自從1946年2月現代電子計算機的鼻祖ENIAC(electronic numerical integrator and computer)在美國賓夕法尼亞大學問世以后，短短50年里，計算機技術經歷了巨大的變革。

　　學術界經常使用器件(硬件)劃分計算機的發(fā)展史，如第一代電子管計算機(1947～1957)，第二代晶體管計算機(1958～1964)，第三代集成電路計算機(1964～1972)，第四代大規(guī)模集成電路計算機(1972～)，目前提出了所謂的第五代(或新一代)計算機。

　　從1946年到50年代后期(1946～1957)為電子管計算機時期。計算機的元器件主要由電子管(vacuum tube)組成。其特點是體積龐大、功耗高、運算速度較低。如ENIAC占地170m 2 ，重達30t，功耗為140kW，有18000多個電子管，每秒鐘能進行5000次加法計算。這一階段，計算機主要用于軍事、國防等尖端技術領域。除了ENIAC以外，1945年左右，馮?諾依曼等人在研制EDVAC(electronic discrete variable computer)時，提出了存儲程序(stored-program)概念，奠定了以后計算機發(fā)展的基石。IBM公司1954年12月推出的IBM650是第一代計算機的代表。從20世紀50年代后期到60年代中期(1958～1964)為晶體管計算機時期。自從1947年晶體管(transistor)在貝爾實驗室誕生后，引發(fā)了一場影響深遠的電子革命。體積小、功耗低、價格便宜的晶體管取代了電子管，不僅提高了計算機的性能，也使計算機在科研、商業(yè)等領域內廣泛地被應用。第二代計算機不僅采用了晶體管器件，而且存儲器改用速度更快的磁芯存儲器;與此同時高級編程語言和系統(tǒng)軟件的出現，也大大提高了計算機的性能和拓寬了其應用領域。這一時期計算機的代表主要有DEC公司1957年推出的PDP-I、IBM公司于1962年推出的7094以及CDC公司1964年研制成功的CDC6600。1969年CDC公司研制的DCD7600平均速度達到每秒千萬次浮點運算。

　　從20世紀60年代中期到70年代初期(1965～1972)為集成電路計算機時代。第一代和第二代計算機均采用分離器件(discrete component)組成。集成電路(integrated circuit)的出現，宣告了第三代計算機的來臨。由于采用了集成電路，使得計算機的制造成本迅速下降;同時因為邏輯和存儲器件集成化的封裝，大大提高了運行速度，功耗也隨之下降;集成電路的使用，使得計算機內各部分的互聯更加簡單和可靠，計算機的體積也進一步縮小。這一時期的代表為IBM的system/360和DEC的PDP-8。

　　三、計算機硬件結構

　　實際應用的計算機系統(tǒng)是由計算機硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)以及通信網絡系統(tǒng)組成的一個整體系統(tǒng)。計算機硬件系統(tǒng)是指構成計算機的所有實體部件的集合，通常這些部件由電路(電子元件)、機械等物理部件組成，它們都是看得見摸得著的，故通常稱為“硬件”。計算機硬件結構也可以稱為馮?諾伊曼結構，它由五大部件組成:主機部分由運算器、控制器、存儲器組成，外設部分由輸入設備和輸出設備組成，其中核心部分部件是運算器。

　　計算機硬件之間的連接線路分為網狀結構與總線結構，這里主要介紹總線(BUS)結構。總線結構有如下幾種形式:

　　1.以CPU為中心的雙總線結構

　　所謂總線實際上是一組并行的導線，導線的數目和計算機字長相同，數據和指令通過總線傳送。

　　2.以存儲器為中心的雙總線結構

　　3.單總線結構

　　主要部件功能:

　　1.運算器

　　運算器是完成二進制編碼的算術或邏輯運算的部件。運算器由累加器(用符號L A )、通用寄存器(用符號L B )和算術邏輯單元(用符號ALU)組成，核心是算術邏輯單元。

　　2.存儲器

　　在計算機中的存儲器包括內存儲器(又叫主存儲器或隨機存儲器，簡稱內存或主存)、外存儲器、只讀存儲器和高速緩沖存儲器以及寄存器等。隨機存儲器是按地址存取數據的，若地址總線共有20條地址線(A 0 ～A 19 )，即有20個二進制位，可形成2 20 =1048576個地址(1兆地址)。

　　3.控制器

　　控制器由三大部件組成，它們是指令部件、時序部件和操作控制部件。

　　(1)指令部件

　　指令部件包括程序計數器PC，指令寄存器IR和指令譯碼器ID。

　　(2)時序部件

　　時序部件產生定時節(jié)拍，一般由時鐘信號源、節(jié)拍發(fā)生器及微操作電路組成。

　　2.數據庫管理系統(tǒng)

　　數據庫管理系統(tǒng)既可以認為是一個系統(tǒng)軟件也可以認為是一個通用的應用軟件。目前有三種類型的數據庫管理系統(tǒng)，故可存放三種模型的數據，這三種數據庫管理系統(tǒng)分別為層次數據庫、網狀數據庫和關系數據庫。

　　3.計算機網絡軟件

　　計算機網絡系統(tǒng)是通過通信線路連接的硬件、軟件與數據集合的一個計算機系統(tǒng)。從硬件來說，除計算機作為網絡的結點以外，還有如服務器(也可用一臺計算機)，網絡適配器，終端控制器以及網絡連接器等硬件設備;從軟件來說，有網絡操作系統(tǒng)，網絡通信及協議軟件，網絡數據庫管理系統(tǒng)等。

　　4.高級語言及語言處理器

　　用戶用高級語言編寫的程序稱源程序，源程序不能由計算機直接執(zhí)行，必須翻譯成機器能執(zhí)行的語言———機器語言，這種翻譯是由機器自動翻譯的，“譯員”稱編譯程序或編譯器，當源程序輸入計算機后，調用編譯程序編譯成機器語言(稱目標程序)，然后執(zhí)行。還有一種語言處理程序叫解釋程序，輸入一條語句，翻譯一條。現在已出現了第4代語言(4GL)和計算機輔助軟件工具CASE。

　　5.常用的通用軟件

　　在數據處理、事務處理、報表處理中有許多通用軟件，如字處理軟件WPS、WORD，報表處理軟件LOTUS1-2-3等。

　　五、計算機數據表示

　　1.二進位計數制

　　引入二進制數字系統(tǒng)的計算機結構和性能具有如下的優(yōu)點:

　　(1)技術實現容易。

　　(2)二進制運算規(guī)則簡單。

　　(3)計算機中二進制數的0、1數碼與邏輯代數變量值0與1吻合，所以二進制同時可以使計算機方便地進行邏輯運算。

　　(4)二進制數和十進制數之間的關系亦不復雜。

　　2.進位計數制相互轉換

　　十進制數轉換成二進制數:

　　十進制數據轉換為二進制數時，因整數部分與小數部分轉換算法不同，需要分別進行。