（第一节）计算机技术发展概述
一、计算机的诞生和发展
（一）首台电子计算机的诞生
人类第一台电子数字计算机ENLAC（Electronic Numerical Integrator And computer埃尼阿克）诞生于1949年。第二次世界大战期间，美国宾夕法尼亚大学的物理学家约翰·莫克科（John Mauchly）参与了马里兰州阿伯丁试验基地的火力射程表的编制工作，当时虽然使用了一台布什微分分析仪，并且雇佣了100名年轻助手做辅助人工计算，但是速度仍很慢，而且错误百出。形势促使莫克利与工程师普雷斯伯·埃克特（J.PresPter Eckert）一起加快了研究新的计算工具的步伐。他们第一次采用电子管作为计算机的基本部件。1946年2月15日，第一台全自动计算机ENIAC（即“电子数学积分计算机”）正式交付使用，到1955年10月最后切断电源，服役长达9年。它每秒可进行5000次加减运算，使用了18800个电子管，占地170平方米，重达30吨，功率140千瓦，价值140万美元，真可谓“庞然大物”。尽管这台机器只有少数专家才会使用，但它把过去借助台式计算器需7—20小时才能计算出一条发射弹道的工作量缩短到只用30秒，使科学家们从奴隶般的计算中解放出来。至今人们仍公认，ENIAC机的问世，表明了电子数字计算机时代的到来，具有划时代的伟大意义，是科学技术发展史上的重大里程碑。
作为计算机从实验室走向社会的标志是1951年研制成功并提交给美国人口统计使用的UNIVAC（UNI Verzal Automatic computer通用自动计算机）。它的研制者就是ENIAC的研制者莫克利和埃克特。由于它显示出巨大的社会效益和经济效益，因此，还有人认为“计算机时代”
是从1951年开始的。
（二）计算机设计制造的飞速发展
从第一台电子计算机诞生至今，计算机经历了50年的发展历程。以电子计算机物理器件的发展标准，它已经经历了四个阶段，目前已进入第五代。每一代计算机的产生和发展都发生了许多激动人心的巨大变化。
第一代计算机是电子管计算机（约在1946—1955年），它的运算速度为几千万次/秒，可靠性差，使用与维护也很困难。计算机程序设计语言还处于最低阶段，是用0和1组成的机器代码来进行编程，工作十分繁琐。基本以科学计算为主。
第二代计算机（约在1956—1963年），与第一代计算机相比，第二代计算机用晶体管代替了电子管。运算速度为几十万次/秒。程序设计方面使用了接近人类自然语言的高级语言编程，比用机器语言编程方便。称作为“操作系统”的软件对整个计算机的资源进行管理，提高了计算机的使用效率。与第一代相比，第二代晶体管计算机体积小、成本低、功能强、可靠性高。它不仅在军事和尖端技术上得到应用，而且用在工程设计、数据处理、事务管理等方面。
第三代计算机（约在1964—1971年），其特征是构成元件为中、小规模集成电路。20世纪60年代中期，半导体电子学工艺已经发展到可以在几平方毫米的单晶硅片上集中十几个到上百个由电子器件组成的逻辑电路。这时期运算速度提高到每秒几十万次到几百万次。第三代计算机由于采用了集成电路，体积更加小型化，也大大降低了功耗，进一步提高了可靠性。在软件方面，操作系统已被普遍采用，并且技术更加成熟，其应用领域也越来越广泛。世界上最大的计算机制造商IBM公司考虑到用户的扩大和产品的继承性，率先推出了系列机，IBM360系列机是其代表。系列机是指一个计算机的家族，同一家族中的各种计算机虽然其性能与价格各异，可为了适应不同的应用需要，它们的指令系统是兼容的。即在低档机上原先编好的程序，一旦机器更换后，仍可在同一家族的高档机上运行。这时期的计算机设计的基本思想是标准化、模块化、系列化。
第四代计算机（约在上世纪70—80年代），其特征是以大规模集成电路为计算机主要功能部件，运算速度可达每秒几百万次至上亿次。这一时期微型计算机飞速发展和普及。1971年英特尔（Intel）公司研制成功微处理器4004，1973年该公司又宣布研制成功8位处理器8080。
微电子技术的成就给计算机硬件设备的发展创造了条件，使计算机的体积变小、功耗降低、成本降低，速度每3年翻一番，成本平均每年下降30%。
第五代计算机（上世纪90年代后），为了适应新世纪社会发展的需要，各国都在致力研制新的计算机系统——第五代计算机。这种计算机应具有的特点是：采用超大规模集成电路或其它新的物理器件作为主要元件，器件速度接近光速；系统结构上超过或突破原有的概念，不但能进行数值计算，而且还能处理声音、文字、图像和其它非数值数据；并具备推理、学习、智能会话，使用知识库等人工智能方面的功能。有人称新一代计算机将是“智能计算机”。
二、计算机在图书馆的主要应用功能
（一）计算功能
这里从实际出发，介绍图书馆对计算机功能和应用的需求。计算能力当然是计算机原本所具有的功能，尽管计算机所扮演的角色正在陆续演变之中，但是计算机至今丝毫未减其原始功能——高速计算。除科学技术及数学上的需要之外，各种数据的解析及模拟作业中，计算机的计算能力实在是无与伦比的。
仅以经济预测一项为例，就必须多方考虑，构造含有多种数据的数学模式，否则就无法满足今日社会的需要。而除计算机外，实在是找不到任何一种方法，可以来完满地解决这一问题。再说，我们日常所从事的工作台中，若要找出一种与计算无关的工作，恐怕比登天还难。既然我们的生活离不开计算，那么将来计算机发挥计算机功能的机会也将有增无减。
科学计算是计算机最早的应用领域，目前也仍然是计算机重要的应用领域之一。许多用人力难以完成的复杂工作却可通过高速计算机来迎刃而解。例如，在宇宙空间探索方面，我国神舟五号载人飞船的人造卫星轨道计算；高能物理方面的分子、原子结构分析，生物学方面的分子结构分析；水利农业方面的水利设施的设计、土方计算、水文计算、水源管理；气象预报、水文预报、大气污染研究等。上述科学计算又称为数值计算，其特点是计算量大，且数值变化范围广，这方面的应用要求计算机具有较强的数值数据表示能力以及很快的运算速度。而在中小学图书馆则主要用于馆藏和流通统计。如能在瞬间统计出全馆多少藏书、借出多少书刊，被借册次的排行榜，读者借书多少的排行榜，甚至能在瞬间从几年来馆藏书刊的几十万个流通记录中列出哪一本书出借率高，有哪些人借了这本书或某群体读者几年来所借的所有书刊。这些统计需求都是手工时代所不敢设想的。
（二）信息处理功能
现在计算机已挑起信息产业的大梁，走在了时代的前沿。计算机所具备的多种功能中，若特别提高“存储”、“检索”和“传达”的能力，就能建立一种非常方便的系统，使之收集并存储大量信息，进而分类保管，且可在需要时立即取出使用。
如今，一提起信息产业便想起计算机，一提起计算机也会想起信息产业，两者之间的关系密不可分。如人事信息、商业信息、顾客信息、股市信息、海外信息等，就是家里的种种杂志、书籍报刊，以及企业、机关和公司等的一切文件、卷宗……都是非常重要、珍贵的信息。计算机能将所有信息吞进去，加以消化整理，每逢需要时都可随时取出。计算机如果只能保管信息，那么它和剪报或所存的卷宗没有很大的区别。计算机的能力绝不止于此，它还能自由自在地处理那些数据，借以产生新数据，或按照你所希望的形式和方法，把新旧数据摆在你的眼前。就像我们前面所举的流通统计的例子一样，有人说“谁能控制信息，谁就能控制时代”，因此，人们对计算机处理信息的能力，愈加寄予无限的希望。其处理的对象是一般的数据或称信息。处理的内容也主要不是运算，而是分类、比较、检索、增删、判别等。也可能涉及数值数据或对其进行计算，但一般都较简单。如银行的帐户处理系统，商业中的计算机销售系统，航空公司的计算机订票系统，办公室中的计算机办公自动化系统以及企业单位的管理信息系统等，都是计算机用于事务处理方面的例子。在图书馆中特别是流通和检索信息的处理，工作量最大，而对计算机来说，真是“一蹴而就”的事。
（三）网络通迅功能
网络化是计算机技术从上世纪90年代以来的重要发展趋势之一。计算机网络是电子计算机技术与通讯技术日益发展并密切结合的产物，是指利用通信线路把分布在不同地点上的多个独立的计算机系统连接起来的一种网络，其目的使广大用户能够共享网络中的所有硬件、软件和数据等资源。由于资源共享，可以充分发挥各地资源的作用和特长，实现协同操作、提高可靠性、降低运行费用和避免重复投资。计算机网络的特点在于，多个计算机系统结合在一起，不受地理环境的限制，同时为多个用户服务。
（第二节）计算机的分类及部件构成
一、计算机的分类
根据计算机分类的演变过程和近期可能的发展趋势，国外通常把计算机分为六大类：
（一）超级计算机或称巨型机
超级计算机通常是指最大、最快、最贵的计算机。例如目前世界上运行最快的超级机速度为每秒数十万亿次浮点运算。生产巨型机的公司有美国的Cray公司、TMC公司，日本的富士通公司、日立公司等。我国研制的银河机、曙光机也属于巨型机，银河1号为亿次机，银河2号为10亿次机，曙光2000Ⅱ型为1170亿次/秒。
（二）小超级机或称小巨型机
小超级机又称桌上型超级电脑，它想使巨型机缩小成个人机的大小，或者使个人机具有超级电脑的性能。典型产品有美国Convex公司的C-1，C-2，C-3等；Alliant公司的FX系列等。
（三）大型主机
它包括我们通常所说的大、中型计算机。这是在微型机出现之前最主要的计算模式，即把大型主机放在计算中心的玻璃机房中，用户要上机就必须去计算中心的终端上工作。大型主机经历了批处理阶段、分时处理阶段，进入了分散处理与集中管理的阶段。IBM公司一直在大型主机市场处于霸主地位，DEC、富士通、日立、NEC也生产大型主机。不过随着微机与网络的迅速发展，大型主机正在走下坡路。我们许多计算中心的大机器正在被高档微机群取代。
（四）小型机
由于大型主机价格昂贵，操作复杂，只有大企业大单位才能买得起。在集成电路推动下，20世纪60年代DEC推出一系列小型机，如PDP-11系列、VAX-11系列。HP有1000、3000系列等。通常小型机用于部门计算。同样它也受到高档微机的挑战。
（五）工作站
工作站与高档微机之间的界限并不十分明确，而且高性能工作站正接近小型机、甚至接近低端主机。但是，工作站毕竟有它明显的特征：使用大屏幕、高分辨率的显示器；有大容量的内外存储器，而且大都具有网络功能。它们的用途也比较特殊，例如用于计算机辅助设计、图像处理、软件工程以及大型控制中心。
（六）个人计算机或称微型机
这是目前发展最快的领域。根据它所使用的微处理器芯片的不同而分为若干类型：首先是使用Intel芯片386、486、586以及奔腾Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等。美国IBM公司的PC机及其兼容机；其次是使用IPM-Apple-Motorola联合研制的PowerPC芯片的机器，苹果公司的Macintosh已有使用这种芯片的机器；PC机已由桌面型向便携式的膝上型甚至笔记本型发展。还能把光盘（音频、视频）、电话、传真、电视等融为一体，成为多媒体个人电脑，而且都将接到有线或无线网络上。在我们学校图书馆，绝大多数使用的都是微型机，即人们通常所称的“微机”。
我们又根据学校图书馆的实际情况把微型机再分成专用服务器和工作用机。
1.专用服务器
微机中的服务器是一种高性能计算机，具有网络管理、运行应用程序、处理网络工作站各成员的信息请示等功能，并连接相应外部设备如打印机、CD－ROM、调制解调器等等。根据其作用的不同可划分为文件服务器，应用程序服务器、通讯服务器。例如：Internet网管中心就有WWW服务器、Gopher服务器等各类服务器。在客户服务器模型中，服务器是本机或其它计算机中等待客户程序的请求并执行该请求的程序。计算机中的应用可以是请求其它程序为其服务的客户，也可以是为其它程序提供服务的服务器。学校图书馆常用的有惠普和联想万全，方正园明服务器。到2003年11月，一般流行配置的服务器的芯片在PⅣ2.4G，内存在256兆以上，硬盘要SCSI接口。
2.工作用机
与前面所说的“工作站”相比，工作量和运算要求要小得多，机器档次也相差较大。因为图书馆的工作用机是指图书馆的计算机形成局域网后除服务器之外的工作用机。服务器在这个系统中只动“脑”动“神经”，而工作站需动“手”动“脚”，动“嘴”动“眼”，即便是动“脑”，也是接受服务器的支配，“自作主张”的只有很少一部分。而用于学生借还和查检的，连“嘴”（软驱、光驱）都没有，不能让读者随便读进信息。以免带来病毒或干扰系统的运行。
二、微型计算机的部件构成及其性能
现在的图书馆管理人员有很大一部分刚刚接触计算机，其中很多人对计算机的结构和部件构成及每种部件的性能作用了解甚少。因此在日常工作中，一遇故障，手忙脚乱，不但不会排除，甚至在向供应商的维护人员电话叙述时，也描述不清，常常为此耽误维护时间。为此，本书特地加上这一节内容，详细介绍计算机的构成部件和它们的性能，当然，本节所介绍的，主要是图书馆日前最常用的微型计算机，即通常说的微机，又称PC机。
为了让图书馆工作的同志通俗易懂地了解和认识计算机各构成部件和性能，我们姑且把一台微机比成一个人的身体和各系统的运行来逐一进行剖析和比较。
（一）机箱
机箱（Case）。就好比一个人的外表皮肤和肌肉，人的骨骼、各器官都在它的保护范围内。机箱是一个装载主机的各个配件的箱子，通常由金属材料和塑料面板组成。PC机箱分为立式和卧式两大类。
