENIAC的诞生标志着计算机硬件的发展的开端,为后来的计算机科技奠定了基础。

二、计算机硬件的发展阶段1. 电子管时代在电子管时代,计算机硬件的核心是电子管。

电子管是一种伟大的发明,它能够放大和开关电流,实现计算机内部的运算和控制。

然而,电子管的体积庞大、容易过热,且寿命较短。

这导致计算机体积庞大、耗电多且不稳定。

在这一时期,计算机的发展速度较慢,主要用于科学研究和军事领域。

2. 晶体管时代晶体管的问世标志着计算机硬件进入了一个全新的阶段。

晶体管比电子管更小巧、更可靠、功耗更低,提高了计算机的性能和可靠性。

在这一时期,计算机开始进入商业应用领域,人们能够看到越来越多的计算机出现在办公楼、学校和实验室中。

3. 集成电路时代集成电路的发明引领着计算机硬件的新发展。

集成电路是在一个芯片上集成了多个晶体管和其他元器件。

它使得计算机变得更小巧、更高效,功耗进一步降低。

同时,集成电路的出现也加速了计算机的普及,计算机开始进入家庭和普通民众的生活中。

4. 微处理器时代微处理器的出现是计算机硬件发展的里程碑。

微处理器是一种在一个芯片上集成了CPU、内存和其他控制器的器件。

它的问世使得计算机硬件开始进入个人计算机时代,人们能够拥有个人电脑并进行各种任务。

微处理器的不断升级和发展,使得计算机硬件的性能与功能不断提升。

5. 现代计算机硬件如今,计算机硬件已经进入了信息时代。

计算机硬件发展史

计算机硬件发展史

计算机硬件发展史计算机硬件发展史计算机是一种电子设备,它能够进行大量的数据处理和存储任务。

计算机的出现,改变了人类社会和经济生活的方方面面。

计算机的硬件是其技术核心,它与软件协同工作,才构成了完整的计算机系统。

计算机硬件的发展经历了许多阶段,以下是其中的一些:一、第一代计算机(1943年-1957年)第一代计算机采用了真空管技术作为基本元件。

这种计算机非常庞大,而且制造成本很高,因此普及度不高。

这种计算机的主要代表是ENIAC。

二、第二代计算机(1957年-1963年)第二代计算机采用了晶体管作为基本元件,使得计算机的体积大大缩小,制造成本也大为降低。

典型的第二代计算机有IBM 7094和UNIVAC 1107等。

三、第三代计算机(1964年-1971年)第三代计算机采用了集成电路(IC)技术,计算机的运行速度和存储容量大大提高。

此时期的计算机,比较典型的有IBM System/360和CDC 6600。

四、第四代计算机(1971年-1983年)第四代计算机开始使用了微处理器。

微处理器是一种可以集成计算机处理器的电子器件,它将计算机处理器缩小到了一个芯片上。

这一时期,典型的计算机有DEC PDP-11和Intel 4004等。

五、第五代计算机(1983年至今)第五代计算机的特点是采用了大规模集成电路(VLSI)技术、高速缓存、多重处理器和快速通讯等技术,使得计算机的运行速度和存储容量有非常大的提高。

此时期的计算机系统有Cray-2、IBM PC和Apple Macintosh等。

总的来说,计算机硬件的发展历程经历了大量的技术革新,每一个阶段都建立了起来自身的特点和优点。

我们必须认识到,计算机硬件是一个快速发展的领域,我们要不断学习和创新,才能更好地应对新技术和新的应用需求。

计算机硬件历史回顾计算机硬件技术的发展过程

计算机硬件历史回顾计算机硬件技术的发展过程

计算机硬件历史回顾计算机硬件技术的发展过程计算机硬件历史回顾:计算机硬件技术的发展过程计算机硬件是指计算机系统中的物理设备,包括中央处理器(CPU)、内存、存储设备、输入设备和输出设备等。

作为计算机技术的核心部分,计算机硬件经历了多年的发展与演进。

本文将回顾计算机硬件技术的发展过程,从早期的机械计算机到今天的高性能计算机。

一、早期机械计算机时代19世纪末和20世纪初,机械计算机是计算机硬件技术的首次尝试。

代表性的机械计算机有巴贝奇的分析机和赫尔曼·霍普的制表机。

这些机械计算机通过齿轮、滑动规、凸轮等机械零件进行计算,速度缓慢且功能有限。

二、电子管时代20世纪40年代,电子管技术的发展催生了第一代电子计算机。

代表性的电子计算机有ENIAC、EDVAC和UNIVAC等。

电子管是一种用来放大、开关和控制电流的器件,在计算机中用于实现逻辑门和存储设备。

电子管计算机的庞大体积、高功耗和不稳定性是其主要的缺陷。

三、晶体管时代20世纪50年代,晶体管的发明标志着计算机硬件技术的重大突破。

代表性的计算机有IBM 7090和DEC PDP-1等。

晶体管是一种可控硅器件,取代了电子管的使用。

相比电子管,晶体管具有体积小、功耗低、可靠性高等优点,使得计算机硬件更加稳定和高效。

四、集成电路时代20世纪60年代末,集成电路的问世彻底改变了计算机硬件技术的面貌。

集成电路是将多个晶体管、电容器和电阻器等元件集成在一个芯片上。

代表性的计算机有IBM System/360和DEC PDP-8等。

集成电路的出现使计算机硬件更加紧凑、高效和可靠,为计算机的普及奠定了基础。

五、微处理器时代20世纪70年代,微处理器的发明开创了计算机硬件的新纪元。

代表性的计算机有IBM PC和Apple II等。

微处理器是一种将中央处理器集成在一个芯片上的设备,使得计算机硬件变得更加便携、易用和高性能。

微处理器技术的进步推动了个人计算机的普及,使计算机成为现代社会中不可或缺的工具。

计算机硬件的演进历程

计算机硬件的演进历程

计算机硬件的演进历程随着科技的不断发展,计算机硬件也在不断演进,从最早的原始计算机到现在的高性能计算机,经历了一系列的技术革新和发展。

本文将从硬件的发展历程、处理器架构、存储技术以及外设设备四个方面来介绍计算机硬件的演进历程。

一、硬件的发展历程计算机硬件从诞生之初到现在,经历了几个显著的阶段。

在早期的计算机时代,硬件主要由电子管构成,这种计算机称为电子管计算机。

随着技术的进步,电子管被晶体管取代,计算机转向晶体管计算机时代。

20世纪60年代,计算机进入了集成电路时代,也就是使用集成电路芯片构建计算机硬件。

此后,计算机硬件的集成度不断提高,进入了微处理器时代,逐步演进到目前的超大规模集成电路和多核处理器时代。

二、处理器架构的演进处理器是计算机的核心组成部分,它负责执行所有的计算任务。

在计算机硬件的演进过程中,处理器架构也经历了较大的改变。

最初的计算机处理器采用的是单指令单数据流(SISD)架构,即每一条指令只能处理一条数据。

随着科技的进步,处理器架构也不断演化,出现了多指令多数据流(MIMD)架构,允许同时处理多条指令和多个数据。

随着计算机技术的不断发展,现代处理器采用了超标量、超流水线、乱序执行等高级技术,大大提高了处理器的性能和效率。

三、存储技术的演进在计算机硬件的演进过程中,存储技术也取得了巨大的进步。

最早的计算机只能通过穿孔卡片等外部介质进行数据的存储和读取。

后来,随着磁带和磁盘等磁存储介质的出现,计算机的存储容量大大增加。

在磁存储的基础上,又出现了固态存储技术,如闪存和固态硬盘(SSD),它们具有读写速度快、耐用性好的特点,逐渐取代了传统的机械硬盘。

此外,还有近年来兴起的非易失性内存(NVM)技术,如相变存储和阻变存储,为计算机存储技术带来了新的可能性。

四、外设设备的演进除了处理器和存储技术,计算机的外设设备也经历了一系列的演进。

最早的计算机的输入设备主要是打孔卡片机,输出设备是打字机等。

电脑硬件的演变与发展

电脑硬件的演变与发展

电脑硬件的演变与发展随着科技的飞速发展,电脑硬件作为电脑系统的重要组成部分,在过去几十年里经历了巨大的演变与发展。

本文将回顾电脑硬件的历程,从早期的机械结构到如今的高速芯片,探究其中的变革和突破。

1. 早期计算机的机械结构早期的计算机是基于机械结构构建的,主要采用机械齿轮、继电器等设备进行数据处理。

这些机械计算机体积庞大,运算速度相对较慢,且故障率较高。

然而,这些机械计算机为后来的电子计算机奠定了基础,其中的一些原理仍然应用于今天的硬件设计中。

2. 晶体管的革命性突破1950年代,晶体管的发明引发了电脑硬件领域的一场革命。

晶体管的出现使得电路的构建和信号的控制更加轻便和高效。

相较于机械计算机,使用晶体管代替继电器的电子计算机在速度和稳定性上有了大幅度的提升。

晶体管被广泛应用于计算机的逻辑门电路中,成为当时硬件技术的主流。

3. 集成电路的推出20世纪60年代晚期,集成电路的问世进一步推动了计算机硬件的发展。

集成电路将许多晶体管、电阻器、电容器等元件集成到一个芯片上,极大地提高了电路的功能密度、可靠性和稳定性。

通过集成电路的应用,电脑硬件的体积显著减小,功耗也得到了降低。

4. 微处理器的崛起20世纪70年代,微处理器的问世引领了计算机硬件的新潮流。

微处理器是将中央处理器(CPU)集成在一个芯片上的器件,它不仅控制和协调整个计算机系统的运作,还包含算术逻辑运算单元(ALU)等核心组件。

微处理器的出现使得计算机变得更加智能化、高效化。

此后,微处理器不断升级,性能不断提升,成为个人电脑的核心组件。

5. 显卡和存储设备的进步除了微处理器的进步,显卡和存储设备也经历了显著的发展。

显卡的诞生使得计算机可以处理更加复杂的图形任务,为计算机游戏、设计和多媒体应用带来了突破性的变革。

同时,存储设备的容量不断扩大,速度不断提升,从最初的软盘到硬盘、固态硬盘,再到如今的云存储,用户可以存储和访问大量的数据,提高了工作和生活的效率。

计算机硬件发展的四个阶段

计算机硬件发展的四个阶段

计算机硬件发展的四个阶段计算机硬件发展是计算机科学领域中一个非常重要的研究方向,随着科技的不断进步,计算机硬件也在不断地发展和更新。

在这个过程中,我们可以将计算机硬件发展的历程分为四个阶段,分别是电子管时代、晶体管时代、集成电路时代和微处理器时代。

一、电子管时代计算机硬件的起源可以追溯到上世纪40年代,这个时候计算机还是使用电子管作为核心组成部分。

电子管时代的计算机体积庞大、功耗高、散热问题严重,而且可靠性也比较差。

这个时候的计算机主要用于军事和科学领域,输入输出方式主要是通过纸带、孔板和打印机。

二、晶体管时代1950年代,晶体管的发明奠定了计算机发展的基础。

与电子管相比,晶体管体积小、功耗低、寿命长、可靠性高,而且价格也比较便宜。

晶体管的问世使得计算机体积越来越小,功耗越来越低,速度也越来越快。

这个时候的计算机开始应用于商业领域,输入输出方式主要是通过打印机和磁带。

三、集成电路时代20世纪60年代,集成电路的发明彻底改变了计算机硬件的面貌。

集成电路是将数百个晶体管、电容和电阻等元件集成在一个芯片上,并通过不同的电路连接起来。

这个时候的计算机体积更小、功耗更低、速度更快,而且可靠性和稳定性也有了很大的提高。

集成电路的问世使得计算机硬件的制造成本大大降低,同时也推动了计算机应用的广泛发展。

这个时候的计算机开始应用于个人领域,输入输出方式主要是通过键盘、显示器和磁盘。

四、微处理器时代20世纪70年代,微处理器的问世使得计算机硬件又迈上了一个新的台阶。

微处理器是一种将中央处理器、存储器和输入输出接口等组合在一起的芯片,可以完成计算机的全部功能。

微处理器的问世让计算机更加小巧、便携、易于使用,同时也开启了计算机普及的新时代。

这个时候的计算机开始应用于家庭、办公和教育领域,输入输出方式主要是通过键盘、鼠标、触摸屏和显示器。

总结计算机硬件的发展历程中,每个阶段都有其特点和创新,同时也为后续的发展提供了坚实的基础。

计算机硬件发展历史

计算机硬件发展历史

计算机硬件发展历史
好的,我会尽力按照你的要求作为一名历史学家,从原始资料中收集数据并分析计算机硬件发展的历史。

以下是我的研究结果:
计算机硬件的历史可以追溯到19世纪末期。

当时,科学家和工程师开始使用电子管开发出电子设备,包括无线电和电话交换机。

在20世纪50年代,电子管被晶体管所取代,这是现代计算机硬件的基础。

20世纪50年代和60年代,计算机硬件开始出现变化。

在1951年,第一台商用计算机UNIVAC I 问世,它使用了电子管实现计算功能。

随着计算机的发展,计算机硬件也随之升级。

1960年代是计算机硬件发展的重要时期,IBM公司推出了System/360 系列计算机,这是一种全新的计算机架构,使用可编程的芯片代替了以前的定制电路,从而降低了成本和提高了性能。

1970年代,计算机硬件开始进入个人计算机时代,最著名的产品是Apple II 和Commodore PET。

这些计算机使用的是微处理器,它们可以在单个芯片上处理所有计算功能。

然后,IBM公司推出了第一台个人电脑IBM PC,这是一款同时支持软件和硬件开发的标准化计算机。

1980年代至今,计算机硬件不断发展。

其中包括CPU、内存、硬盘、显卡、声卡、网卡等各种硬件设备的不断更新和升级,并且不断加入新的功能和特性。

总的来说,计算机硬件的发展经历了许多变革和革命,从电子管到晶体管,从个人计算机到云计算和物联网。

今天,计算机硬件正在不断地演变,并不断改变着人们的生活和工作方式。

了解计算机硬件的发展历程

了解计算机硬件的发展历程

了解计算机硬件的发展历程计算机硬件的发展历程计算机硬件作为计算机系统中的重要组成部分,经历了多年的发展和演变。

它的进步不仅为计算机的性能提升提供了基础,同时也推动了科技和信息技术的飞速发展。

本文将从早期计算机硬件的起源,到现代计算机硬件的创新,全面回顾计算机硬件的发展历程。

一、早期计算机硬件的起源早期的计算机硬件是非常原始的,主要由电子管组成。

诞生于二十世纪40年代的早期计算机如ENIAC(电子数字积分计算机)等,使用了大量的电子管作为逻辑门电路和存储单元。

然而,电子管具有体积庞大、功耗高和寿命短的缺点,加上电子管的使用受到空间和电力的限制,限制了早期计算机的规模和性能。

二、晶体管的出现和应用20世纪50年代,晶体管的发明解决了电子管所存在的一系列问题,推动了计算机硬件技术的进一步发展。

晶体管比电子管更小巧、功耗更低,减少了计算机的体积和散热问题,并提高了计算机的运行速度和可靠性。

随着晶体管逻辑门电路的应用,计算机的处理能力和存储容量得以迅速提升,使得早期的大型计算机逐渐变得可行和实用。

三、集成电路的崛起20世纪60年代,集成电路(Integrated Circuit,IC)的问世进一步推动了计算机硬件技术的革新。

集成电路将多个晶体管和其他电子元件集成在一块硅片上,极大地提高了计算机的集成度和性能。

从最初的小型集成电路,到大规模集成电路(LSI),再到超大规模集成电路(VLSI),集成电路的发展极大地减小了计算机的体积,提高了计算机的性能和可靠性。

四、微处理器的诞生与应用20世纪70年代,微处理器的问世标志着计算机硬件技术的新里程碑。

微处理器是一个集成了算术逻辑单元、控制单元和寄存器的集成电路,成为了现代计算机的核心。

微处理器的出现极大地简化了计算机的结构和设计,使得计算机变得更加智能化和个人化。

微处理器的逐步应用于个人电脑、服务器和嵌入式系统等领域,推动了计算机的广泛普及和应用。

五、现代计算机硬件的创新与发展随着科技的不断发展,计算机硬件技术也不断创新和演进。

计算机硬件的发展与趋势

计算机硬件的发展与趋势

计算机硬件的发展与趋势随着科技的快速发展,计算机硬件作为计算机系统的重要组成部分也在不断升级和创新。

本文将探讨计算机硬件的发展历程以及目前的趋势。

一、计算机硬件的发展历程1. 第一代计算机第一代计算机出现在二十世纪四十年代末期至五十年代初期,被称为电子管计算机。

这些计算机体积庞大、功耗高,同时也非常昂贵。

第一代计算机的主要特点是处理速度相较于人工计算大幅提升,但仍然面临存储容量不足、故障率高等问题。

2. 第二代计算机第二代计算机在五十年代中期取代了第一代计算机,它们采用了晶体管作为电子元件。

相较于电子管,晶体管小巧、稳定,并且能够承受更高的工作频率,从而提高了计算机的处理能力。

尽管第二代计算机的性能相较于第一代有所提升,但仍然面临着高昂的造价和复杂的维护。

3. 第三代计算机到了六十年代,第三代计算机开始大规模投入使用。

这一代计算机采用了集成电路(IC)技术,使得整个计算机系统可以集成在一片硅片上。

相较于前两代计算机,第三代计算机更小巧、价格更为合理,并且能够进行更加复杂的计算任务。

此外,第三代计算机还引入了操作系统和高级编程语言,进一步提升了计算机的易用性和效率。

4. 第四代计算机到了七十年代,人们迎来了第四代计算机,这一代计算机采用了大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)。

这使得计算机的性能得到了进一步提升,同时成本也得到了有效控制。

第四代计算机为个人计算机的普及奠定了基础。

5. 当代计算机目前,计算机硬件正朝着更小、更快、更省能源的方向发展。

如今,我们已经进入了所谓的“芯片时代”,计算机内部的处理器芯片被不断迭代和升级。

因此,计算机处理器的性能指标也在不断提升,从单核心发展到多核心,并融入了人工智能、机器学习等领域。

此外,固态硬盘(SSD)替代传统的机械硬盘(HDD),大大提高了数据传输速度。

二、计算机硬件的趋势1. 人工智能和机器学习如今,人工智能和机器学习已经成为计算机界的热门话题。

计算机硬件发展史与趋势

计算机硬件发展史与趋势

计算机硬件发展史与趋势随着科技的不断进步和人类对计算能力需求的增加,计算机硬件在过去几十年中发展迅猛。

从最初的大型机到今天的个人电脑和移动设备,计算机硬件在尺寸、速度和功能方面都取得了巨大的进步。

本文将为您介绍计算机硬件的发展史和未来趋势。

一、第一代计算机硬件20世纪40年代,第一台电子计算机ENIAC诞生,它体积庞大、功耗高,运算速度非常慢。

ENIAC使用了大量的真空管作为电子元件,真空管容易受损,需要经常更换。

第一代计算机硬件的特点是体积大、能效低、可靠性差。

这时的计算机只能由专业人员维护和操作。

二、第二代计算机硬件20世纪50年代,晶体管的发明使得计算机硬件开始迈向第二代。

晶体管比真空管更小巧,速度更快,使用寿命更长。

这一代计算机硬件的电子元件开始趋向集成化,由于晶体管的特点,计算机的体积和功耗显著减少,计算速度和可靠性得到了改善。

三、第三代计算机硬件进入20世纪60年代,集成电路的诞生标志着第三代计算机硬件的开始。

集成电路将大量的电子元件集成在一个芯片上,使得计算机更加紧凑、占用空间更小。

第三代计算机硬件的特点是电路集成度高,性能大幅提升,能效进一步提高,计算机开始向个人用户普及,成为工作和学习的重要工具。

四、第四代计算机硬件20世纪70年代,微处理器的发明开启了第四代计算机硬件的时代。

微处理器是一个集成了运算器、控制器和存储器的芯片,代表着计算机硬件从大型机和小型机向个人电脑迈进。

计算机变得更加智能化、个性化,用户可以自己操控计算机完成各种任务。

第四代计算机硬件的特点是运算速度更快、存储能力更大、体积更小,计算机硬件开始向多样化和可定制化方向发展。

五、第五代计算机硬件如今,我们已经进入第五代计算机硬件的时代。

第五代计算机硬件以人工智能和量子计算为代表,计算速度更快、能效更高、存储能力更大。

人工智能技术的不断发展和应用,使得计算机能够处理更加复杂的任务,并具备学习和推理的能力。

而量子计算则利用了量子力学的原理,能够在瞬间完成一些传统计算机难以完成的任务。

电脑硬件的演变历程

电脑硬件的演变历程

电脑硬件的演变历程自从电子计算机发明以来,电脑硬件经历了长足的发展和演变。

从最初的巨大而笨重的电子管计算机到今天的微型化和高性能计算机,电脑硬件的演变不仅改变了人们的生活方式,也促进了科技的飞速发展。

1. 电子管时代电子管是早期计算机中使用的主要元件。

这些电子管巨大而笨重,使用过程中需要频繁更换,且易发生故障。

电子管计算机的计算能力有限,运行速度缓慢,同时耗电量巨大。

然而,这些电子管计算机为后来的硬件发展奠定了基础。

2. 集成电路时代20世纪60年代,集成电路(Integrated Circuit)的发明开启了一个新时代。

集成电路将数以千计的晶体管制成微小的芯片,大大减小了电子计算机的体积,并提高了计算机的性能。

集成电路的问世不仅使计算机变得更加高效,还降低了生产成本,促进了计算机的普及。

3. 微处理器时代20世纪70年代,微处理器的发明更是推动了电脑硬件的演变。

微处理器是计算机的“大脑”,它集成了运算器、控制器和存储器等核心部件。

微处理器的问世使得计算机的控制和计算能力得到了巨大的提升,大大缩短了数据处理时间。

此外,微处理器的微型化和低功耗使得电脑硬件进一步小型化,为移动计算设备的出现奠定了基础。

4. 个人电脑时代进入20世纪80年代,个人电脑的兴起标志着电脑硬件进入了一个新的时代。

个人电脑的出现使得普通民众可以拥有自己的计算设备,并使用各种办公和娱乐软件。

同时,个人电脑的普及也推动了硬件技术的进一步发展。

在这个时期,计算机的处理器、内存、硬盘等硬件组件不断提升性能,同时价格逐渐降低,更加适合大众购买和使用。

5. 移动计算时代21世纪初,随着移动通信技术的快速发展,移动计算时代的开始。

智能手机和平板电脑成为人们生活的重要组成部分,这些设备不仅具备计算和存储功能,还集成了通信、摄影、音频播放等多种功能。

移动计算设备的快速普及推动了电脑硬件的进一步发展,要求硬件在保持高性能的同时更小巧、更省电。

6. 人工智能时代随着人工智能技术的突飞猛进,电脑硬件的演变再次迎来了一次重要的历程。

计算机硬件的发展历程与趋势

计算机硬件的发展历程与趋势

计算机硬件的发展历程与趋势随着科技的快速发展,计算机硬件作为计算机的重要组成部分,不断取得了令人瞩目的进步。

本文将探讨计算机硬件的发展历程和当前的趋势。

1. 第一代:电子管时代计算机硬件的历程可以追溯到上世纪40年代。

第一代计算机硬件的代表是使用电子管的计算机系统。

电子管是一种大而笨重的设备,对于精密的计算需要大量的空间和高耗能。

尽管这些计算机存储容量有限,速度较慢,但它们标志着计算机硬件的诞生。

2. 第二代:晶体管时代20世纪50年代,晶体管的发明带来了计算机硬件的重要进步。

晶体管比电子管更小巧、更可靠,同时也更高效。

这一代计算机硬件的典型代表是IBM 7090和DEC PDP-8。

晶体管的诞生不仅使得计算机体积变小、功耗降低,同时提升了计算速度和存储能力。

3. 第三代:集成电路时代20世纪60年代,集成电路的问世彻底改变了计算机硬件的面貌。

集成电路将大量的晶体管、电阻和电容等元件集成在一块芯片上,使计算机硬件变得更小巧、更强大。

此时的计算机硬件性能大幅提升,计算速度更快,存储容量也有了显著的增长。

这一代计算机硬件代表是IBM System/360。

4. 第四代:微处理器时代上世纪70年代,微处理器的发明将计算机硬件带入了新的时代。

微处理器是一种集成了算术逻辑单元、控制单元和缓存等电路的芯片。

它使得整个计算机系统可以嵌入一个单一的芯片中。

微处理器的问世使得计算机硬件成本大幅度降低,速度和性能得到了进一步提升。

在这一代中,个人计算机开始普及,并逐渐成为一种家庭常见的设备。

5. 当前趋势:尺寸缩小、性能提升、智能化随着科技的迅速发展,计算机硬件正朝着尺寸缩小、性能提升和智能化的方向发展。

首先,硬件设备尺寸越来越小,如手机、平板电脑等便携设备的出现。

其次,计算机硬件的性能不断提高,处理器速度加快、存储容量增大,以满足人们对高效计算的需求。

最后,人工智能的兴起促使计算机硬件朝着更智能化的方向发展,如专用的图形处理器用于人工智能计算。

计算机硬件的发展历程

计算机硬件的发展历程

计算机硬件的发展历程计算机硬件的发展历程可以追溯到二十世纪四十年代,随着科技和计算机科学的快速进步,计算机硬件在过去几十年里经历了巨大的变革和创新。

本文将回顾计算机硬件的发展历程,从早期的计算机到现代的高性能计算机,让我们一起探索这一令人惊叹的旅程。

1. 早期计算机的硬件发展早期计算机的硬件是非常庞大和笨重的,与现代计算机相比可谓天壤之别。

1946年,世界上第一台通用电子计算机ENIAC诞生,它使用了大量的真空管和继电器作为主要的计算元件。

真空管是一种庞大的电子元件,需要大量的能量来运行,并且容易受到热量和震动的影响。

真空管的使用使得早期计算机的体积庞大,且功耗极高。

20世纪50年代,晶体管的出现引领了计算机硬件的新时代。

晶体管是一种小型的半导体器件,取代了真空管的使用。

晶体管的推出,使得计算机硬件在体积和功耗上都有了显著的改进。

此外,晶体管还具备更高的可靠性和更长的使用寿命。

2. 集成电路的崛起20世纪60年代,集成电路的发明彻底改变了计算机硬件的面貌。

集成电路是将多个晶体管等电子元件整合在一起的一种技术。

相比于单独使用晶体管,集成电路具有更高的集成度和更小的体积。

这使得计算机硬件的设计更加紧凑和高效。

集成电路的发展促进了计算机硬件的迅速发展。

在20世纪70年代,人们见证了微处理器的诞生,这是一种集成电路中包含了中央处理器的芯片。

微处理器的出现使得计算机硬件更加智能化和小型化,开启了个人计算机的时代。

3. 个人计算机的兴起20世纪80年代,个人计算机开始进入千家万户。

个人计算机的硬件经历了进一步的创新和升级。

处理器的速度和性能不断提高,存储器的容量越来越大,显示器的分辨率更加清晰。

此外,随着硬盘驱动器和光盘驱动器的出现,个人计算机的存储容量和数据传输速度大幅提升。

4. 现代计算机的发展进入21世纪,计算机硬件继续迎来巨大的突破。

随着处理器技术的不断创新,多核处理器开始广泛应用于高性能计算机和服务器中。

计算机基础知识培训计算机硬件的发展趋势与应用前景展望

计算机基础知识培训计算机硬件的发展趋势与应用前景展望

计算机基础知识培训计算机硬件的发展趋势与应用前景展望计算机基础知识培训——计算机硬件的发展趋势与应用前景展望随着信息技术的不断发展,计算机硬件作为信息技术的基础设施,也在不断进步和演变。

本文将就计算机硬件的发展趋势及应用前景进行探讨,帮助读者了解计算机硬件的发展现状以及未来可能的发展方向。

一、计算机硬件的发展历程计算机硬件从诞生到现在经历了长足的发展,经历了几个阶段的演变。

这些阶段的演变对计算机硬件的结构、性能和应用都产生了重要影响。

1.第一代计算机硬件第一代计算机硬件是使用真空管作为主要元件的时代。

真空管的使用使计算机具备了较高的运算能力,但是真空管体积大、耗能量大、易损坏,需要经常更换和维修。

2.第二代计算机硬件第二代计算机硬件采用了晶体管代替了真空管,晶体管体积小、成本低、可靠性高,使得计算机硬件性能得到了大幅提升。

第二代计算机硬件还引入了存储器和操作系统的概念,为计算机的应用提供了更好的基础。

3.第三代计算机硬件第三代计算机硬件采用了集成电路技术,将大量晶体管集成在一块芯片上,提高了计算机硬件的集成度和性能。

第三代计算机硬件的诞生奠定了现代计算机硬件的基础,使计算机能够被广泛应用于各个领域。

4.第四代计算机硬件第四代计算机硬件主要采用了超大规模集成电路(VLSI)技术,将更多的晶体管集成在一块芯片上,提高了计算机硬件的性能和功能。

第四代计算机硬件使得计算机进一步缩小,性能进一步提升,应用领域更加广泛。

5.当前计算机硬件的发展当前,计算机硬件的发展呈现出多样化和集成化的特点。

各种新型的处理器、存储器、显卡等硬件不断涌现,并不断提高计算机的性能和应用能力。

同时,计算机硬件与其他领域的融合也带来了许多全新的应用领域,如人工智能、云计算等。

二、计算机硬件的发展趋势随着科技的不断进步,计算机硬件的发展也在快速推进。

以下是计算机硬件发展的几个主要趋势:1.高性能计算机硬件随着科学计算和大数据处理需求的不断增加,高性能计算机硬件的需求也越来越大。

计算机硬件的发展与创新

计算机硬件的发展与创新

计算机硬件的发展与创新随着科技的迅猛发展,计算机已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。

而计算机的核心组成部分就是计算机硬件,它的发展与创新为计算机技术带来了巨大的进步。

本文将从计算机硬件的历史发展、技术创新和未来趋势三个方面进行探讨。

一、计算机硬件的历史发展计算机硬件的发展可以追溯到上世纪40年代的电子管时代。

当时,计算机硬件采用的是大量的电子管,体积庞大、功耗高,并且容易损坏,限制了计算机的规模和性能。

然而,在1950年代中期,晶体管的发明引领了计算机硬件的新时代。

晶体管具有体积小、功耗低的特点,不仅提高了计算机的可靠性和性能,而且为计算机的进一步发展奠定了基础。

随后,集成电路的问世使得计算机硬件规模进一步缩小,运算速度大幅提升。

到了20世纪70年代,微处理器的出现使得计算机硬件性能更加强大,人们可以将整个计算机系统集成到一个芯片上,开创了个人计算机的时代。

二、计算机硬件的技术创新计算机硬件的技术创新推动了计算机的性能不断提升。

首先是处理器技术的创新。

在过去的几十年中,处理器的核心数、主频和内存容量都呈指数级增长。

从单核处理器到多核处理器,从GHZ级主频到THZ级主频,处理器的发展突破了性能的瓶颈。

不仅如此,制程工艺的进步使得处理器的集成度不断提高,功耗和发热问题也得到了有效解决。

其次是存储技术的创新。

从硬盘到固态硬盘,再到闪存存储器,存储技术的创新极大地提高了计算机的数据读写速度,同时降低了能耗。

此外,图形处理器也经历了从2D到3D再到人工智能计算的发展,为计算机图形和深度学习应用提供了强大的计算能力。

三、计算机硬件的未来趋势未来,计算机硬件的发展将进一步迎来创新的突破。

首先是量子计算机的出现。

量子计算机利用量子力学的原理进行计算,相比传统计算机具有更快的运算速度和更大的运算能力,能够解决一些传统计算机难以处理的问题。

其次是可穿戴设备的普及。

通过在身体上佩戴的计算机硬件,人们可以更加便捷地进行交互和获取信息。

计算机硬件技术发展历史解析

计算机硬件技术发展历史解析

计算机硬件技术发展历史解析计算机硬件技术是现代计算机系统的基础,它的发展经历了多年的演进和创新。

本文将对计算机硬件技术的发展历史进行解析,从早期计算机机械装置到现代高速芯片技术的应用,以展示计算机硬件技术的飞速发展。

第一阶段:机械计算机时代在计算机硬件技术的早期阶段,机械计算机起到了重要的作用。

这些机械计算机使用各种机械装置进行计算,如齿轮、滑轨、曲柄等。

最有代表性的早期机械计算机是巴贝奇的分析机,它使用了很多复杂的机械零件来进行数据处理和存储。

第二阶段:电子管计算机时代随着电子技术的发展,电子管计算机成为计算机硬件技术的主导。

电子管是一种能够控制电流流动的电子设备,它能够完成逻辑运算、存储和控制等功能。

第一台电子管计算机是美国宾夕法尼亚大学的ENIAC,它于1946年问世。

电子管计算机的运算速度比机械计算机快得多,而且它具有更高的稳定性和可靠性。

第三阶段:晶体管计算机时代在20世纪50年代后期,晶体管的出现给计算机硬件技术带来了重大革新。

晶体管是一种基于半导体材料的电子设备,它比电子管更小、更快、更稳定。

晶体管计算机使用了大量的晶体管来实现计算和控制功能,大大提高了计算机的性能和可靠性。

晶体管计算机时代的代表性计算机是IBM公司的IBM System/360系列。

第四阶段:集成电路计算机时代1960年代,随着集成电路技术的出现,计算机硬件技术进入了一个崭新的时代。

集成电路是将多个晶体管、电阻器和电容器等元件集成在一块芯片上,由此成为计算机内部电路的基本单元。

集成电路的应用使得计算机体积更小、功耗更低、运算速度更快。

在这个时期,许多计算机公司开始推出自己的计算机产品,如IBM的IBM System/370系列和苹果的Apple II。

第五阶段:超大规模集成电路计算机时代20世纪70年代末到80年代初,随着超大规模集成电路(VLSI)技术的发展,计算机硬件技术迎来了一个全新的时代。

VLSI技术使得数百万个晶体管能够集成在一个芯片上,使计算机的运算速度、存储容量和功能得到了极大的提升。

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浅析计算机硬件发展史作者:付华来源:《电脑知识与技术》2016年第13期摘要:从1946年第一台计算机诞生至今,计算机已经风风雨雨走过了近70年,这70年间,计算机慢慢向着运算速度快、精度高、存储和记忆能力强、具有逻辑判断能力和高自动化程度发展,是计算机硬件的迅猛发展使得这一切成为了可能,主要介绍了计算机存储设备、元器件、处理器的发展历史,为把握计算机未来发展的脉搏提供了依据和参考。

关键词:计算机;硬件;发展;处理器;存储设备中图分类号:TP301 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)13-0249-02计算机硬件是指由计算机系统中各种电子、光电原件以及机械等组合而成的各种装置所组成的有机整体,而这一有机整体是以计算机系统的结构和功能要求为前提的,从而为计算机软件的运行提供了物质基础,最终实现在计算机程序的控制之下进行数据的计算和输入输出等任务[1]。

就计算机硬件组成而言,计算机制造技术自1946年ENIAC研制成功以来其基本硬件结构依旧沿袭冯.诺伊曼的传统框架,即输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器五大基本构件组成计算机硬件系统,即使计算机已经得到了长足的发展。

1 计算机硬件的发展史1.1以计算机元器件为象征的发展史根据计算机所使用的主要器件,即电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路来划分的话,相应的计算机硬件发展便大致可分为四代,即第一代计算机(20世纪40-50年代),以1946年ENIAC的研制成功为标志。

第一代计算机都建立在电子管基础上,其缺点包括耗电量大、体积大、运算速度慢。

第二代计算机(1959-1964)。

第二代计算机抛弃了电子管而使用晶体管,晶体管具有寿命长、重量轻、体积小和速度快的优点,相对于第一代计算机在性能和结构方面都有了很大的进步。

以50年代末美国菲尔克公司研制成功的第一台大型通用晶体管计算机为标志。

第三代计算机(1965-1970),第三代计算机更进一步,利用集成电路,而非晶体管和电子管。

其以IBM公司研制成功的360系列计算机为标志。

第四代计算机(1971-至今)第四代计算机最为显著的特征是利用了大规模集成电路和超大规模集成电路[2],其以英特尔公司研制的第一代微处理器英特尔4004为代表,。

1.2以计算机处理器为代表的发展史中央处理器CPU对于整个计算机的重要性不言而喻,因此其改进也通常被认为是整个计算机硬件技术进步的重要指标。

虽然处理器的发展经历了多个阶段,但是可将其发展大致划分为两个较明显的时代:即从1970年到2005年的单核时代和2006年开始进入的全新多核时代,在单核时代,CPU的明显特征就是唯主频论,而多核的出现标志着以主频论英雄的时代正式结束。

CPU可以溯源到1971年,1971年11月15日,英特尔公司推出了世界上第一台拥有2300个晶体管的微处理器4004,虽然具有速度很慢和功能有限的缺点,但毕竟是用于计算机的第一个4位微处理器。

此后,英特尔公司推出了一系列处理器,如在1972年4月推出8080处理器和68000处理器,其主频分别为2MHz和8MHz,每秒分别处理50万条指令和70万条指令;1978年6月推出的8086处理器、68000处理器和68020处理器,其主频分别为8MHz、16MHz和16MHz,每秒分别处理80万条、130万条和260万条指令;1982年4月推出80286、68030、386SX、68030和386DX处理器,其主频分别为12MHz、16MHz、20MHz、25MHz、40MHz和33MHz,每秒分别处理270万条、390万条、600万条、630万条、1000万条和1000万条指令;在1989年4月推出486DX、486DX2-50和486DX4/100处理器,其主频分别为25MHz、50MHz、100MHz,每秒分别处理2000万条、3500万条、6000万条指令;在1993年3月分别推出Pentium处理器,其主频分别有66MHz、133MHz和233MHz,每秒分别处理1亿条、2.4亿条和4.35亿条指令;在1997年5月推出了PentiumⅡ处理器,其主频包括233MHz和333MHz,每秒分别处理5.6亿条指令和7.7亿条指令;在1999年7月推出了PentiumⅢ处理器,最初时钟频率在450 MHz以上,总线速度在100 MHz;在2000年7月推出Willamette的Pentium4,外频为400 MHz,其主频从1.4G Hz起步[3]。

这也印证了Intel公司创始人之一戈登·摩尔的经验法则,即计算机处理器发展的摩尔定律:微处理器的处理能力每18个月到24个月将增加一倍。

而就多核处理器而言,早在上世纪末惠普公司就提出了双核处理器概念,从2006年开始,处理器领域已进入了全新的多核时代,此后的CPU将会开启双核乃至多核的新纪元。

多核设计的诸多优点包括提供更强的并行处理能力、更高的计算速度和更低的时钟频率、为摩尔定律带来新的生命力以及又大大减少了散热和功耗。

1.3以计算机存储器为代表的发展史内存一般采用半导体存储单元,包括随机存储器(RAM),只读存储器(ROM)以及高速缓存。

其中RAM是最重要的存储器。

而RAM又包括动态随机存贮器和静态随机存贮器两种。

SRAM具有速度很快且不用刷新即能保存数据不丢失的优点,同时具有结构复杂的缺点,其内部需要使用更多的晶体管构成寄存器来保存数据,所以采用的硅片面积相当大,制造成本也相当高,所以其目前仅限应用于比主内存小得多的缓存上。

而SRAM曾经是一种主要内存,利用双稳态电路形式来存储数据,但随着英特尔公司在CPU中整合入L2高速缓存后,SRAM逐渐将应用重心转移到网络服务器、路由器、数字移动电话等上,才勉强得以继续生长,而这主要是因为失去了最大应用需求来源。

1.3.1 同步动态随机存取存储器DRAM,基本结构只包括一个电容和MOS管,具有集成度高、功耗低、结构简单、生产成本低等的优点,相比于静态RAM其构成要简单得多,因而我们应用的内存大多是由DRAM 构成的,且DRAM更适合制造大容量存储器。

DRAM可分为同步内存和异步内存两种,其分类是根据内存访问时是否能跟系统时钟同步。

多数位于北桥芯片组中的内存控制电路用于指定将访问哪一块存储体,具体的方式是通过发出行地址选择信号(RAS)和列地址选择信号(CAS)来指定。

SDRAM之前的Extended Data Out(扩展数据输出)内存具有存取速度高的优点,达到60ns,使存取速度提高了30%,而主要是因为其取消了主板与内存两个存储周期之间的时间间隔,每隔2个时钟脉冲周期传输一次数据。

EDO内存的速度同样会出现跟不上的状况,该状况出现于系统的速度逐渐增加甚至当66MHz频率成为总线标准时,此时由于CPU总要等待内存的数据,严重影响了性能,内存成了制约其发展的瓶颈,因此同步系统时钟频率的SDRAM便出现了。

SDRAM(同步动态随机存取存储器)相比于DRAM和EDO来讲,能够大大提高存取效率,缩短存取时间。

这是由于其时钟频率与CPU前端总线的时钟频率相同。

其中“同步”是指其时钟频率与CPU前端总线的系统时钟频率相同,并且数据的传输和内部命令的发送都以该频率为准;“动态”是指为保证所存储数据不丢失存储阵列需要不断地刷新,“随机”是指数据自由指定地址进行读写数据而非线性一次存储。

1.3.2 双通道同步动态随机存取存储器起初电脑所使用的内存是焊接到主机板上的一块块IC,随后发展为模块化的条状内存,相应地主板设计为内存插槽,从而内存条实现了随意拆卸,这样极大地方便了内存的维修和扩充。

内存发展史上另一个里程碑式的事件是Rambus公司最早推出的一种内存规格—Rambus Dram,该内存是英特尔公司在连续推出PC100和PC133而其800MB/s和1064MB/s的带宽差强人意的情况下为了占据市场与Rambus公司联合推广的。

与同步系统时钟频率的SDRAM相比它采用了一种不同的架构,内存架构简单且快捷,它基于RISC(reduced instruction set computing)理论,该理论是一种类精简指令集计算机理论,该理论在减少数据复杂性的优势下提高了整个系统的性能。

Rambus理论带宽达到了1.6GB/s,其实际速度为400MHz×2=800MHz,相当于PC100的两倍。

这主要源于可以同时在上升沿和下降沿传输数据,Rambus Dram虽然有其优点,但是由于其要收取相应的版权费,同时价格较为昂贵且工艺复杂,因此其他厂家提出了我们至今最主流的内存条—DDR内存,而DDR内存是基于Rambus双向脉冲的特点。

DDR RAM(dual date rate SDRAM),即双倍速率同步动态随机存储器,其实质上也是传统同步系统时钟频率的SDRAM的升级版本,相对于传统SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据而言,DDR RAM之所以能够成为DDR的数据传输速度为SDRAM的两倍,主要是因为其能在时钟信号上升沿与下降沿同时传输数据,因此便使得DDR内存能达到更高的数据传输率,且是与SDRAM在相同的总线频率下。

不仅如此,DDR采用了更先进的同步电路,使得数据输送和输出、指定地址等主要步骤既能与CPU保持完全同步,同时又能独立执行,而这一优势是传统的SDRAM所不具备的。

DDR随后内存又改进推出了DDR 2,该新生代内存是由电子设备工程联合委员会开发的内存技术标准,相比于第一代DDR,DDR 2虽然采用了相同的上升/下降沿同时传输数据的基本方式,但因其采用了4bit数据预读取(DDR技术的预读取数位只有2位),其在每个时钟内能够以4倍外部总线的速度读/写数据。

不仅如此,在时钟频率方面DDR 2也有了较大改进,推出了533、667和800MHz等的时钟频率,高端DDR 2甚至能达到1000MHz的频率。

目前来说DDR 2在市场上应用最为广泛,DDR 3和4虽然已经推出,但是其主要在显卡上广泛应用,其中DDR 3的预读取达到了8字节,不仅如此,其时钟频率甚至能达到1600MHz,带宽则能达到12.8GB,除此之外,DDR 3还具有更低的延迟时间和更低的工作电压,就工作电压而言,由DDR 2的1.8V降低到1.5V,从而使功耗降低了20%,功耗的降低不仅能明显降低电子元器件的发热量而延长其使用寿命,对于笔记本来讲也显著延长了其待机时间。

参考文献:[1] 李斌. 计算机硬件的发展及相关问题研究[J].计算机光盘软件与应用, 2013(14):302-304.[2] 陈锦润. 计算机硬件发展研究[J].时代人物, 2008(6): 166-167.[3] 黎箐. 浅谈CPU发展史及计算机发展前景[J].电脑知识与技术, 2014(17): 61-63.。

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