集成电路的迅猛发展，与大规模集成技术密不可分。这一技术包括电路
设备分析技术和手段、微细加工技术、半导体材料提纯和加工技术、检测技
术、超纯和超净技术5个方面。用电子束制作集成电路光刻工序中使用的掩
膜，取代了庞大昂贵的红宝石刻蚀设备，使集成电路生产过程发生了根本性
变化。离子注入技术的出现，则使半导体掺杂方法得到重大改进。超纯、超
净技术大大提高了半导体器件的质量。到80年代初，超纯硅的纯度已达12
个9。此外，在电路设计中引进了计算机辅助设计，检测技术实现了高精度
化、自动化和计算机化。80年代末，工业发达国家在超精细加工技术方面已
大量采用了1微米技术，代表品种是1兆位动态存贮器。采用0。8微米技术
的4兆位动态存贮器也已投入生产。90年代，超精细加工技术将从亚微米（0。5
—1）微米）向深亚微米（0。1—0。5微米）发展。1990年6月，日本宣布研
制出0。3微米技术的64兆位动态存贮器原型样品。估计到2000年256兆位
动态存贮器将投入生产。
微电子技术作为新技术革命的前导技术，在各高新技术领域中大显神
通，以其无以匹敌的巨大威力，带动了计算机技术、通信技术、生物技术、
空间技术等的飞速进展。由于中央处理器的集成化，微型计算机在70—80
年代迅速普及，并进入了办公室和家庭。微电子技术对人类社会发展的影响
是难以估量的。
目前，微电子技术发展方兴未艾。各国政府对它极为重视。70年代，在
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日本政府扶植和资助下，日本5家公司组成“超大规模集成电路技术研究组
合”，通过共同研究取得很大成功。美国半导体制造技术联合体，进行了1987
—1993年的合作研究。西欧实施了欧洲联合亚微米硅计划，时间从1989年
到1996年。中国引进的3微米技术生产线已于1990年投产，“1微米兆位
计划”已列为国家重点发展项目。
2。电子计算机的发展
电子计算机的产生是当代科学技术最辉煌的成就之一，是科技史上最令
人注目的奇迹；它是人类智力解放的一座里程碑。自 1945年底世界上第一台
电子计算机诞生以来，它的发展已经历了四代，第五代电子计算机正在孕育
之中。电子计算机的广泛应用，对人类社会的各个方面都产生了极其深远的
影响。
（1）电子计算机的产生
电子计算机的产生是现代数学、现代物理学和现代技术相互结合的成
果。现代数学中的一个分支——数理逻辑，奠定了电子计算机逻辑设计的基
础；本世纪20年代以来电子科学技术和自动控制技术的发展为电子计算机的
产生提供了必要的物质基础；近代以来到本世纪40年代相继出现的机械计算
机、继电器计算机，为其准备了技术条件；而促使电子计算机产生的催化剂
则是第二次世界大战的军事需要。
第二次世界大战中，美国宾夕法尼亚莫尔学院电工系与马里兰州阿贝丁
弹道研究实验室合作，为陆军计算炮击火力表。每张火力表要计算几百条弹
道的数据，而一个熟练的计算员用台式计算机算一条弹道就需20小时，用大
型微分分析仪也需15分钟。他们一方面不断改进微分分析仪，同时雇用200
多名计算员。但算一张火力表仍需要两三个月，结果还不能令人满意。这种
状况远远不能适应战争的需要。当时电子管的应用日益广泛。由于二极管栅
极控制电流开关的速度比电磁继电器快1万倍，因此用电子管取代电磁断电
器就能够大大加快计算机的计算速度。1942年8月，莫尔学院的莫希利（1907
—1960）提出了电子管计算机的设想。1943年初，他的设想受到军方代表、
青年中尉戈德斯泰因的重视，并在1943年4月的方案讨论会上得到陆军的支
持。尽管当时对电子计算机的研制成败难卜，但迫于军事需要的压力，美国
陆军还是冒着风险与莫尔学院签订了研制合同，并提供巨额经费。
研制工作几经波折，先后20次修改合同，所用经费是原计划的3倍多。
到1945年底，世界上第一台电子计算机ENIAC研制成功。1946年2月5日
举行了揭幕典礼。1947年，它被运往阿贝丁用于弹道计算。
这台电子计算机重达30多吨，占地170平方米，共用18000多个电子管，
运算速度为每秒5000次，比当时已有的计算机快1000倍。电子计算机初出
茅庐就显示了卓然不凡的威力。但ENIAC的可靠性仍然较差，存贮容量小，
尤其它的程序是外插型的，不便于使用。因此，如何充分发挥电子技术提供
的巨大潜力，成为电子计算机改进的突出问题。
第一台电子计算机的问世，是计算机发展史上的一次重大突破。它开创
了信息时代的新纪元。
事实上，最早的电子计算机不是ENIAC。英国在第二次世界大战中制成
的Colossus机比它要早好几年，只是由于英国政府保密才不被人知。它是专
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门为破译密码而研制的。1975年后，英国官方才将Colossus机的秘密透露
出一些。因此，人们还是习惯把ENIAC看作最早的电子计算机。
（2）电子计算机的发展
从第一台电子计算机产生到80年代，电子计算机的发展已经历了四代：
电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路。第五代超大规模集成电路计
算机的研制也取得了重大进展。
1944年夏，著名数学家冯·诺伊曼得知了莫尔小组的研究工作。当时他
正在参加第一颗原子弹的研制。原子裂变反应过程的大量计算也是亟待解决
的难题。因此冯·诺伊曼对电子计算机的研制甚感兴趣，立即投入到莫尔小
组的工作中。他对E…NIAC设计方案的优缺点进行了深入的分析，于1945年
初提出了通用电子计算机EDVAC的设计方案。1946年，在其他成员的协助下，
他又对方案进行了修改。EDVAC设计方案最重要的思想是程序内贮。这为充
分发挥电子元器件的高速度打开了通路，使全部运算成为真正的自动过程。
程序内贮的出现是电子计算机发展史上一个重要里程碑。EDVAC的另一项重
大改进是采用了二进制。EDVAC的设计方案成为目前一切电子计算机的设计
基础。这种类型的电子计算机通称为“冯·诺伊曼机”。他本人则因其杰出
的贡献被西方学术界誉为“现代电子计算机之父”。但是，由于莫尔小组因
发明权争执而解体，EDVAC的研制中途搁浅。英国剑桥大学数学系实验室的
威尔克斯吸取了ED…VAC卓越的设计思想，于1949年制成了世界上第一台存
贮程序电子计算机EDSAC。而EDVAC到1952年才制造出来。
1951年3月，由莫希利和艾克特（1919— ）组织了另一个电子控制公
司，在EDVAC方案的基础上研制成了UNI…VAC—1型电子计算机。1953年，
美国国际商用机器公司（IBM）按照冯·诺伊曼的建议，研制出IBM701机，
并开始批量生产。1955年，又生产了IBM650小型机，成为第一代电子计算
机应用最广的类型。
第一代电子计算机以电子管做基本器件。它体积大、能耗高、运算速度
慢、存贮容量小、可靠性差。但它为以后电子计算机的发展奠定了基础。
50年代初，晶体管已大批量生产，进入实用阶段。这为电子计算机向第
二代过渡创造了条件。最早采用分立的晶体管器件的计算机出现在50年代中
期，当时只是供军用的小型机，如1955年，美国阿尔玛公司生产出装在“阿
特拉斯”弹道导弹上的计算机；1956年，贝尔实验室为美国空军提供了有5000
个晶体管的小型机。1959年，美国的菲尔克公司研制成第一台大型通用晶体
管计算机，标志着电子计算机发展到了第二阶段。此后不久，原联邦德国、
日本、美国、法国、意大利、原苏联等国，也都生产出了晶体管计算机。
第二代计算机实现了多道程序的并行处理，在系统结构方面取得重大进
展，提高了计算机的性能，并为更有效地使用计算机的分时工作方式，为多
处理机系统和多机系统的发展开辟了道路。1959年，法国布尔公司制成的
Gamma60机是最早采用了多道程序并行的计算机。1961年，IBM公司制成了
STRETCH机。它在系统结构上采用了先行控制技术和3级具有多道程序性质
的并行操作。可以做到：在执行一条指令的过程中部件分时工作，一道程序
的连续几条指令的准备与执行并行完成，并行执行几道独立的程序。1964
年，控制数据公司的西摩·克雷博士领导研制成功了CDC6600机。它的运算
速度达每秒300万次，主存容量为13万字。它采用了向量处理技术和流水线
结构，在执行一条指令时可同时计算多个操作数据，一次能算出一组结果。
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它还采用了多机处理的“分布计算”体制，把处理功能分散于主机和多台副
机 （外围机），并使系统的各个组成部分在大范围内并行工作。这些改进和
创新对后来的计算机产生较大影响，并为向第三代电子计算机的过渡做好了
系统结构的准备。
60年代初，第二代电子计算机已逐步取代了第一代计算机，成为主要产
品。它的速度大大提高，可靠性增强，重量、体积、功耗都大幅度降低，同
时采用了高级程序设计语言及编译程序。第二代电子计算机不仅可用于数值
计算，还逐渐向企业管理的信息处理方面转移，在科研、生产和航空航天中
得到了广泛的应用。
IBM公司研制的STRETCH，虽然有先进的系统结构，但售价高达1350万
美元，因此只生产了7台，并使IBM公司亏损2000万美元。然而它为 IBM
公司吸引了一大批富有创造力的青年，创造了发展第三代电子计算机的条
件。60年代初，集成电路开始出现。1964年4月，IBM公司生产出混合集成
电路的IBM360系列计算机。这种机型的出现，标志着电子计算机进入了第三
代。它的研制开发，耗资50亿美元，是美国研制第一颗原子弹的“曼哈顿工
程”所用经费 （20亿美元）的两倍半。到60年代末，IBM360系列已开发出
大、中、小型机共11个型号，是电子计算机史上获得最大成功的通用计算机
系列。它有多种外围设备和丰富的软件，价格性能比大幅度下降，运算速度
最高达每秒千万次。
第三代电子计算机的最主要特点是系列兼容。采用微程序设计为实现系
列兼容提供了方便，而集成电路为实现微程序设计提供了必要基础。IBM360
系列的十几种机型，除个别机型外都相互兼容。第三代计算机在应用方式上
广泛发展了用户自动分时系统和开始建立计算机网络。第三代计算机的外部
设备已有重大革新，从机械式变为电子化，尤其是终端设备和远程终端设备
获得很大发展。它与通信设备结合，为多用户自动分时系统的实现创造了条
件。1965年，第一批商用分时系统投入运行。其中IBM公司的QVICKTRAN系
统，可以连接40个用户。1967年，美国开始建立了第一个分时工作的大型
计算机网络。它是为美国国防部建立的ARPA网络，将分散在全国11个城市
的通用计算机连接在统一的分时系统中。1970年，连接美国与西欧的国际网
络TIM建成，包括37台计算机，通过通信线路与美国和西欧的54个城市的
用户相连接。
由于采用集成电路，第三代电子计算机出现了向小型机发展的趋势。1965
年，美国数字设备公司（DEC）生产出PDP—8型机，是当时最便宜的计算机。
受它的影响，这类小型机纷纷出现，美国1965年生产了1000多台小型机，
1970年增至10000多台，品种达100多种。DEC公司成为生产小型机的最大
公司。由于小型机可靠方便，价格低廉，因而发展迅速，使电子计算机进入
了普及阶段。
1970年，IBM公司又研制出了IBM370系列机。它采用大规模集成电路做
主存贮器，是向第四代过渡的电子计算机。
与美国相比，原联邦德国、日本、英国、原苏联等国的集成电路计算机
发展较晚。1966年后，才开始生产集成电路计算机，其中原苏联到1970年
才研制生产小型集成电路计算机。
70年代，大规模集成电路的发展，使电子计算机发展到了第四代。1975
年，美国阿姆达尔公司研制成功470V/6，不久日本富士通公司生产出M—190
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机。这是最早全面采用大规模集成电路的计算机。第四代电子计算机最突出
的发展特点是，从大到巨、从小到微。巨型机的主要标志是向量机的出现。
最早的向量机是前面提到的大型晶体管计算机CDC6600。1973年，得克萨斯
仪器公司研制出ASC机。1974年，控制数据公司制成Starl00机。它们的速
度都达到每秒5000万次，都是典型的向量处理机。1975年，美国伊里诺斯
大学设计、巴勒斯公司制造的巨型机ILLIAC—IV投入运行。它是一个高功能
的多机系统，最高速度可达1。5亿次/秒。但它的结构过于复杂，价格昂贵，
工作不稳定，因此并不很成功。1976年，美国克雷设计的Cray—1型计算机
投入运行，并获得巨大成功。克雷原是控制数据公�
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