第四代电子计算机

1970 年出现了能装 1000 个电路的大规模集成电路，它们的大小只有我们平时吃的方块糖那样大。采用大规模集成电路制造的计算机，是第四代计算机，比如 1972 年美国 IBM 公司生产的 IBM370 系列机。目前世界上使用的电子计算机大多数是第四代电子计算机。

如果现在我们拿第四代电子计算机同第一代电子计算机“埃尼爱克”相比，我们会发现，它们的功能一样，但第四代电子计算机的体积却只有“埃尼爱克”的 30 万分之一，重量是它的六万分之一，耗电量是它的五万分之一，可靠性却提高了一万倍。

创造这个奇迹的是看起来平淡无奇的小硅片——集成电路。在显微镜下观察这些硅片，如同从空中看到一座现代化城市。由它组成的各种类型和用途的电脑，正对人类社会产生着巨大而深刻的影响。

电子计算机进入第四代的时候，开始朝两个方向发展：一是发展微型电子计算机；二是发展大型电子计算机。

微型电子计算机

现今社会，在大街小巷经常见到“电脑培训”、“电脑打字”的招生广告，这里说的电脑就是指微型电子计算机。

微型电子计算机是由小型计算机演变而来的，它比小型机体积小，重量轻，用起来方便灵活，可靠性高，比小型机更适应信息时代的要求，更有发展前途，一般人们叫它“微机”，也称“微电脑”。

第一代微机是 1970 年 4 月由美国英特尔公司首先研制成功的。它比小型机的体积要小，但该机工作速度较慢，不适应信息时代的快节奏。

于是英特尔公司动员人力、物力、运用新工艺、新技术对第一代微机做了改进，很快研制出了第二代微型计算机。第二代微机比第一代性能大幅度提高，运算速度大大加快，具有抗干扰和抗辐射能力，同时降低了耗电量。 1974 年，后来居上的摩托罗拉公司研制成了第三代微型计算机 8080A，

性能超过了英特尔公司的产品，它比第二代微型计算机运算速度更快，体积进一步缩小。之后，微型计算机迅猛发展，1978 年出现了 8086 型微机，指令执行时间比 8080A 快 7 倍，完全可以和小型计算机相媲美了。1981 年又研制出了功能能和 70 年代中期的大中型计算机相比的微型计算机。

1979 年世界微机有 5000 台，1985 年超过一亿台，现在发展更是迅猛。

8086 型微处理机已经发展到了 80286、80386、80486 以及奔腾（80586）机，功能一代比一代强，不仅可做文字处理，还能进行绘图、设计，加上多媒体功能，就可以听音乐、看光盘、打电话、看电视、玩游戏等等。

微型计算机有许多突出的特点和优点：

第一是新。技术新、工艺新、产品新。它运用最新科学技术，产品花样翻新，层出不穷，成为计算机系统的佼佼者。

第二是快。革新快、换代快、生命力强。微型计算机的更新换代速度惊人。1969 年 8 月设计、1970 年 4 月第一代微型计算机问世，1973 年第二代微型计算机问世，1975 年第三代微型计算机问世。之后，其性能、质量迅速提高，微型计算机产业猛烈扩张，竞争对手云涌。美国加州甚至出现了以计

算机为主导的电子产业基地“硅谷”，它的发展速度，远远超过了美国当年的汽车工业。

第三是多。品种多、产量多。从 1970 年到 1985 年，产量增加了 30 倍。到现在不仅有普通微机，还出现了笔记本、膝上机等。

第四是便宜。体积小，用材少，价格低，平均每两年降价一半。

第五是广。涉及面广，用途广。现在，微型计算机在科研、生产和社会生活中得到了广泛应用，可以说已渗透到社会生活的各个方面。

我们平时喜欢用“傻瓜”照相机照相，因为它不需人工调节，能自动对光圈定速度、测距离，就是因为在照相机里安装了微型计算机；电视广告上经常说的全自动洗衣机，不需人工操作就完成洗衣工作，也是微机的功劳。微型计算机用于交通可进行自动信号控制、节约燃料、减少污染、自动刹车；用于商业可自动售货、自动结算、自动加油；用于教育，出现了电脑教师。

今天电脑已广泛进入家庭，微型计算机已迈向一人一机的个人电脑时代。

据美国一家电台报道，美国个人电脑 1991 年拥有量为 5500 万台。日本电子工业振兴协会对日本个人电脑市场调查预测，个人电脑已进入一人一机的时代。

美国一家市场调查公司的调查表明，1991 年，在二千八百多万个家庭中，有 3000 万台个人电脑，研究预测指出，到 1999 年每个美国家庭平均将有 2.2 台个人电脑，比每个家庭的子女平均数量还多，并预测到 1999 年，在美国的学校中使用手提式个人电脑，就像现在使用小型计算器那样普遍。

个人电脑已经从业余爱好者手中的玩艺儿变成了一种非常普及的工具。在千百万人的办公桌上，已具有了 50 年代中央处理机那样计算能力的个人电脑。在家庭中，个人电脑是自从有电视机之后作用最大的消费品，比电话普及速度还快。美国的少年儿童中有 46％在家里或在学校中使用电脑。美国人用个人电脑可以干许多工作，比如把电脑与电话线连接，直接传送信件、文件和其他信息。利用“电子邮局”，只要按下电脑的按键，几秒钟就能把过去几天才能寄到的信件内容同时送到若干处。还可以用个人电脑构成印刷系统，出版自己写的新闻稿。最广泛的应用是把电脑当成最完善的打字机，62

％的电脑拥有者常常用电脑写信或书写其他文字材料。用电脑玩游戏也很普遍。

个人电脑发展十分快。第一代个人电脑很粗糙，用户要经常自己编写程序。1981 年个人电脑发展揭开了新的篇章，IBM 公司的个人电脑在佛罗里达州博卡拉顿的产品开发实验室问世，IBM 个人电脑很快就把很大一部分市场掌握在手中。1982 年末各大公司激烈争夺市场，相继大幅度削价，几个月时间价格从 1000 美元跌到 199 美元。到该年年底，个人电脑摆满了商店的玩具部。第二代个人电脑，包括 IBMPC 机及其兼容机，就是我们常说“攒”的微机，现已显得陈旧了。目前，第三代个人电脑包含有强大的微处理机芯片、存贮器、外部存贮器（如磁盘）、键盘、光笔、鼠标器、显示器、打印机，还有能将信号作转换的调制——解调器。当然，除硬件之外，还要有软件，有成套的指令，即编好的程序，个人电脑才能完成各项工作。

个人电脑的兴起是信息技术革命中的一个伟大事件。个人电脑现在国外和洗衣粉、饮料一样充斥市场，就像罐头一样随时可以买到。个人电脑正朝着小型化、轻量化、高性能和直观化方向发展。发展的核心是力求电脑的操

作更简单，就像使用洗衣机、录像机一样方便。到那时，对于用户来说，个人电脑就更“可亲”了。为了使用方便，声控电脑也是一个发展方向。

1992 年 2 月 25 日，苹果计算机公司宣布，该公司已制出一种话控电脑，它不但能识别口头命令，有时还能“回答”，当它完成任务后，可以报告它已完成了任务，并问使用者还有什么事情要做。

1992 年在澳大利亚悉尼举办的个人电脑展上，夏普公司推出了只有手掌

般大小的超小型电脑，重量只有 500 克，成了名符其实的“掌上电脑”了。现在，个人电脑是整个电子计算机家庭中数量最多的成员。

大型电子计算机

1990 年 8 月 2 日，伊拉克入侵科威特，触犯了美国及其它西方国家的战略利益，海湾上空战云密布。8 月 4 日美国制定了代号为“沙漠盾牌”的军事行动计划，应沙特国王的请求，向海湾地区增派大量军队。1991 年 1 月 17 日，海湾战争终于爆发。

当天夜晚，一片漆黑，几百架多国部队飞机对伊拉克首都巴格达进行了轮番轰炸，据美国一位退役的将军说：“仅这一夜向伊拉克和科威特泻下的炸弹，就相当于一个半投在广岛的原子弹。”然而让美国指挥部的军官们真正感到惊奇的，是这次轰炸几乎都命中预定的目标，参谋部的军官甚至认为这是一个奇迹。

人们不禁会问：多国部队的夜间轰炸，为什么“几乎都命中预定的目标”？原来，早在战争爆发前几个月，美国就专门发射了几颗军事卫星上天，

全天 24 小时不间断地监视着伊拉克、科威特地区的动静，包括伊军通讯波段、电台位置、雷达频率、部队调动、武器位置等，然后将收集到的大量情报传到指挥中心，在这里由大型计算机迅速加以处理，仅仅几分钟，一张张清晰的照片就送到指挥官面前。照片上及时显示出伊拉克导弹的位置、停在跑道上和隐蔽在机库里的各种飞机、以及伊拉克的化学工厂、核研究中心、通信中心等要害部门，甚至连伊拉克总统萨达姆所处的位置，都在这些照片中标明了。于是多国部队根据情报制出一套作战地图，极其精确地标出了攻击目标。战争前夕，又把截获的数百万条信息输入电脑处理分析，极其精确地制定了进攻计划；最后对所有情报进行详细筛选，编入计算机程序，制成数据图像，输入各类作战飞机的电脑。战斗中，大型电子计算机及时处理前线发回的信息，能在几秒至十几秒钟之内，将信息和指令发回前线，供指挥官选择有利时机发起攻击。可以说整个轰炸行动得以准确、利索的完成，完全得益于计算机。

海湾战争中还进行了导弹战，最著名的就是“爱国者”大战“飞毛腿”。“飞毛腿”导弹是苏联制造的，它的飞行速度相当快，因此得名“飞毛腿”。“爱国者”导弹是美国制造的反弹道导弹。

伊拉克在遭到多国部队的沉重打击后，使用“飞毛腿”予以反击。美国则派出了“爱国者”导弹进行拦截。短短十多天，伊拉克先后发射了 25 枚“飞毛腿”导弹，其中 20 枚被“爱国者”导弹拦截并摧毁。其后向以色列发射了十多枚，也大都被“爱国者”导弹拦截。整个战事“爱国者”导弹的拦截率达到了 95％，因此荣获了“飞毛腿导弹克星”的光荣称号。

在这场反导弹的战事中，计算机起了决定性的作用。“飞毛腿”导弹的

射程有 600 千米，“爱国者”导弹的射程只有 150 千米，在“飞毛腿”导弹发射后四分之三的飞行路程中，不能发射“爱国者”导弹。这样，从发射“爱国者”导弹到击落“飞毛腿”导弹之间，仅有一分钟时间。在短短的一分钟时间内，全靠计算机计算出“飞毛腿”导弹的飞行轨迹和控制“爱国者”导弹，在“飞毛腿”导弹逼到非常接近的时刻，才发出发射指令。在“爱国者” 导弹发射后 10 秒的飞行中，导弹和目标的相对位置还要由计算机作出精确的确定，以保证拦截成功。

能在这短短的时间内，完成这么多的工作，靠的完全是有高度的可靠性、能高速运算的大型计算机。

所谓大型计算机不是指体积和质量很大，而是运算速度快、存储量大、功能强、可靠性好。实际上这种计算机已经微型化。比如装在“爱国者”导弹头部的计算机就是大型机的一种。

大型电子计算机又称巨型电脑，或超级电脑，是计算机家族中运算速度最快的一种，每秒可运算亿次以上。比如我国生产的“银河”亿次计算机。日本生产的巨型计算机每秒运算 160 亿次，更是快得吓人。最近德国也宣布研制成功了一种每秒运算为 400 亿次的超级电脑，它采用 16，384 个最新一代处理芯片，并且用新的方法把它们联接起来。

美国前总统布什 1991 年向国会提出的 22 项对美国至关重要的技术中，有一项就是高性能电脑，其中包括巨型电脑。美国的巨型机厂家已分别着手进行新的开发。其中克雷公司宣布将把巨型机运算速度再提高四倍，即达每秒二千多亿次。

巨型电子计算机主要用于空间技术、天气预报、宇宙空间研究、航空动力学分析计算、尖端工程的设计、国防等。

如果用过去的手摇计算机来运算今天的气象预报数据，那么几千人挥汗如雨地干几天也干不完，根本起不到对天气的预报作用。这些工作让今天的大型电子计算机来做，仅仅是几分钟的事，而且又准确，又可靠。

现代重大的科研项目，特别是航天技术方面，离了它更是不行。比如航天飞机的主要控制部件就是计算机。美国航天专家说：“没有计算机，航天飞机的上天是不可想象的。”

因此，大型电子计算机是当代一个国家科学技术和工业发展水平的重要标志，体现了一个国家的实力。

现今在计算机大家庭中以大型机、中小型机、微机为主，将来的发展将倾向于微机和大型机。

计算机网络

1992 年，美国总统克林顿在竞选时提出了“发展信息高速公路，振兴美国经济，恢复企业竞争活力”的竞选纲领。此后，副总统戈尔言必称信息高速公路。由此可见信息高速公路对美国国家建设的重要性。

那么，什么是信息高速公路呢？简单地说就是通信网络与计算机网络的结合。

当今，通信非常发达，当你拿起电话，可以拨通世界各地；当你投寄书信，可以到达天涯海角，这一切当归功于通信网络。同样，计算机的能耐很大，但拥有一台计算机的用户，只能使用它存取情报、数据和信息，而不能

使用其他计算机用户存取的情报、数据、信息。同时，一台计算机不能存取大量的情报、数据和信息，不能做较大的事情，更不能利用大型计算机存储的资料。如果把不同地点、不同用途的计算机连接起来，形成网络系统，这样，就可以使参加网络的用户，共同享用整个网络中的情报、数据、信息，计算机的用途就大大扩大了。这就像一句老话说的那样：团结就是力量。

现在，计算机网络一般是把各地的计算机和终端设备，利用现有通信线联接起来，将来可以通过通信卫星联结起来，远距离传输情报、数据和信息。终端设备通常是一个键盘和一台显示器，你只需操纵键盘，将问题“告诉” 计算机网络，答案会自动显示在屏幕上。

1993 年 10 月，中国计算机专家访问美国，在东部城市波士顿，他们想了解一份会谈资料，可是波士顿没有这份材料，这些材料只有美国西部斯坦福大学保存着。求助于计算机网络，把终端与网络接通，用键盘打入命令调阅这份会谈资料，三分钟后，电传打字机上印出此次会谈目录，并询问要第几条，回答后，又过了三分钟，谈话记录全部打印出来。计算机网络的神速，由此可见一斑。

过去，高速公路系统和电力网为工业经济提供了发展基础，而现今的信息网络将是新经济的高速公路。如果整个国家没有先进的电子基础设施，社会就不可能取得进步。未来的计算机业、电信业和各种信息业正在殊途同归，比方说，不久之后，电话、电视机和计算机将是同一设备。

目前，大的计算机网络像巨大的蜘蛛网，跨越国界。它把世界所有的计算机连接起来组成一个巨大的计算机。计算机网络的建立，可以使拥有小型电脑的部门，通过网络来查找大型电脑的信息，不仅为使用者提供了经济的手段，而且使电脑的应用能跨越地理位置所造成的障碍。更有意思的是，还可以利用由于地理位置不同所造成的时差。例如，在一般情况下，在白天工作时间里，电脑是处于忙碌状态的，机器时间比较紧张。相比之下，在夜间电脑较为空闲。正是利用这样一点，欧洲一些国家在白天通过计算机网络，可以利用正处夜间的美国电脑。

计算机网络的建立，大大促进了电脑应用的社会化。

据国外报道，1994 年英国有几百万个家庭加入计算机情报系统，这个系统保存的消息比一个星期出版的全部报刊还要全面。每个使用者只要打一个电话，就可以把相当于 7000 页原文的资料从电脑存贮器中提取出来，呈现在家用电视机屏幕上，供人选择和查阅。

通过计算机网络还可以查询电话号码、旅行时刻表、天气预报、订购火车、轮船和飞机票等等。那时一位在巴黎的旅客，就可以在他的旅馆里通过电脑订购下一周从英国伦敦飞往美国纽约的飞机票。前后只需一两分钟的时间，就可以知道他所预订的机票的班次和座位的号码。

计算机网络应用于商业更是前景无限光明。

以制鞋工业为例，有可能使制鞋厂在大量生产的情况下使每件产品都能适合消费者的需要。现在通常流行的作法是，人们选购几种少数型号和尺码的鞋子，而穿起来并不完全合适，这也是产生脚病的原因之一。但是，如果将来制鞋机是用电脑控制的，制造出来的鞋子就能按人的脚形千变万化。当人们利用微型电脑详细地测出每个人的脚形，然后把这些信息输送给制鞋厂，即可按大量生产的成基，制造出每个人所需要的、并且穿起来舒适的鞋子。

顾客可以通过商业情报网把自己的需要告诉商店，并且可以在指定的地点提取所需要的货物。商业情报网的建立，可以使产销部门建立起崭新的关系，根据顾客的客观需要来组织货源和制定生产计划，从而大大避免和减少了产品的脱销或大量积压。同时也加快了货币的回笼和周转，活跃了商品市场。

现在很多人通过计算机网络打广告、设立电子商店、全面介绍自己的产品，并询问各地的物价、物资供应情况，适时调整经营的对策。

一个美国小孩可以在十几秒内得到地中海的气象图，然后又迅速转到几千英里之外的伦敦图书馆、法国巴黎的博物院溜一圈，这就是应用计算机网络的神奇结果。

计算机网络是计算机今后的发展方向。