微型计算机产业的发展简史

第1章
绪论
1.1 计算机的基本知识
1.1.1 计算机的历史
在电子计算机出现后短短的半个多世纪里，计算机技术发展飞速，正迅速渗透到社会的各个领域之中，并逐步进入家庭，成为一个国家现代化的重
要标志之一。

计算机的应用范围由窄到广，功能越来越强，技术越来越完善。

它经过了四个重要的历史阶段，成为人类处理信息必不可少的工具之一。

四个阶段
的特点具体如表1-1所示。

表1-1计算机的发展阶段
起止年代主要
元件
主要元件图例
运算速度/
次/秒
特点与应用领域
第一代20世纪40
年代末至
50年代末
电子管5千～1万
计算机发展的初级阶段，体积巨
大，运算速度较低，耗电量大，存
储容量小。

主要用来进行科学计算
第二代20世纪50
年代末至
60年代末
晶体管
几万～
几十万
体积减小，耗电较少，运算速度较
高，价格下降，不仅用于科学计算，
还用于数据处理和事务处理，并逐
渐用于工业控制
第三代20世纪60
年代中期
开始
中、小规
模集成电
路
几十万～
几百万
体积、功耗进一步减小，可靠性及
速度进一步提高。

应用领域进一步
拓展到文字处理、企业管理、自动
控制、城市交通管理等方面
J ava
2 计算机维护技术
第四代20世纪70
年代初开
始
大规模和
超大规模
集成电路
几千万～
几百亿
性能大幅度提高，价格大幅度下
降，广泛应用于社会生活的各个领
域，进入办公室和家庭。

在办公自
动化、电子编辑排版、数据库管理、
图像识别、语音识别、专家系统等
领域中大显身手
目前，正在研究的智能计算机是一种具有类似人的思维能力，能“说”、“看”、“听”、“想”和“做”，能替代人的一些体力劳动和脑力劳动的计算机。

不久的将来，还会出现速度更快、功能更强、更接近于人脑的光子计算机和生物计算机。

总而言之，现代计算机的发展正朝着巨型化或微型化的方向发展，计算机的信息传输和应用正朝着网络化、智能化的方向发展，并越来越广泛地应用于我们的工作、生活、学习中，对社会和生活将有不可估量的影响。

1.1.2 计算机的分类
从不同的角度，计算机可以划分成不同的类型。

1．按处理方式分类
按处理方式分类，可以把计算机分为模拟计算机、数字计算机以及数字模拟混合计算机。

模拟计算机主要用于处理模拟信息，如工业控制中的温度、压力等。

模拟计算机的运算部件是一些电子电路，运算速度快，但精度不高，使用也不够方便。

数字计算机采用二进制运算，特点是精度高，便于存储信息，是通用性很强的计算工具，既能胜任科学计算和数字处理，也能进行过程控制和CAD/CAM等工作。

混合计算机是取数字、模拟计算机之长，既能高速运算，又便于存储信息，但这类计算机造价昂贵。

现在人们所使用的大都属于数字计算机。

2．按功能分类
按计算机的功能分类，一般可分为专用计算机与通用计算机。

专用计算机功能单一，可靠性高，结构简单，适应性差，但在特定用途下最有效、最经济、最快速，是其他计算机无法替代的。

通用计算机功能齐全，适应性强，目前人们所使用的大都是通用计算机。

3．按规模分类
按照计算机规模，并参考其运算速度、输入输出能力、存储能力等因素，通常将计算机分为巨型机、大型机、小型机、微型机等几类。

巨型机运算速度快，存储量大，结构复杂，价格昂贵，主要用于尖端科学研究领域。

大型机规模次于巨型机，有比较完善的指令系统和丰富的外部设备，主要用于计算机网络和大型计算中心。

小型机较之大型机成本较低，维护也较容易，小型机用途广泛，既可用于科学计算和数据处理，也可用于生产过程自动控制和数据采集及分析处理等。

微型机采用微处理器、半导体存储器和输入输出接口等芯片组成，使得它较之小型机体积更小、价格更低、灵活性更好、可靠性更高、使用更加方便。

本书的主要内容都基于微型机系统。

第1章
4．按照工作模式分类
按照工作模式分类，可将计算机分为服务器和工作站两类。

服务器是一种可供网络用户共享的、高性能的计算机。

服务器一般具有大容量的存储设备和丰富的外部设备，运行网络操作系统，要求较高的运行速度，而且服务器上的资源可供网络用户共享。

工作站是高档微型计算机，它的独到之处就是易于联网，配有大容量主存、大屏幕显示器，特别适合于CAD/CAM和办公自动化。

1.1.3 计算机的组成
计算机系统的一般组成如图1-1所示。

图1-1计算机的组成
半个世纪以来，计算机已发展成为一个庞大的家族，尽管各种类型计算机的性能、结构、应用等方面存在着差别，但是它们的基本组成结构却是相同的。

如图1-1所示，计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。

硬件是物质基础，是软件的载体，软件是实现硬件功能的手段，两者相辅相成，缺一不可。

硬件系统通常指计算机的物理系统，是看得到、摸得着的物理器件。

它包括计算机主机及其外围设备。

我们现在使用的计算机硬件系统的结构一直沿用由美籍著名数学家冯·诺依曼提出的模型，由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件组成。

各种各样的信息通过输入设备，进入计算机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把结果送到存储器存储，最后通过输出设备显示出来，整个过程由控制器进行控制。

计算机的整个工作过程及基本硬件结构如图1-2所示。

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4 计算机维护技术
图1-2冯·诺依曼计算机结构模型
*1.2 微型计算机产业的发展简史
微型计算机，准确地说是个人计算机（Personal Computer，PC），是计算机产业中发展最快、最繁荣的产业之一。

1965年，Intel的创始人之一Gordon Moore提出了著名的摩尔定理：可用的处理器性能和硬盘存储器容量每两年翻一番。

这一定理在之后40年的PC产业发展进程中得到了印证。

1.2.1 PC的产生
1．1971年，微处理器时代的开端
1971年1月，Intel公司的霍夫成功研制了世界上第一块4位微处理器芯片Intel 4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微型计算机时代从此开始。

微处理器是微电子领域有史以来最重要的发明之一，微处理器时代的到来预示着微型计算机将获得广泛的应用，对人类社会产生翻天覆地的影响。

2．1972—1975年，微处理器实现突破
1972年4月，霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel 8008，微处理器的发展进入第二代，为微型计算机的诞生做好了最后的准备。

3．1975年，Altair启动微型计算机时代
1975年4月，MITS发布第一个通用型Altair 8800，这是世界上第一台微型计算机，标志着微型计算机时代正式到来。

同年，Bill Gates和Paul Allen创立了Microsoft并推出第一个产品——Basic。

1976年3月，Steve Wozniak和Steve Jobs开发出微型计算机AppleⅠ，同年4月1日成立了当时最成功的微型计算机公司——Apple计算机公司。

4．1978—1979年，微处理器迈向16位总线
1978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微处理器，标志着第三代微处理器问世。

1年后，Intel推出4.77MHz的准16位微处理器8088。

同年9月，Motorola推出16位微处理器——M68000（采用了68 000个晶体管）。

第1章 5．1981年8月12日，IBM PC 揭开新纪元
1980年7月，一个负责“跳棋计划”的13人小组秘
密来到佛罗里达州波克罗顿镇的IBM 研究发展中心，开始
开发后来被称为IBM PC 的产品。

1981年8月12日，由唐·埃斯特奇（D.Estridge ）领
导的开发团队完成了IBM 个人计算机的研发，IBM 公司
在纽约宣布第一台IBM PC 诞生，开创了计算机历史的新
篇章。

第一台IBM PC （如图1-3所示）采用了Intel 的8088处理器和Microsoft 的MS-DOS 操作系统。

随着日后IBM PC 及其兼容机的迅猛发展，微处理器制造商Intel 和软件制造商Microsoft 成为今日计算机产业界的巨人。

6．1982年，“IBM PC 兼容机”开始大行其道
采用开放的系统是PC 迅速称雄最关键的一步棋。

第一台PC 采用了总线技术和零散的部件（即“开放标准”），IBM 还公开了PC 除BIOS 之外的全部技术资料，并通过分销商传递给最终用户。

这一系列开放措施极大地促进了个人计算机的发展，同时也给兼容机制造商开辟了巨大的空间。

以Compaq 为代表的兼容机厂商成为IBM 的新对手，造就了一个比前面微型机更为繁荣的产业。

1982年2月，R.Canion 、G .Stimac 和H.Barnes 共同成立了Compaq （康柏）公司。

1983年2月，Intel 发布80286处理器。

为了迎战IBM PC 的强劲势头，1983年1月19日，Apple
推出Lisa 计算机（图1-4），这是第一种使用图形用户界面
（GUI ）的个人计算机，它还第一次采用了鼠标。

Lisa 的售
价高达10 000美元，结果总共售出不足2万台。

同年，ARPANET 构建完成，这个军用网络是后来因特网的前身。

1983年11月1日，中国科学院计算所新技术发展公司成立，日后发展成联想集团。

1985年1月24日，苹果公司推出了划时代的Macintosh 计算机，不仅首次采用了图形界面的操作系统，并且第一次使个人计算机具有了多媒体处理能力。

1985年10月，Intel 公司推出了16MHz 80386DX 微处理器，这是Intel 公司的第一枚32位处理器，开始了微处理器的IA —32架构时代，一直持续到今天（2005年）。

1.2.2 PC 的普及
IBM PC 与兼容机的较量仍在继续，所有厂商（包括IBM 和兼容机厂商）都受益于迅速成长的PC 市场；开放标准的PC 成为改变这个时代的最重要工具之一，整个人类社会的精神面貌都因此发生了深远的革命性变化。

1．1986—1990年，兼容机快速发展
1986年9月，Compaq 比IBM 更早推出它的基于16 MHz Intel 80386的个人计算机
图1-3 第一台IBM PC
图1-4 Lisa 计算机
Compaq Deskpro PC ，IBM PC 兼容机开始领先于IBM PC 。

1986年5月，IBM 发布第一台“膝上”计算机PC
Convertible （图1-5），这是第一台可独立依靠电池驱动而无
需电源线的便携计算机，重5.5kg 。

1986年11月14日，联想计算机集团公司成立。

同年，Berners Lee 发明WWW ，为网络开辟了一个全新
的发展阶段。

2．1990年，Windows 终成正果 1990年5月22日，Microsoft 公司宣布推出Windows 3.0操作系统。

当时的Windows 3.0操作系统提供了对多媒体、网络等众多最先进技术的支持，标志着采用图形用户界面（GUI ）的操作系统开始了真正的普及。

3．1991—1994年，PowerPC 联盟启动新一轮较量
Microsoft 和Intel 的“Wintel ”组合日渐垄断PC 市场。

为了避免过分受制于 Intel ，IBM 、Apple 和Motorola 三家公司开始联手开发基于RISC （精简指令集计算机）技术的PowerPC 芯片和计算机，性能优于传统的CISC （复杂指令集计算机）。

面对PowerPC 的挑战，Intel 于1993年3月22日推出奔腾（Pentium ）处理器，Power 和Intel 的竞争日趋白热化。

同年5月，Microsoft 正式推出Windows NT ，开始介入网络操作系统平台，这也是第一个不依赖于DOS 的视窗操作系统。

1.2.3 PC 进入网络时代
1．1995年，Windows 大获成功
Windows 95（图1-6）的出现标志着Microsoft 彻底占据PC 操作系统的垄断地位。

在这一时期，网络技术开始崛起，PC 的竞争焦点不再局限于
CPU 的速度之争，而逐渐分化并向网络应用靠拢。

1995年11月13日，Apple 、IBM 和Matorola 三家公司向
业界发布《Power PC 平台规范》，宣布Apple 公司的Power
Macintosh 平台和Windows 等平台实现了全面的兼容。

2．1996年，PC 初探网络世界 IBM 尝试使PC 进入全新的网络应用，PC 开始介入网络环境。

与此同时，Microsoft 推出了用于手持式计算机的Windows CE 操作系统，这标志着PC 的另一个重要发展趋势——小型化，正在逐渐受到重视。

3．1997年，PC 全面融入网络大潮
1997年1月9日，Intel 推出了带有MMX 技术的Pentium 处理器。

这也是Intel 公司对x86微处理器结构的一次重大扩充，直接推动了计算机多媒体应用的发展。

1997年5月7日，Intel 发布了Pentium Ⅱ处理器。

Pentium Ⅱ成功地实现了0.25 m
图1-5 “膝上”计算机
图1-6 Windows 95
第1章
新工艺，MMX功能，采用双重独立总线结构。

Microsoft也推出了IE网络浏览器，进入网络市场。

4．1998年，网络接入无所不在
IBM提出“普及运算”，强调“无所不在的计算”，表明PC已经不仅仅是单纯的个人计算工具，而且成为人们进入网络的接口。

1998年11月24日，AOL收购了Netscape，Microsoft IE在浏览器领域一统天下的计划受挫，围绕Internet应用软件的竞争不断升级。

5．1999年，网络化与普及运算相互交融
各大厂商纷纷把PC产品的网络接口功能和网络终端应用作为发展重点，竞争态势逐渐向网络功能和普及运算的方向延伸。