1.1计算机硬件的发展
1.计算机的四代变化
从1946年世界上第一台数字计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer)问世以来，计算机的发展已经经历了四代。
(1)第一代计算机(1946--1957年)----电子管时代
特点：逻辑元件采用电子管；使用机器语言进行编程；主存用延迟线或磁鼓存储信息，容量极小；体积庞大，成本高；运算速度极低，一般只有每秒几千到几万次。
(2)第二代计算机(1958--1964年)----晶体管时代
特点：逻辑元件采用晶体管；运算速度提高到每秒几万到几十万次；主存使用磁芯存储器；软件开始使用高级语言，如Fortran，有了操作系统的雏形。
(3)第三代计算机(1965--1971年)----中小规模集成电路时代
特点：逻辑元件采用中小规模集成电路；半导体存储器开始取代磁芯存储器；高级语言发展迅速，操作系统也进一步发展，开始有了分时操作系统。
(4)第四代计算机(1972--现代)----超大规模集成电路时代
特点：逻辑元件采用大规模集成电路和超大规模集成电路，并产生了微处理器；诸如并行，流水线，高速缓存和虚拟存储器等概念用在了此时代计算机中。
| 发展阶段 | 时间 | 逻辑元件 | 速度(次/秒) | 内存 | 外存 |
| 第一代 | 1946-1957 | 电子管 | 几千-几万 | 汞延迟线、磁鼓 | 穿孔卡片、纸袋 |
| 第二代 | 1958-1964 | 晶体管 | 几万-几十万 | 磁芯存储器 | 磁带 |
| 第三代 | 1964-1971 | 中小规模集成电路 | 几十万-几百万 | 半导体存储器 | 磁带、磁盘 |
| 第四代 | 1972-现在 | 大规模、超大规模集成电路 | 上千万-万亿 | 半导体存储器 | 磁盘、磁带、光盘、半导体存储器 |
2.计算机元件的更新换代
(1)摩尔定律。当价格不变时，集成电路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。也就是说我们现在和18个月后花同样的钱买到CPU，后者的性能是前者的两倍。这一定律揭示了信息技术进步的速度。
(2)半导体存储器的发展。1970年，仙童公司生产出第一个较大容量的半导体存储器，至今，半导体存储器经历了11代：单芯片1KB、4KB、16KB、64KB、256KB、1MB、4MB、16MB、64MB、256MB、1GB......。
(3)微处理器的发展。自1971年Intel公司开发出第一个微处理器Intel4004至今，微处理器经历了：Intel8008(8位)、Intel8080(8位)、Intel8086(16位)、Intel8088(16位)、Intel80286(16位)、Intel80386(32位)、Intel80486(32位)、Pentium(32位)、Pentium pro(64位)、Pentium II(64位)、Pentium III(64位)、Pentium 4(64位)等。这里的32位、64位指的是机器字长，是指计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数。
1.2计算机软件的发展
计算机软件技术的蓬勃发展，也为计算机系统的发展做出了很大的贡献。
计算机语言的发展经历面向机器的机器语言和汇编语言、面向问题的高级语言。其中高级语言的发展真正促进了软件的发展，它经历了从科学计算和工程计算的Fortran、结构化程序设计Pascal到面向对象的C++和适应网络环境的Java。
与此同时，直接影响计算机系统性能提升的各种系统软件也有了长足的发展，特别是操作系统，例如：Windows,Unix,Linux等。
1.3计算机的分类与发展方向
电子计算机可分为：电子模拟计算机和电子数字计算机。
数字计算机又可按用途分为专用计算机和通用计算机。这是根据计算机的效率、速度、价格、以及运行的经济性和适应性来划分的。
通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机6类，它们的体积、功耗、性能、数据存储量、指令系统的复杂程度和价格依次递减。
此外，计算机的指令和数据流还可分为：
- 单指令流和单数据流系统(SISD)，也即传统冯诺依曼体系结构。
- 打指令流和多数据流系统(SIMD)，包括阵列处理器和向量处理器系统。
- 多指令流和单数据流系统(MISD)，这种计算机实际上不存在。
- 多指令流和多数据流系统(MIMD)，包括多处理器和多计算机系统。
计算机的发展趋势正向着"两级"分化。一极是微型计算机向更微型化、网络化、高性能、多用处方向发展；另一极则是巨型机向更巨型化、超高速、并行处理、智能化方向发展。
小结：
