1.2.1 计算机产生和发展
1.计算机的产生
计算机是一种具有快速计算和逻辑运算能力，依据一定程序自动处理信息，存储并且输出处理结果的电子设备。
电子计算机的发明人是阿塔那索夫（J. V. Atanasoff）和他的研究生贝瑞（C. Berry）在1941年发明制造了名为ABC（Atanasoff-Berry Computer）的电子计算机。1946年2月，具有盛名和极大影响的电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator），即“电子数字积分与计算机”，在美国宾夕法尼亚大学诞生。
ENIAC是世界上第一台采用电子管为主要元件的、真正能自动运行的电子计算机。它使用了18800个电子管，占地170平方米，重达30吨，耗电140千瓦，价格为40多万美元。它最初被专门用于军事上的弹道计算，后来经过多次改进，成为能进行各种科学计算的通用电子计算机。从诞生到结束使用历经了9年多时间。
尽管ENIAC存在许多缺陷，每秒只能进行5000次加法或减法运算，其功能远不如当今的计算机，但是它作为计算机家族的鼻祖，开辟了人类科学技术领域的先河。
2.计算机的发展
电子计算机的发展阶段通常以构成计算机的电子器件来划分，至今已经历了五个发展阶段。每一个发展阶段在技术上都是一次新的突破，在性能上都是一次质的飞跃。
第一阶段：电子管计算机阶段（1946—1957年）。其主要特点是采用电子管作为基本器件，以水银延时线作为主存，后期则采用了磁芯存储器；运算速度一般每秒数千次至数万次，内存容量仅几千字节，程序设计语言处于最低阶段，只能采用二进制表示的机器语言编程，后阶段采用汇编语言进行程序设计。由于体积大、耗电多、速度低、使用不便，主要是局限于一些军事和科研部门进行科学计算。
第二阶段：晶体管计算机阶段（1958—1962年）。其主要特点是采用晶体管作为基本器件，内存储器大量使用磁芯存储器，外存储器有磁盘和磁带等，运算速度提高到每秒几十万次，内存容量扩大到几十万字节，出现了诸如ALGOL60，FORTRAN，COBOL等高级程序设计语言。与电子管计算机相比，体积小、耗电少、成本低、使用方便、可靠性高。它的应用从军事研究、科学计算扩大到数据处理、工业过程控制等领域，并开始进入商业市场。
第三阶段：集成电路计算机（1963—1970年）。其主要特点是采用了小规模集成电路SSI（Small Scale Integration）和中规模集成电路MSI（Medium Scale Integration），内存储器开始使用性能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒几千次到几百万次基本运算。同时，计算机软件技术进一步发展，操作系统正式形成，并出现多种高级程序设计语言，如BASIC等。在性能方面与前一阶段相比都有较大的提高。它被广泛应用于科学计算、数据处理、工业控制等方面，进入众多的学科领域。
第四阶段：大规模集成电路计算机（1971—1995年）。其主要特点是采用了大规模集成电路LSI（Large Scale Integration）和超大规模集成电路，运算速度提高到每秒百千万次，甚至上亿次，存储容量发展到几千兆字节，存取速度大大加快。同时操作系统、数据库管理系统等系统软件不断完善，应用软件逐渐发展成为一个现代产业。计算机技术和通信技术相结合，使计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。计算机的应用已渗透到人类社会生活的各个方面。
第五阶段：人工智能计算机（1995年至今）。其主要特征为人工智能在计算机中的运用，运算速度和存储容量大大提高，主要用于支持知识库的智能计算机、神经网络计算机和生物计算机等。新一代计算机主要是把信息采集、存储、处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机，它以知识库为基础，采用智能接口，能理解人类自然语言，能进行逻辑推理，完成判断和决策任务。毫无疑问，随着超大规模集成电路的发展以及新的计算机体系结构和软件技术的发展，第五代计算机将是完全新型的一代计算机。
3.微机的发展概况
微机是指以微处理器为核心，配上内存储器（包括随机存储器RAM和只读存储器ROM）、输入/输出接口电路及其他相应的电路而构成的裸机。微机的发展是以微处理器的发展为特征的。微处理器是指由一片大规模集成电路组成的中央处理器（CPU，即通常所指的运算器和控制器），以及时钟脉冲发生器和系统控制器。
微处理器和微机自1971年问世以来，在仅三十几年的时间里得到异乎寻常的发展，大约每2～4年就更新换代一次，至今已经历了五代演变。通常我们是按CPU的字长和功能来划分各代微机的产品。由4位或8位低档微处理器，字长为4位或8位发展到64位微处理器，即人们习惯称其为586（Pentium，奔腾）处理器。以后又推出了PentiumPro（多能奔腾），几个月后又推出了基于MMX技术的全系列CPU，MMX就是多媒体扩展的意思。使微机在处理多媒体信息上有了很大的提高，
1999年，出现了以PentiumIII为处理器的微机，内存一般为64MB、128MB，并可扩充到256MB以上，配备了软驱、光驱和几个GB到几十个GB的硬盘，主频在450MHz到1000MHz不等。这一代计算机带有更强的多媒体效果，而且支持网络应用的功能更加强大。2000年末，出现了以PentiumⅣ为处理器的新一代微机，其运算速度更快、存储容量更大、处理能力更强。
随着因特网功能增强，有的微机开始注重上网功能，即机器只要具有优秀的上网功能，而不一定需要配备高性能的处理器、大容量硬盘，这使得个人计算机向另外一个方向发展，出现了“上网本”。另一个值得关注的趋势是，笔记本电脑和智能手机相互融合，产生出了新型的“平板电脑”。例如苹果公司发布了苹果iPad；RIM公司发布了黑莓PlayBook。
4.嵌入式系统
随着微控制器的大规模的嵌入式应用，嵌入式系统遍及各行各业，得到广泛应用。
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般包括嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、特定的应用程序等几个部分。
以信息家电为主要应用领域的嵌入式产品，有十分美好的应用前景，但由于网络和多媒体技术的迅速发展，对其提出更高要求：十分灵活的网络联接；包括与移动通信相适应的信息交换；快速的多媒体信息处理；微型化的体积和较高的功能密度等。
嵌入式系统发展的趋势主要有以下几点：嵌入式处理器向64位过渡；嵌入式Linux操作系统；联网成为必然趋势；微小尺寸、微功耗和低成本；提供精巧的多媒体人机界面。
5.超级计算机
超级计算机通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成、性能极其强大、能完成普通PC和服务器不能完成的大型复杂计算的计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，多用于国家高科技领域和尖端技术研究，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。
作为高科技发展的要素，超级计算机已经成为世界各国经济和国防方面的竞争利器。经过我国科技工作者几十年的不懈努力，我国的高性能计算机研制水平显著提高，成为继美国、日本之后的第三大高性能计算机研制生产国。