1.1.1 计算机发展历史

第一代 电子管计算机（1946-1959年）

第一代计算机的逻辑器件采用电子管。
主存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波器、静电存储器等类型，内存储器（简称内存）大小仅几千字节，外存储器（简称外存）使用磁带、磁鼓、纸带、卡片等。

运算速度为每秒几千次至几万次。
第一代计算机没有系统软件，使用机器语言和汇编语言编程。这一时期的计算机主要用于科学计算，只被运用于少数尖端领域。

第二代 晶体管计算机（1950-1964年）

第二代计算机的逻辑器件采用晶体管。
主存储器均采用磁心存储器，内存容量扩大到几万字节，磁鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器，利用I/O（输入输出）处理机进行输入输出处理。

运算速度明显提高，每秒可以执行几万次到几十万次的加法运算。
计算机出现了操作系统，配置了子程序库和批处理管理程序，还出现了高级语言，如Fortran、COBOL、ALGOL等。
计算机不仅继续大量用于科学计算，还被用于数据处理和工业过程控制。

第三代 中小规模集成电路计算机（1964-1970年）

第三代计算机的逻辑器件采用中小规模集成电路。
半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位，内存容量大幅度提高，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，并且开始普遍采用虚拟存储技术。

运算速度达到每秒几百万次。
操作系统软件在规模和功能上发展很快，功能日趋成熟和完善；软件技术进一步提高，提出了结构化、模块化的程序设计思想，出现了结构化的程序设计语言Pascal；软件开始形成产业，出现了大量面向用户的应用程序。
第三代计算机的应用进入了更多的科学技术领域和工业生产领域。

第四代 大规模及超大规模集成电路计算机（1970年至今）

20世纪70年代以来，集成电路的集成度迅速从中、小规模发展到大规模、超大规模的水平。
金属氧化物半导体电路（Metal Oxide Silicon,MOS）的出现使计算机的主存储器由半导体存储器完全替代了服役达20年之久的磁心存储器，主存储器的功能和可靠性进一步提高，存储容量向百兆字节、千兆字节发展；外存储器除了硬盘外，还出现了光盘。

运算速度向每秒十万亿次、百万亿次及更高速度发展。
这个时期，操作系统不断完善，应用软件成为现代工业中的一个重要产业，计算机的发展进入到网络时代。

1.1.2 计算机分类

计算机按结构原理可分为模拟计算机、数字计算机和混合式计算机；按用途可分为专用计算机和通用计算机。
较为普遍的一种分法是按照计算机的运算速度、字长、存储容量等综合性能指标，将计算机分为巨型机、大型机、小型机、微型机、和嵌入式计算机等。

1.巨型机

巨型机是一种超大型电子计算机，具有很强的计算和处理数据的能力，其主要特点是表现为高速度和大容量，配有多种外部设备及丰富的、高性能的软件系统。

巨型机实际上是一个巨大的计算机系统，主要用来承担重大科学研究、国防尖端技术和国民经济领域的大型计算课题及数据处理任务。例如，大范围天气预报，卫星照片整理，原子核物理探索，洲际导弹、宇宙飞船研究等。

2.大型机

大型机也称大型主机。大型机使用专用的处理器指令集、操作系统和应用软件。

大型机和巨型机的主要区别如下：
（1）大型机使用专用的指令系统和操作系统，巨型机使用通用处理器及UNIX或类UNIX操作系统（如Linux）
（2）大型机擅长非数值计算（数据处理），巨型机擅长数值计算（科学计算）。
（3）大型机主要用于商业领域，如银行和电信，而巨型机用于尖端科学领域，特别是国防领域。
（4）大型机大量使用冗余等技术确保其安全性和稳定性，所以内部结构通常有两套，而巨型机使用大量处理器，通常由多个机柜组成。
（5）为了确保兼容性，大型机的部分技术较为保守。

3.小型机

小型机是指采用精简指令集处理器，性能和价格介于PC服务器和大型机之间的一种高性能计算机。在中国，小型机习惯上是指UNIX服务器。

UNIX服务器具有区别于x86服务器和大型机的特有体系结构，基本上各厂家的UNIX服务器均使用自家UNIX版本的操作系统和专属处理器。
使用小型机的用户一般看中的是UNIX操作系统和专用服务器的安全性、可靠性、纵向扩展性以及高并发访问下的出色处理能力。

4.微型机

微型机是由大规模集成电路组成的体积较小的电子计算机。它是以微处理器为基础，配以内存储器及输入设备接口电路和相应的辅助电路构成而构成的裸机。

微型机的特点是体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便。
微型机主要包括台式机、电脑一体机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等。

5.嵌入式计算机

嵌入式技术是针对某个特定的应用，比如针对网络、通信、音频、视频、工业控制等的“专用”计算机技术。
嵌入式计算机一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序5部分组成。