电脑三大件的发展史

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1、电脑三大件的发展史目录一、多媒体电脑的组成和电脑的发展过程21.1多媒体电脑组成2 1.2电脑发展过程21.2.1、第一代计算机21.2.2、第二代计算机31.2.3、第三代计算机31.2.4、第四代计算机4二、电脑三大件的发展史42.1CPU的发展史42.1.1CPU的定义52.1.1CPU的发展过程52.2内存的发展史62.2.1内存的定义及特点62.2.2内存的发展过程72.2.2.1内存条的诞生72.2.2.2内存的发展过程72.3硬盘的发展史102.3.1 硬盘定义102.3.2 硬盘的物理结构102.3.2.1 磁头102.3.2.2 磁道102.3.2.3 扇区102.3.2.4

2、柱面10 2.3.3硬盘的发展过程10电脑三大件的发展史 伴随着科技技术的发展，电脑已经成为人们生活中必不可少的通信工具，它无处不在，各个领域都有它的身影，比如工业、农业、军事、企业等等，说到电脑人人知晓，无人不知，因为“电脑”这个名称对我们来说太熟悉了。但是对于电脑的发展史，电脑的组成又是什么呢？其实我们要讨论的重点不是电脑，而是电脑三大件的发展史，可能对于电脑三大件有各式各样的说法，有称“主板、CPU和内存”为电脑三大件，有称“主板、CPU和显卡”为电脑三大件，有称“CPU、内存和硬盘”等，今天我们就讨论最后一种说法，以“CPU、内存和硬盘”为电脑三大件说法。一、 多媒体电脑的组成（图1.

3、1）和电脑的发展过程：11、 多媒体电脑组成： 图1.1图1.1为多媒体电脑的整机组成：显示器、主机、音响、键盘和鼠标，另外可能配置，耳机、打印机、视频等硬件设备。其中主机（图1.2）又包含了我们要讨论的电脑三大件CPU、内存和硬盘外，还有电源、磁盘、主板、CPU风扇、光驱、声卡、网卡、显卡等。图 1.2 主机组成1.2、电脑发展过程：1.2.1、第一代计算机（1946-1958）是采用电子管作为逻辑元件，用阴极射线管或汞延迟线作主存储器，外存主要使用纸带、卡片等，程序设计主要使用机器指令或符号指令，应用领域主要是科学计算。当时的运算速度为5千3万次每秒。1946年2月世界上第一台电子计算机E

4、NIAC（图2）在美国的宾夕法尼亚大学诞生。它采用电子管作为计算机的基本元件，由18000多个电子管，1500多个继电器，10000多只电容器和7000多只电阻构成，占地170m2，重量30吨，每小时耗电30万千瓦,是一个庞然大物，每秒能进行5000次加法运算。图2 ENIAC机房1.2.2、第二代计算机（1959-1964）用晶体管代替了电子管，主存储器均采用磁芯存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的外存储器，程序设计使用了更接近于人类自然语言的高级程序设计语言，计算机的应用领域也从科学计算扩展到了事务处理、工程设计等多个方面。 1954年美国贝尔实验室建成世界上第一台晶体管计算机TRADIC。开

5、始了第二代计算机的发展。图3 第二代晶体管计算机 TRADIC 1.2.3、第三代计算机（1965-1970）采用中小规模的集成电路块代替了晶体管等分立元件，半导体存储器逐步取代了磁芯存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，计算机也进入了产品标准化、模块化、系列化的发展时期，计算机的管理、使用方式也由手工操作完全改变为自动管理，使计算机的使用效率显著提高。 1964年研制出计算机历史上最成功的机型之一IBM S/360。S/360极强的通用性适用于各方面的用户，它具有“360度”全方位的特点，并因此得名。IBM为此投入了50亿美元的研发费用，远远超过制造原子弹的的20亿美元。IBM

6、360成为第三代电脑的标志性产品 。图4 IBM S/360 1.2.4、第四代计算机（1971-至今）使用大规模和超大规模集成电路，主存储器均采用半导体存储器，主要的外存储器是磁带、磁盘、光盘，微处理器和微型计算机诞生。多媒体技术和网络技术的广泛应用，让计算机深入到社会的各个领域。1976年苹果计算机：集成电路的发展，计算机开始了小型化的历程。 图5 IBM个人计算机计算机从第一代发展到第四代，已由仅仅包含硬件的系统发展到包括硬件和软件两大部分的计算机系统。由于技术的更新和应用的推动，计算机一直处在飞速发展之中。依据信息技术发展功能价格比的莫尔定律，计算机芯片的功能每18个月翻一番，而价格减

7、一半。该定律的作用从60年代以来，已持续40多年。集处理文字、图形、图像、声音为一体的多媒体计算机的发展正方兴未艾。各国都在计划建设自己的“信息高速公路”。通过各种通信渠道，包括有线网和无线网，把各种计算机互联起来，已经实现了信息在全球范围内的传递。用计算机来模仿人的智能，包括听觉、视觉和触觉以及自学习和推理能力是当前计算机科学研究的一个重要方向。与此同时，计算机体系结构将会突破传统的冯.诺依曼提出的原理，实现高度的并行处理。为了解决软件发展方面出现的复杂程度高、研制周期长和正确性难于保证的“软件危机”而产生的软件工程也出现新的突破。新一代计算机的发展将与人工智能、知识工程和专家系统等研究紧密

8、相联，并为其发展提供新的基础。 二、 电脑三大件的发展史：2.1、 CPU（图6）的发展史图6 cpu2.1.1 CPU的定义：CPU是中央处理单元（Central Process Unit）的缩写，是计算机的核心，它负责处理、运算计算机内部的所有数据。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成，是PC的核心，再配上储存器、输入/输出接口和系统总线组成为完整的PC。2.1.2、CPU的历史 可以说Intel公司的历史就是一部CPU的发展史，下面以Intel为例简单说一下CPU的历史。1971年。世界上第一块微处理器4004在Intel公司诞生了。它出现的意义是划时代的，比起现在的CP

9、U，4004显得很可怜，它只有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢。1978年，Intel公司首次生产出16位的微处理器命名为i8086，同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087，这两种芯片使用相互兼容的指令集。由于这些指令集应用于i8086和i8087，所以人们也这些指令集统一称之为X86指令集。这就是X86指令集的来历。1979年，Intel公司推出了8088芯片，它是第一块成功用于个人电脑的CPU。它仍旧是属于16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，寻址范围仅仅是1MB内存。8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位，而

10、它的兄弟8086是16位，这样做只是为了方便计算机制造商设计主板。1981年8088芯片首次用于IBM PC机中，开创了全新的微机时代。1982年，Intel推出80286芯片，它比8086和8088都有了飞跃的发展，虽然它仍旧是16位结构，但在CPU的内部集成了13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。80286也是应用比较广泛的一块CPU。1985年Intel推出了80386芯片，它X86系列中的第一种32位微处理器，而且制造工艺也有了很大的进步。80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率从12

11、.5MHz发展到33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址高达4GB内存，可以使用Windows操作系统了。1989年，Intel推出80486芯片，它的特殊意义在于这块芯片首次突破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内，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（Burst）方式，大大提高了与内存的数据交换速度。1971 年，Intel 推出了世界上第一款微处理器 4004，它是一个包含

12、了2300个晶体管的4位CPU。1978年，Intel推出了具有 16 位数据通道、内存寻址能力为 1MB、最大运行速度 8MHz 的8086， 并根据外设的需求推出了外部总线为 8 位的 8088， 从而有了 IBM 的 XT 机。随后，Intel 又推出了 80186 和 80188，并在其中集成了更多的功能。到1982 年的时候， Intel 在8086 的基础上推出了80286，IBM 则采用80286 推出了AT 机并在当时引起了轰动，进而使得以后的 PC 机不得不一直兼容于PC XT/AT。到了1985 年，Intel 推出了80386， 但并没有引起IBM 的足够重视，反而是 C

13、ompaq 率先采用了它。可以说，这是 P C 厂商正式走“兼容”道路的开始，也是AMD 等 CPU 生产厂家走“兼容”道路的开始和 32 位 CPU的开始，直到今天的 P4 和 K7 依然是 32 位的 CPU（局部64位） 。1989 年，80486 横空出世，它第一次使晶体管集成数达到了 120 万个，并且在一个时钟周期内能执行 2 条指令。随后，AMD、Cyrix 等陆续推出了 80486 的兼容CPU，于是人们只知有 386 和 486 之分而不知有 Intel 和非Intel 之分。 鉴于这种情况， Intel 没有将486 的后一代产品称为 586，而是使用了注册商标 Penti

14、um，Pentium 一经推出即大受欢迎，正如其中文名“奔腾”一样，其速度全面超越了 486CPU。尽管有浮点运 算错误的干扰，但对手的 5X86 更像是一个超级 486，就算是后来的 AMDK 5 也因为推出较晚和浮点运算不够强劲而大败于Pentium。在Pentium 家族中，早期的 50MHz、60MHz 为P5，而75MHz200MHz的产品则为P54C。随后，Intel将MMX技术应用到 Pentium 中 ，这一代产品从 133MHz到233MHz，即P55C。其中的Pentium 166 MMX 的产品被玩家们亲切地称为 “黑金刚” ，从此张口不离超频二字。 其实在 P55C 之

15、前，Intel 早就推出了Pentium Pro，但是当时微软的Windows95 尚未推出，彻底抛弃了 16 位代码的Pentium Pro在运行DOS时甚至可以用惨不忍睹来形容， 因而Pentium Pro只能在高端的32 位运算中一展风采。但正是Pentium Pro奠定了P6架构，甚至我们可以说Pentium= Pentium Pro + MMX。2.2 内存的发展史2.2.1内存（图7）的定义及特点内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。 内存（Memory）也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。图 7 内存2.2.2内存的发展过程在计算机诞