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硬件发展史及其趋势

计算机的诞生酝酿了很长一段时间。1946年2月,第一台电子计算机ENIAC在美国加州问世,ENIAC用了18000个电子管和86000个其它电子元件,有两个教室那么大,运算速度却只有每秒300次各种运算或5000次加法,耗资100万美元以上。尽管ENIAC有许多不足之处,但它毕竟是计算机的始祖,揭开了计算机时代的序幕。

计算机的发展到目前为止共经历了四个时代,从1946年到1959年这段时期我们称之为“电子管计算机时代”。第一代计算机的内部元件使用的是电子管。由于一部计算机需要几千个电子管,每个电子管都会散发大量的热量,因此,如何散热是一个令人头痛的问题。电子管的寿命最长只有3000小时,计算机运行时常常发生由于电子管被烧坏而使计算机死机的现象。第一代计算机主要用于科学研究和工程计算。

从1960年到1964年,由于在计算机中采用了比电子管更先进的晶体管,所以我们将这段时期称为“晶体管计算机时代”。晶体管比电子管小得多,不需要暖机时间,消耗能量较少,处理更迅速、更可靠。第二代计算机的程序语言从机器语言发展到汇编语言。接着,高级语言FORTRAN语言和COBOL语言相继开发出来并被广泛使用。这时,开始使用磁盘和磁带作为辅助存储器。第二代计算机的体积和价格都下降了,使用的人也多起来了,计算机工业迅速发展。第二代计算机主要用于商业、大学教学和政府机关。

从1965年到1970年,集成电路被应用到计算机中来,因此这段时期被称为“中小规模集成电路计算机时代”。集成电路(Integrated Circuit,简称r)是做在晶片上的一个完整的电子电路,这个晶片比手指甲还小,却包含了几千个晶体管元件。第三代计算机的特点是体积更小、价格更低、可靠性更高、计算速度更快。第三代计算机的代表是IBM公司花了50亿美元开发的IBM 360系列。

从1971年到现在,被称之为“大规模集成电路计算机时代”。第四代计算机使用的元件依然是集成电路,不过,这种集成电路已经大大改善,它包含着几十万到上百万个晶体管,人们称之为大规模集成电路(LargeScale lntegrated Circuit,简称LSI)和超大规模集成电路(Very Large Scale lntegrated Circuit,简称VLSI)。1975年,美国1BM公司推出了个人计算机PC(PersonaI Computer),从此,人们对计算机不再陌生,计算机开始深入到人类生活的各个方面。

经过这些年的发展,由于笔记本电脑成本的迅速下降,移动PC并没有获得良好的市场呼应,并逐步淡出了人们的视野。但是,电脑硬件总体的发展却正在向我设想的方向前进,而移动PC这种采用普通台式电脑芯片内存并可更换的理念却常常浮现在我脑海中。在这里,不妨让我们重新拾起移动PC的设计思路,更大胆一些,提出未来电脑硬件的发展趋势。

我认为,今后若干年电脑硬件发展可能出现的技术更新或者说需要解决的问题有:

1、闪存的可靠性加强、成本大幅度降低、速度进一步提高,大容量和超大容量闪存的使用成为可能。结果:在电脑中彻底取代硬盘、光驱、软驱等存储设备。目前,U盘已经成功取代软驱,由 2G闪存构成的U盘已经成为市场主流,虽然U盘与硬盘容量仍有差距,但大容量U盘的出现势在必然,取代硬盘是早晚的事。

2、液晶显示器的使用寿命、分辨率、响应时间、亮度等指标大幅提高,成本大幅下降。结果:在常规领域彻底取代CRT显示器。这一点已经成为现实,并且液晶显示器的指标仍在不断提高,需要改进的主要是生产成本的突破性下降。

3、CPU的发热量得到更有效的控制,采用各种技术手段,改变过去单纯提高工作频率来提高CPU运算速度的方式,采用更先进、更经济和更合理的散热系统。这一点正在研究和实验中,如液冷降温,如从高频奔四到低频酷睿的改进等等,还有待于从实验阶段向实用阶段转变。

4、电脑主板全面集成视频系统、音频系统、网络系统等多媒体和网络必备组件,实现真正意义上的全集成主板。现在的主板几乎已经百分之百的集成了百兆或千兆网卡、5.1或7.1声卡甚至高清视频输出,最近显卡巨头nVIDIA推出了一系列集成显示芯片的主板芯片组,并扬言未来所有nVIDIA芯片组中都将集成显示芯片,实际上也反映出了主板全面集成的一种趋势。

5、CPU、内存、显卡、声卡、网卡以及其它各种功能卡的芯片均设计成微型插卡式,可以非常方便的更换。届时,升级电脑硬件易如反掌,譬如,升级显卡,只需简单的更换一块显示芯片,就如更换手机卡般方便,连三岁小孩都能轻易做到。当然,这一点有待于各硬件厂商形成统一的标准和规范后才能实现,估计也是各项中最难以付诸实施的。

6、所有软件,包括个性化的操作系统、应用程序、数据等均保存在外插式的带有密码保护的闪存(U盘)中,电脑主机除了主板BIOS上固化了简单的系统引导程序以外,不再需要内置大容量的存储设备,操作系统和数据同样为用户随身携带。这样,移动资料异常方便,安全保密更胜一筹。

综上所述,整个电脑硬件系统其实是PC和移动PC思路的发展,使PC成为更个性化也更通用,更简洁也更经济的电脑系统。

[来源:http://jilumeitian.blog.163.com/blog/static/213062231201331304353317/]

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