计算机硬件发展史

计算机硬件发展史--鼠标
一、计算机硬件的发展
集成电路（IC）上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，当价格不变时；或者说，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔12个月翻两倍以上。

一、—Gordon Moore
应该说计算机学科诞生于20世纪30年代，在这个时期有一批才华横溢的青年科学家奋斗在这个崭新的科学领域，他们中的杰出人物如Alan Mathison Turing（图灵）、John von Neumann （冯·诺依曼）等后来都成为计算机科学的奠基人。

经过他们的不懈努力，计算机科学的基本理论在20世纪30-40年代已基本形成了。

人们常把今天的计算机称为冯·诺依曼计算机，这是因为他最先提出“程序存储”的光辉思想，即把计算程序也用数字方式存储在计算机中，使得一台计算机能做各种不同的事。

因此，计算机最初的发展更多的是计算机硬件的发展。

所以我将对以下几个方面介绍计算机硬件的发展：
1.1 计算机的起源
大约在1940—1942年间，在研制导弹的过程中，急需要有一种能迅速计算的工具，以便对导弹的飞行进行控制。

在它偏离人所预测的轨道时，把它拉回到轨道上来。

这样就产生了能在1／10秒或1／100秒的时间内计算出导弹运行轨迹同预定轨道的偏差的电子计算机。

它的出现是当代世界上最大的发明之一。

1.2 计算机硬件发展过程可分为四代
计算机硬件的发展以用于构建计算机硬件的元器件的发展为主要特征，而元器件的发展与电子技术的发展紧密相关，每当电子技术有突破性的进展，就会促进计算机硬件的一次重大变革。

因此，计算机硬件发展史中的“代”通常以其所使用的主要器件，即电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路来划分。

第一代计算机（1946－1958）以1946年ENIAC的研制成功为标志。

这个时期的计算机都是建立在电子管基础上，体积大，运算速度慢。

最初使用延迟线和静电存储器，容量很小，后来采用磁鼓，有了很大改进；输入设备是读卡机，可以读取穿孔卡片上的孔，输出设备是穿孔卡片机和行式打印机，速度很慢。

在这个时代将要结束时，出现了磁带驱动器，它比读卡机快得多。

第二代计算机（1959－1964）以1959年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。

这个时期的计算机用晶体管取代了电子管，晶体管具有体积小、重量轻、速度快、寿命长等一系列优点，使计算机的结构与性能都有很大的改进。

第三代计算机（1965－1970）以IBM公司研制成功的360系列计算机为标志。

第三代计算机的特征是集成电路。

这个时期的内存储器用半导体存储器淘汰了磁芯存储器，使存储容量和存取速度有了大幅度的提高；输入设备出现了键盘，使用户可以直接访问计算机；输出设备出现了显示器，可以向用户提供立即响应。

第四代计算机（1971－至今）以Intel 公司研制的第一代微处理器Intel 4004为标志， 这个时期的计算机最为显著的特征是使用了大规模集成电路和超大规模集成电路。

1.3各时期计算机的比较：
二、计算机硬件——鼠标的发展史
鼠标，作为电脑用户最频繁接触的外设产品之一，似乎并没有受到大家过多的关注。

而它刚刚走过了不惑之年，现在就让我们来简单了解下它这几十年来走过的路吧。

1． 世界上第一个鼠标
鼠标，又称为MOUSE ，港台叫作滑鼠，电子鼠等。

世界上第一个鼠标是在1968年12月9日由美国史坦福研究所（SRI ）所发明的，它的发明者是“鼠标之父”——Doug Engelbart 博士，他同时发表了“图形用户界面”，即GUI 的构想。

这极大地改变了计算机界面后来的发展历史。

最初的鼠标是什么样子的呢？当时设计者的想法是设计一个小盒子，当移动鼠标时，鼠标的位移将会被传递到一对转轴上，并带动变阻器改变阻值来产生其位移信号，再经过微处理器的处理，计算出其水平方向及垂直方向的位移，屏幕上的光标可随之移动，产生一对相对于屏幕的坐标，使它取代键盘上使光标移动的上，下，左，右键，使用户可以方便地使用计算机。

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件
比
较
二、机械鼠标
鼠标不断地发展，产生了机械鼠标。

其工作的原理是滑球和桌面接触，当滑球移动的时候，滑球推动压力滚轴滚动，滚轴的另一边连着每个编码器上呈圆形排列的触点。

当滑球滚动时，经过传导，触点会依次碰到接触条，从而产生计算机容易辨认的“接通”和“断开”，也就是“0”和“1”信号，它有一个芯片会根据这些数据转换成“X”和“Y”轴的位移，从而使光标移动。

但由于这种鼠标的定位机制是采用物理式的滚球方式，因此容易出现光标移动缓慢、定位不准等现象。

而且，由于滚轴需要和接触面摩擦转动，因此这种鼠标需要十分平整的平面，才能良好地使用。

同时，橡胶球容易磨损，这种机械鼠标的寿命也较短，使用一段时间后，定位精度就会下降。

最糟糕的是橡胶球容易粘附灰尘，要经常清洗。

三、光电鼠标
随着支持鼠标的操作平台的发展，1981年，由Dick Lyon和Steve Kirsch发明的第一代光电鼠标问世。

与机械鼠标的原理类似，只不过用两组发光二极管、光感二极管取代了双滚轮。

但最初的光电鼠标必须在有反射面及栅格线的特殊垫片上滑动才可以，这带来了居多不便。

光电式鼠标的优点是精度相对有所提高，但是它使用起来非常不便，特别是当底板磨损或丢失后，鼠标就无法使用。

四、光机鼠标
1983年，机械与光电二者的综合产品——光机鼠标诞生了。

它继承了前两者的优点，使用滚球带动两个转盘，由转盘上的栅格遮断发光二极管的光而获得移动信号。

光机结构是鼠标发展史上最伟大的发明。

它比纯机械式鼠标精度高，又不象光电式鼠标需要特殊的底板，正是由于它的诸多优点，光机鼠标迅速成为主流。

但是它也有一个致命的缺点，就是在鼠标使用一段时间后，一般都会出现光标移动缓慢、光标定位不准、鼠标移动时有疙疙瘩瘩的感觉，这是因为在接编码器的转轴上附有很多尘埃，一般的办法是把滑球和转轴彻底的清洗。

光机鼠标经过18年的发展，生产技术更加成熟，精度已经达到了这种结构的极限。

很多技术，如人体工学、滚球和无线电技术都在光机鼠标中得到了充分应用。

1984年，罗技的第一款无线鼠标研制成功，那时候还依靠红外线作为信号的载体。

虽然说这款产品由于性能方面的诸多问题而告失败，但是罗技在无线方面的创新也给后来的产品带来了很多思路的指引。

1996年由微软发明的鼠标滚轮是鼠标发展史上十分重大的发明，今天滚轮已经成为鼠标的标配之一。

现在流行的滚轮设计一般包括两种，一是机械式滚轮，也就是用滚轮来带动一个机械电位器以获得信息。

它的优点是，滚动比较精准，但是机械结构存在磨损问题。

另一种滚轮就是光电式滚轮。

它的滚轮内部就是一个栅轮。

在栅轮的两侧分别有一个发光二级管和热敏二级管，工作原理上和光机鼠标获得滚动信息的方式是一样的。

这种滚轮的寿命比较长而且手感很干脆，但是在滚动信息的精确性上却不如上面的机械式滚轮。

1999年微软与安捷伦公司合作，推出了Intellimouse Explorer鼠标，揭开了光学成像鼠标的时代的序幕。

其中Intellieye定位引擎是世界上第一个光学成像式鼠标引擎，它的高适应能力和不需清洁的特点成为当时最为轰动的鼠标产品，被多个科学评选评为1999年最杰出的科技产品之一。

随后不断的发展，使光学引擎不断完善，现在已经诞生了比较完美的光学引擎。

当今社会，鼠标的发展已经呈多元化趋势，光电鼠标、激光鼠标、无线鼠标、蓝牙鼠标等层出不穷。

五、鼠标的外观
随着鼠标技术的不断革新，鼠标的外观也在不断地发展变化。

鼠标的外观可以分为上盖、下盖、连接线三个部分。

上盖即为我们的手掌所直接接触的部分，包括了鼠标的按键。

鼠标的按键分为两个部分:微动开关和按键盖板。

这部分的设计最直接的影响了鼠标的把持手感和按键手感。

下盖就是鼠标的底面，这上面最重要的部分就是鼠标的垫脚。

至于鼠标线，就是那根鼠标与主机箱相连的数据线，除了经历了接口的变迁，还有柔软度的不同，现在还出现了无线鼠标。

为了优化手感，鼠标外形的变更层出不穷，由最早简单的方盒形演变为如今多种多样的优美曲线，不断贴近着人们舒适的手部形态，让人们使用起来更加方便舒适。

同时，鼠标外壳的材质也在不断改革。

一般来说绝大多数鼠标的外壳都是工程塑料，外壳通常有抛光和磨砂两种设计。

极少数鼠标采用金属、木制、有机玻璃等材料制造外壳，不断为改善手感而挑战着制造工艺的极限。

从1968年到今日，鼠标的历史已经走过40多个年头了。

当初设计鼠标的初衷就是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那些繁琐的指令，随着电脑技术的发展，鼠标的功能也越来越强、使用范围越来越广，给我们操作电脑带来了极大的方便。

而鼠标技术的不断革新，更是不断便利着人们与电脑的互动，使得更多的不可能变为可能。

鼠标外观的演变，不断贴近人体的生理构造，让不断频繁、长久的鼠标操作变得更为舒适。

鼠标，正坚持以它小巧的身躯，极大地改善着我们的生活。