第六代计算机的从第一代到第六代计算机

计算机从20世纪40年代诞生至今，已有50多年了。随着数字科技的革新，计算机差不多每10年就更新换代一次。
第一代：电子管计算机
1946年，世界上第一台电子数字积分式计算机――埃尼阿克（ENIAC）在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。ENIAC犹如一个庞然大物，它重达30吨，占地170m2，内装18000个电子管，但其运算速度比当时最好的机电式计算机快1000倍。
1949年，第一台存储程序计算机――EDSAC在剑桥大学投入运行，ENIAC和EDSAC均属于第一代电子管计算机。
电子管计算机采用磁鼓作存储器。磁鼓是一种磁记录设备，它是一种高速运转的鼓形圆筒，表面涂有磁性材料，根据每一点的磁化方向来确定该点的信息。第一代计算机由于采用电子管，因而体积大、耗电多、运算速度较低、故障率较高而且价格极贵。本阶段，计算机软件尚处于初始发展期，符号语言已经出现并被使用，主要用于科学计算方面。
第二代：晶体管计算机
1947年，肖克利、巴丁、布拉顿三人的晶体管，比电子管功耗小、体积小、重量轻、工作电压低、工作可靠性好。1954年，美国贝尔实验室制成第一台晶体管计算机――TRADIC，使计算机体积大大缩小。
1957年，美国制成全部使用晶体管的计算机，第二代计算机诞生了。第二代计算机的运算速度比第一代计算机提高了近百倍。
第二代计算机的主要逻辑部件采用晶体管，内存储器主要采用磁芯，外存储器主要采用磁盘，输入和输出方面有了很大的改进，价格大幅下降。在程序设计发明，研制出了一些通用的算法和语言，其中影响最大的是FORTRAN语言。ALGOL和COBOL语言随后也相继出现，操作系统的雏形开始形成。
第三代：集成电路计算机
60年代初期，美国的基尔比和诺伊斯发明了集成电路，引发了电路设计革命。随后，集成电路的集成度以每3～4年提高一个数量级的速度增长。
1962年1月，IBM公司采用双极型集成电路，生产了IBM360系列计算机。DEC公司（现并入Compaq公司）交付了数千台PDP小型计算机。
第三代计算机用集成电路作为逻辑元件，使用范围更广，尤其是一些小型计算机在程序设计技术方面形成了三个独立的系统：操作系统、编译系统和应用程序，总称为软件。值得一提的是，操作系统中“多道程序”和“分时系统”等概念的提出，结合计算机终端设备的广泛使用，使得用户可以在自己的办公室或家中使用远程计算机。
第四代：大规模集成电路计算机
1971年发布的Intel 4004，是微处理器（CPU）的开端，也是大规模集成电路发展的一大成果。4004用大规模集成电路把运算器和控制器做在一块芯片上，虽然字长只有4位，且功能很弱，但它是第四代计算机在微型机方面的先锋。
1972～1973年，8位微处理器相继问世，最先出现的是Intel 8008。尽管它的性能还不完善，但展示了无限的生命力，驱使众多厂家投入竞争，使微处理器得到了蓬勃的发展。后来出现了Intel 8080、MOTOROLA 6800和Zilog公司的Z－80。
1978年以后， 16位微处理器相继出现，微型计算机达到一个新的高峰，典型的代表有Intel 8086、Zilog公司的Z－8000和MOTOROLA公司的MC68000。
Intel公司不断推进着微处理器的革新。紧随8086之后，又研制成功了80286、80386、80486、奔腾（Pentium）、奔腾二代（PentiumⅡ）和奔腾三代（PentiumⅢ）。个人电脑（PC）不断更新换代，日益深入人心。
第四代计算机以大规模集成电路作为逻辑元件和存储器，使计算机向着微型化和巨型化方向发展。
从第一代到第四代，计算机的体系结构都是相同的，都是由控制器、存储器、运算器、输入输出设备组成，称冯·诺依曼体系结构。
第五代：智能计算机
1981年，在日本东京召开了第五代计算机研讨会，随后制订出研制第五代计算机的长期计划。第五代计算机的系统设计中考虑了编制知识库管理软件和推理机，机器本身能根据存储的知识进行判断和推理。同时，多媒体技术得到广泛应用，使人们能用语音、图像、视频等更自然的方式与计算机进行信息交互。
智能计算机的主要特征是具备人工智能，能像人一样思维，并且运算速度极快，其硬件系统支持高度并行和推理，其软件系统能够处理知识信息。神经网络计算机（也称神经元计算机）是智能计算机的重要代表。
第六代：生物计算机
半导体硅晶片的电路密集，散热问题难以彻底解决，影响了计算机性能的进一步发挥与突破。研究人员发现，脱氧核糖核酸（DNA）的双螺旋结构能容纳巨量信息，其存储量相当于半导体芯片的数百万倍。一个蛋白质分子就是存储体，而且阻抗低、能耗小、发热量极低。
基于此，利用蛋白质分子制造出基因芯片，研制生物计算机（也称分子计算机、基因计算机），已成为当今计算机技术的最前沿。生物计算机比硅晶片计算机在速度、性能上有质的飞跃，被视为极具发展潜力的“第六代计算机”。
被称为第六代计算机的生物计算机，其主要原材料是借助生物工程技术（特别是蛋白质工程）生产的蛋白质分子，以它作为生物集成电路――生物芯片。在生物芯片中，信息以波的形式传递。当波沿着蛋白质分子链传播时，会引起蛋白质分子链子单键、双键结构顺序的改变。
因此，当一列波传播到分子链的某一部位时，它们就像硅集成电路中的载流子（电流的载体叫做载流子）那样传递信息。由于蛋白质分子比硅芯片上的电子元件要小得多，彼此相距很近很近，因此，生物元件可小到几十亿分之一米，元件的密集度可达每平方厘米10~100万亿个，甚至1000万亿个门电路。
与普通计算机不同的是，由于生物芯片的原材料是蛋白质分子，所以，生物计算机芯片既有自我修复的功能，又可直接与生物活体结合。同时，生物芯片具有发热少、功能低、电路间无信号干扰等优点。