1、 第 O 代電腦(19391946) ：電腦的試作機為 1944 年艾肯教授所完成的哈佛大學的 ASCC-MARK-I 。在MARK-I 中，使用了 3，000 個以上的繼電器 (Relay)和多量的齒輪，MARK-I 為電氣機械式的電腦。MARK-I 採用的構想與今天的電系統的構想，幾乎相同 。為執行計算，事先排定指令，編製程序手冊，並將它轉換於紙帶上，成為打孔的組合，指示機械，如此使機械能依循程序 手冊，實行計算。這種處理方式稱為，自動逐次控制方式。第一代電腦(19461958)- 真空管時期 ：1946 年，美國賓州大學的毛琪雷(Dr.John W.Mauchly)與愛克特(J.Pres
2、per Echert)，製造了第一部以真空管為電子元件的自動電腦， 稱為 ENIAC(是 Electronic Numerical Integrator And Calculator 的縮 寫，它的長度為 50 呎，寬 30 呎(佔地約42 坪 )，重 30 噸，共用了 18800 個 空管，是真空時期，也是第一代電腦的開始。ENIAC 處理資料的媒體為打孔卡 片；計算機 讀進卡片的形式。乃遵循人類給予計算機的指令流程去做 的，也就說係採用插線 盤方式的。 但因人類可給予機器的指令種類及數量，是有限制的，因此無法要求其處理高水準的工作。公元 1945 年，范諾曼(Dr. John Von Ne
3、umann)乃將作為控制方式的程式(Program)全部記憶於計算機的內部。這種將程 式記憶於電腦，以執行計算處理的方式，稱為內藏程式方式 (Stored Program Method)。公元 1949 年劍橋大學所完成的EDSAC，及 1952 年由賓州大學所完成的 EDVAC 等計算機都是採用此種原理。自 1952 年 代就進入實用化時 代，在美國 經過試驗研究階段 後，電腦就成為商品出售，因而在民間企 業也開始使用。第二代電腦(19581963)- 電晶體時期 ：隨電子科技的快速進步，電子元件由真空管進步電晶體(Transistor) 其大小只有真空管的二十分一，耗電量及散熱量都少了很多
4、，1954 年遂有了以電晶體代替真空管的電製造成功，是第二代電腦的開始。 在記憶單元使用磁心，亦為本時代的特徵之一。由於全面性的 使用 電晶體，以及電腦內部的回路理論的發 達等，促進了演算或記憶的高速化和安 定化。在電路單元，使用真空管和使用電晶體，其性能和安定性方面有很大的差異。真空管的壽命比較短暫，與此比較電 晶體，其性能和安定性方面有很大的差異。真空管的壽命比較短暫，與此比較電晶體的壽命幾乎等於半永久的，其信賴 性也比真空管高 100 倍，從這些事實察知，電腦也迎接了電晶體的黃金時代。在此時代，出現了配合使用目的各種電腦，也就是製出 科學技術計算處理用，事務資料處理用，或能處理兩者的通用
5、電腦。這時代的特色乃為編寫程式系統(Programming System )的運用。由於編寫程式系統的出現，那麼對於指揮電腦運轉的程式(處理程序手冊，程式)的編寫成為更容易。 編寫程式系統未被運用以前，人類以機器語言編寫程式。機器語言就是電腦所能理解的語言，是一種既繁雜又難於 應付的語言。因此，人們遂以人類容易了解的語言編寫一種程式，將人們所要處理的問題的程式語言轉換為機器語言， 然後再將機器語言轉換為人理的問題的程式語言轉換為機器語言，然後再將機器語言轉換為人類容易了解的語言。這 種編譯轉換語言的工作，交由電腦處理，就是編寫程式系統。 這時期，同時也啟用了一種適用於多種企業的共通業務 的應用
6、程式(Application Program)。 至第二代的後半期，子出現了資料通信系統，這系統在第三代有更佳的發展，同時也被實際利 用於各種不同範疇。 例如火車和飛機訂座位系統，暨人造衛生追蹤系統等均屬採用資料;通信系統的形態者。 利用資料通信系統，作即時的資料處理者，稱為線上即時處理(On-line Real-time System)。 第三代電腦(19641971)- 積體電路時期： 電晶體的時代維持了十年，1964 年 4 月 1 日，電腦界的巨無霸美國 IBM 公司向全世界宣佈，使積體電路(IC， Integrated Circuit)研製成功 IBM 360 型電腦，是第三代電腦的
7、開始，電腦的速度又快了幾百倍。積體電路為，一個大小約 1 公厘(mm)四方的東西 ， 其中排組了電晶體或二極 體(Diode)、電阻等電路，如將其擴大時則如照片的下 方所示者，其衵排組了約20 個電晶體，40 個電 阻或電容器 (Condenser)等性能的電路。由於採用積體電路，電腦的體型便顯得輕巧玲瓏了。但 是其更大的優點為促進電腦的高性能化，高信賴化，動作的高速化。電腦有各種各樣的規模，所謂規模之不同，係表示其演算速度，記憶容量，或事務 處理能力等各有差別。第四代電腦(1972)-超大型積體電路時期 ：由於電子工業的技術突飛猛進，積體電電路也不斷的改良，一片積體電晶片(Chip)原先只能
8、容納數十個電子元件的功能(所謂一個電元件就是原來一個真管或電晶體)，稱為小型積體電路(Small Scale Integrated Circuit，簡稱 SSI)。後來一片積體電路晶片能容納數百個電子元件，稱為中型積體電路(Medium Scale Integrated Circuit，簡稱 MSI)。等到一片積體電路晶片能容納一千多個電子元件，稱為大型積體電路(Large ScaleIntegrated Circuit，簡稱 LSI)(注意：所謂大型是指容量大，而不是體積大)。1970 年以後，己經能在一片積體電路晶片上容納數千個甚至數萬個電子元件，就稱為超大型積體電路(Very Large
9、 Scale Integrated Circuit，簡稱 VLSI)。一般習慣上，將 1970 年以後使用 VLSI 的電腦稱為第四代電腦。 1971 年，英特爾公司的首次宣布單片 4 位微處理器 4004 試製成功，它所採用矽片為 10.6 平方毫米，積體度達到相當於 2，200 個昌體管數。從此，揭開了微型機發展的帷幕。 微型機以小巧的身軀、靈活的方式和低廉旳價格，迅進入了辨公室、商店、工廠、實驗室和家庭，幾乎無處不有它的身 影。1973 年，英特爾公司又宣布研製成勁 8 住微處理器 8080， 使單片的隼成度提高到 4800 個晶體管。第五代電腦(1990 以後)- 未來：目前各先進國家
10、(如日本、美國，由日本在 1982 年率先提出 )正研突可處理聲音，具有人工智慧，能夠累積知識。此代的電腦屬於人工智慧(Artificial Intelligenec，簡稱 AI)的時代，又稱超導體電腦時代，或稱有機電腦時代，統稱無電腦時代；它是以超導體、砷化鎵或生物晶片等全新的技術所開發的電子元件為主，體積更小，處理速度更快。而具有知識處理能力，能聽、能看、會說話、也會思考，更具自行學習與推理能力的第五代電腦，將會是屬於未來的電腦。 三、功能區分：電腦的發展過程也可以利用使用功能或儲存容量來區分，可分為下列幾類。 1. 超級電腦(Super Computer)：專供大型運算，且速度至少在 5
11、00MIPS 以上。MIPS(Million Instruction Per Second)指每秒 CPU 所能處理的百萬指令。另外記憶體的容量在 1 千萬字元以上(10MB) 。這是功能最強大、速度最驚人、體積亦龐大的電腦，價格在億元左右。由於個人電腦在價格上日愈低廉，而功能及穩定性上日愈強大，所以利用個人電腦和網路架構，如16 至 32 台以上個人電腦，亦可形成一部超級電腦。 2. 中大型電腦(Medium-scale & Large-scale Computer)：字元結構在 32 位元(bit)以上，且可以同時連接多種輔助記憶體，且處理速度在 1 至 50MIPS 之間。主記憶體的容量
12、在 100 萬字元以上(1MB)。一般適用於研究機構、國防單位或大型企業等，價格在數百萬乃至數千萬之間。 3. 迷你電腦(Mini Computer)：迷你電腦的設備和大型電腦相似，包括了主機、磁帶機、磁碟機、讀卡機和作為 I/O 用的終端機，例如王安電腦就是以迷你電腦為其主力產品。其計算機結構(Computer Architecture)已經設計成容許許多人同時使用(透過網路) ，一般用於學校、中小型企業等，價格在數十萬到數百萬之間。 4. 微電腦(Micro Computer)：所謂微電腦(micro computer)則是將微處理機接上必要的記憶裝置和輸入輸出設備，如此便是一部完整的微電
13、腦了，如 IBM PC 。所謂微處理機(Microprocessor)即一般所稱之 CPU；若把 ALU與 CU 的電路燒製在同一矽晶片上，即稱為微處理機，如 Z-80 就屬於 8 位處理機。是目前最普級、價格最大眾化的電腦。 年份 大事記要 公元前 3000 年 中國人發明算盤，人類最早使用的正式計算工具。1642 年 法國人布雷斯巴斯卡發明加法器，稱為巴斯卡機(Pascaline)，可說是機械時期的開始。1673 年 德國人萊布尼茲(Gottfried van Leibniz)改良加法器，利用連續加法做乘法運算。1801 年 法國人約瑟夫傑夸德(Joseph Jacquard)發明使用打孔
14、卡片(Punched carboard card)控制的自動化織布機。1820 年 法國人湯姆斯改良萊布尼茲的機器，可做加、減、乘、除運算。1833 年 英國數學家劍橋大學的查理巴貝基(Charles Babbage)完成一部差分機(Difference engine)，爾後並完成一部功能更強的機器，稱為分析機(Analytical engine)，對計算機貢獻良多，因此被尊稱為電腦之父。1890 年 赫勒里斯以打孔片儲存資料並用以處理 1890 年美國人口普查工作。1894 年 赫勒里斯設計了與今日計算機所用形式完成一樣的 80 欄卡片。1896 年 赫勒里斯成立列表機公司(Tabulati
15、ng Machine Company)，為現在IBM 前身。1911 年 赫勒里斯的公司與其它的許多公司合併。1924 年 赫勒里斯的合併公司，又經過改組且變更名稱為國際商業機器公司(International Bussiness Machines Corporation，IBM)。1930 年 愛德華州立大學的阿塔那索夫教授是第一個設計並製造電子數位計算機的人。1844 年 哈佛大學的艾肯教授製造完成 MARK-I 計算機，以繼電器為主要元件。1946 年 美國賓州大學的毛琪雷與愛克特製造完成第一部數位電子數字積分計算機(Electronic Numeric Integrator and C
16、alculator；ENIAC)在美國建造完成；是第一代電腦的開始。1947 年 美國計算機協會(ACM) 成立。1947 年 英國完成了第一個存儲真空管。1948 年 貝爾電話公司研製成半導體。1949 年 英國建造完成世界第一部內儲程式計算機“延遲存儲電子自動計算機“(Electronic Delay Storage Automatic Calculator；EDSAC)。1950 年 美國製造世界第二部內儲程式計算機(Electronic Discrete Variable Automatic Computer；EDVAC) 。1950 年 “自動化“ 一詞第一次用於汽車工業。1951
17、年 Sperry Rand 公司建造了世界第一部商用電子自動計算機UNIVAC-1(UNIVersal Automatic COmputer)。1951 年 美國麻省理工學院製成磁心。1952 年 第一台“儲存程式計算機“誕生。1952 年 第一台大型電腦系統 IBM701 宣布建造完成。1952 年 第一台符號語言翻譯機發明成功。1954 年 電晶體取代真空管，是第二代電腦的開始。1954 年 第一台半導體電腦由貝爾電話公司研製成功。1954 年 第一台通用數據處理機 IBM650 誕生。1955 年 第一台利用磁心的大型電腦 IBM705 建造完成。1956 年 IBM 公司推出科學 70
18、4 電腦。1957 年 程式設計語言 FORTRAN 問世。1959 年 第一台小型科學計算機 IBM620 研製成功。1960 年 數據處理系統 IBM1401 研製成功。1961 年 程式設計語言 COBOL 問世。1961 年 第一台分系統電腦由麻省理工學院設計完成。1963 年 BASIC 語言問世。1964 年 積體電路取代電晶體，是第三代電腦的開始。1964 年 第三代電腦 IBM360 系列製成。1965 年 美國數字設備公司推出第一台小型機 PDP-8。1969 年 IBM 公司研製成功 90 列卡片機和系統-3 電腦系統。1970 年 超大型積體電路的使用，是第四代電腦的開始
19、。1970 年 IBM 系統 1370 電腦系列製成。1971 年 伊利諾大學設計完成伊利阿克 IV 巨型電腦。1971 年 第一台 4 位元微處理機 Intel 4004 由英特爾公司研製成功，是微電腦的開始。1972 年 8 位元微處理機 Intel 8008 發表。1972 年 微處理機基片開始大量生產銷售。1973 年 第一片軟磁碟由 IBM 公司研製成功。1975 年 ATARI-8800 微電腦問世。1976 年 16 位元微處理機 TMS 9900 發表(Texas Instrument)。1977 年 柯莫道爾公司宣稱全組合微電腦 PET-2001 研製成功。1977 年 TR
20、S-80 微電腦誕生。1977 年 蘋果-II 型微電腦誕生。1978 年 超大型積體電路開始應用。1978 年 磁泡存儲器第二次用於商用電腦。1978 年 英代爾(Intel)公司正式推出八位元的 8088 中央處理器。1979 年 夏普公司宣布製成第一台手提式微電腦。1979 年 英代爾(Intel)公司正式推出十六位元的 8086 中央處理器。1981 年 美國 Osborne 公司推出第一部手提式 電腦- Osborne1。1981 年 32 位元微處理機 Intel IAPX 432 發表。1982 年 英代爾(Intel)公司正式推出第一個真正十六位元的 80286 中央處理器。1
21、982 年 微電腦開始普及，大量進入學校和家庭。1984 年 日本電腦產業著手研製“第五代電腦“- 具有人工智慧的電腦。1985 年 英代爾(Intel)公司正式推出三十二位元的 80386DX 中央處理器。四、電腦的特性： 速度快 儲存容量大 準確性高 項目/代別 第 一 代 第 二 代 第 三 代 第 四 代年 代 1946 1954 1954 1964 1964 1969 1970 年以後電子元件 真空管 電晶體 積體電路 超大型積體電路執行速度單 位毫秒(10 -3 秒)ms微秒 (10-6 秒)us奈秒 (10-9 秒)ns微微秒(10 -910-13 秒)ps記憶容量單 位1K 4
22、KBytes4K 32KBytes32K 3MBytes3MBytes 以上處理速度(指令 /秒) 2 千(2x103 個 ) 1 百萬(10 6)個 1 千萬(10 7)個 1 億(10 8)個主記憶體 磁鼓、磁蕊 磁 蕊 磁蕊、半導體 半導體、磁泡輔助媒體 打孔卡片 磁帶、磁碟 磁帶、磁碟 磁碟、半導體語言發展 機器語言組合語言COBOLFORTRANBASIC、RPG 等結構化高階語言應用導向語言，如 C 語言、PASCAL語言可 靠 性 低 高 略 高 較 高耗 電 量 多 少 較 少 更 少體 積 龐 大 小 較 小 更 小電子元件大 小 大姆 指 鉛筆的橡皮頭 0.5mm 鉛筆心 比針尖小用 途 科學計算用 科學用 事物用 科學應用 事務用科學控制用 各行各業多種用途
