電子計算機的出現與發展（下）

俞望年

第二代電子計算機（晶體管計算機）

第二代電子計算機時代是從1958年到1964年，第二代電子計算機全部采用晶體管作為電子器件，其運算速度比第一代電子計算機的運算速度提高了近百倍，體積為原來的幾十分之一。第一代電子計算機采用的電子管元件有許多明顯缺點，如，在運行時產生的熱量太多，可靠性較差，運算速度不快，價格昂貴，體積龐大，這些都使計算機發展受限。于是，人們開始尋找更好的電子器件來替代電子管。

1947年12月，美國貝爾實驗室的肖克利、巴丁和布拉頓組成研究小組，研制出一種點接觸型的鍺晶體管。1954年，美國貝爾實驗室成功研制第一臺使用晶體管線路的計算機，取名“催迪克”（TRADIC），它裝有800個晶體管。1955年，美國在一枚導彈上裝備了以晶體管為主要元件的小型計算機。與電子管相比，晶體管體積更小、壽命更長、耗能更低，這些特性使第二代電子計算機體積更小，運算速度更快，使用壽命更長，耗能降低，可靠性提高，制造成本也降低很多。第二代電子計算機的應用領域也發生了改變，以科學計算和事務處理為主，并開始進入工業控制領域。

第三代電子計算機（中小規模集成電路計算機）

第三代電子計算機時代是從1965年到1971年，這一時期的電子計算機的主要特征是以中小規模集成電路為電子器件，運算速度可達每秒幾百萬次至上千萬次基本運算，并且出現了操作系統。計算機的功能越來越豐富，出現了計算機技術與通信技術相結合的信息管理系統，應用范圍越來越廣。第三代電子計算機不僅用于科學計算，還用于文字處理、自動控制、生產管理、交通管理、情報檢索等領域。

第四代電子計算機（大規模和超大規模集成電路計算機）

第四代電子計算機是指從1972年以后采用大規模和超大規模集成電路為主要電子器件制成的計算機。第一臺全面使用大規模集成電路作為邏輯元件和存儲器的計算機是美國ILLIAC-IV計算機，它標志著計算機的發展已到了第四代。微型計算機，是第四代電子計算機的一個重要機型，在這一階段得到廣泛普及。這一過程也成就了幾個跨國大公司，如IBM、英特爾公司等。微型計算機代表著一個國家計算機的普及程度。

未來的計算機

基于集成電路的電子計算機短期內不會退出歷史舞臺，一些新的電子計算機開始走進我們的視野：超級計算機、量子計算機、生物計算機等。超級計算屬于戰略高技術領域，是世界各國競相角逐的科技制高點，也是一個國家科技實力的重要標志之一。超級計算機是一個國家科技發展水平和綜合國力的重要標志，通常有極高的速度、極大的容量和體積。我們國家在超級計算機領域位于世界前列。使用中國自主研發的芯片制造的神威·太湖之光超級計算機，位于中國江蘇省無錫市，是由國家并行計算機工程技術研究中心研制的超級計算機。它運算速度非常快，在全球超級計算機500強榜單中名列前茅。

量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置，主要特點是速度快、處置信息能力強，目前很多國家都積極研究量子計算機。

生物計算機也稱仿生計算機，用蛋白質分子作為生物芯片來替代傳統的半導體硅片，利用有機化合物存儲數據。在生物計算機中，信息以波的形式傳播，當波沿著蛋白質分子鏈傳播時，會引起蛋白質分子鏈中單鍵、雙鍵結構順序的變化，以此實現數據處理和存儲。生物計算機體積小、功效高，具有很強的抗電磁干擾能力，能有效消除電路間的干擾。除此之外，生物計算機的能量消耗很低，僅相當于普通計算機的十億分之一，且具有巨大的存儲能力。