在本世紀人類歷史演進中，電腦 (Computer，又稱電子計算機) 確實對我們的日常生活增加不少便利，特別是將人類的思考方向與邏輯往前進展的更具前瞻性。生活在過去的年代不懂文字，常被人譏為文盲，然而在現在的社會中不了解電腦，只怕會被看做文明智障，所以不論是針對考試或是在實務上，我們都需對電腦的演進及組織架構有大致的了解。

一、 前言： 開路先鋒 --- 先人的智慧

三千多年前的 中國人 發明了『 算盤 』。 三百年前， 法國的一位數學家 巴斯卡 利用齒輪推動的原理發明了『 加法器 』。 西元1673年德國人萊布尼茲(Gottfried van Leibniz)改良加法器，利用連續加法做乘法運算。 西元1801年法國人約瑟夫•傑夸德(Joseph Jacquard)發明使用打孔卡片(Punched carboard card)控制的自動化織布機。對未來電腦的發展引進兩個重要的觀念：一、資訊可以在打孔卡片上編碼(Coded)；二、資訊可以儲存在卡片上，而且當這些卡片成串的組合在一起，就可以做為一連串的指令 - 實際上也就是程式。 西元1820年法國人湯姆斯改良萊布尼茲的機器，可做加、減、乘、除運算。 西元1833年英國數學家劍橋大學的查理•巴貝基(Charles Babbage)完成一部差分機(Difference engine)，爾後並完成一部功能更強的機器，稱為分析機(Analytical engine)，這一部機器在觀念上與現代電腦極為相似，對計算機貢獻良多，因此被尊稱為「電腦之父」。至於分析機的有些構思是來自其密友兼同事 - 蘿蕾斯伯爵夫人(Countess of Lovelace)，即詩人拜侖(Byron)的女兒艾達•奧古斯塔(Ada Augusta)的驚人見解。她被公認為"程式設計的鼻祖"(The first programmer)，她所研究就是一種用來送入分析機，並能使這部機器執行工作的指令。 西元1890年，美國政府授命赫勒里斯製造一部機器，來協助執行1890年美國人口普查工作。這部機器是以打孔片儲存資料，而且是由電力帶動的。由於這部機器的協助，人口普查的統計結果只花了三年的時間就完成了(如1880年度的人口普查資料花了七年的時間才統計完成，而且官員們還擔心著是否會遺漏了其中某些的細節)。 這些發明只是用來輔助計算的工具，它們都沒有記憶與儲存資料的功能， 因此不能稱為 『 電腦 』。 二、發展史： 世界上第一部『 電腦 』是由 美國人毛琪雷與愛克特在 1946 年發明。隨著電腦科技之進步，『 電腦 』已由龐然大物演變到現在的微型電腦，也就是我們所稱的 個人電腦 ( Personal Computer ) 簡稱 PC。

第O代電腦(1939~1946) ：

電腦的試作機為1944年艾肯教授所完成的哈佛大學的 ASCC-MARK-I 。在MARK-I中，使用了3，000個以上的繼電器 (Relay)和多量的齒輪，MARK-I為電氣機械式的電腦。MARK-I 採用的構想與今天的電系統的構想，幾乎相同 。為執行計算，事先排定指令，編製程序手冊，並將它轉換於紙帶上，成為打孔的組合，指示機械，如此使機械能依循程序 手冊，實行計算。這種處理方式稱為，自動逐次控制方式。

第一代電腦(1946~1958)--真空管時期 ：

1946年，美國賓州大學的毛琪雷(Dr.John W.Mauchly)與愛克特(J.Presper Echert)，製造了第一部以真空管為電子元件的自動電腦， 稱為ENIAC(是Electronic Numerical Integrator And Calculator 的縮 寫，它的長度為50呎，寬30呎(佔地約42坪)，重30噸，共用了18800個 空管，是真空時期，也是第一代電腦的開始。ENIAC處理資料的媒體為打孔卡 片；計算機 讀進卡片的形式。乃遵循人類給予計算機的指令流程去做 的，也就說係採用插線 盤方式的。 但因人類可給予機器的指令種類及數量，是有限制的，因此無法要求其處理高水準的工作。

公元1945年，范諾曼(Dr. John Von Neumann)乃將作為控制方式的程式(Program)全部記憶於計算機的內部。這種將程 式記憶於電腦，以執行計算處理的方式，稱為內藏程式方式 (Stored Program Method)。公元1949年劍橋大學所完成的EDSAC，及1952年由賓州大學所完成的EDVAC等計算機都是採用此種原理。

自1952年 代就進入實用化時 代，在美國 經過試驗研究階段 後，電腦就成為商品出售，因而在民間企 業也開始使用。

第二代電腦(1958~1963)--電晶體時期 ：

隨電子科技的快速進步，電子元件由真空管進步電晶體(Transistor) 其大小只有真空管的二十分一，耗電量及散熱量都少了很多，1954年遂有了以電晶體代替真空管的電製造成功，是第二代電腦的開始。 在記憶單元使用磁心，亦為本時代的特徵之一。

由於全面性的 使用 電晶體，以及電腦內部的回路理論的發 達等，促進了演算或記憶的高速化和安 定化。在電路單元，使用真空管和使用電晶體，其性能和安定性方面有很大的差異。真空管的壽命比較短暫，與此比較電 晶體，其性能和安定性方面有很大的差異。真空管的壽命比較短暫，與此比較電晶體的壽命幾乎等於半永久的，其信賴 性也比真空管高100倍，從這些事實察知，電腦也迎接了電晶體的黃金時代。在此時代，出現了配合使用目的各種電腦，也就是製出 科學技術計算處理用，事務資料處理用，或能處理兩者的通用電腦。

這時代的特色乃為編寫程式系統(Programming System )的運用。由於編寫程式系統的出現，那麼對於指揮電腦運轉的程式(處理程序手冊，程式)的編寫成為更容易。 編寫程式系統未被運用以前，人類以機器語言編寫程式。機器語言就是電腦所能理解的語言，是一種既繁雜又難於 應付的語言。因此，人們遂以人類容易了解的語言編寫一種程式，將人們所要處理的問題的程式語言轉換為機器語言， 然後再將機器語言轉換為人理的問題的程式語言轉換為機器語言，然後再將機器語言轉換為人類容易了解的語言。這 種編譯轉換語言的工作，交由電腦處理，就是編寫程式系統。 這時期，同時也啟用了一種適用於多種企業的共通業務 的應用程式(Application Program)。

至第二代的後半期，子出現了資料通信系統，這系統在第三代有更佳的發展，同時也被實際利 用於各種不同範疇。 例如火車和飛機訂座位系統，暨人造衛生追蹤系統等均屬採用資料;通信系統的形態者。 利用資料通信系統，作即時的資料處理者，稱為線上即時處理(On-line Real-time System)。

第三代電腦(1964~1971)--積體電路時期： 電晶體的時代維持了十年，1964年4月1日，電腦界的巨無霸－美國IBM 公司向全世界宣佈，使積體電路(IC， Integrated Circuit)研製成功IBM 360型電腦，是第三代電腦的開始，電腦的速度又快了幾百倍。

積體電路為，一個大小約1公厘(mm)四方的東西 ， 其中排組了電晶體或二極 體(Diode)、電阻等電路，如將其擴大時則如照片的下 方所示者，其衵排組了約20 個電晶體，40個電 阻或電容器(Condenser)等性能的電路。由於採用積體電路，電腦的體型便顯得輕巧玲瓏了。但 是其更大的優點為促進電腦的高性能化，高信賴化，動作的高速化。電腦有各種各樣的規模，所謂規模之不同，係表示其演算速度，記憶容量，或事務 處理能力等各有差別。

第四代電腦(1972~)--超大型積體電路時期 ：

由於電子工業的技術突飛猛進，積體電電路也不斷的改良，一片積體電晶片(Chip)原先只能容納數十個電子元件的功能(所謂一個電元件就是原來一個真管或電晶體)，稱為小型積體電路(Small Scale Integrated Circuit，簡稱SSI)。後來一片積體電路晶片能容納數百個電子元件，稱為中型積體電路(Medium Scale Integrated Circuit，簡稱MSI)。等到一片積體電路晶片能容納一千多個電子元件，稱為大型積體電路(Large ScaleIntegrated Circuit，簡稱LSI)(注意：所謂大型是指容量大，而不是體積大)。1970年以後，己經能在一片積體電路晶片上容納數千個甚至數萬個電子元件，就稱為超大型積體電路(Very Large Scale Integrated Circuit，簡稱VLSI)。一般習慣上，將1970年以後使用VLSI的電腦稱為第四代電腦。 1971年，英特爾公司的首次宣布單片4位微處理器4004 試製成功，它所採用矽片為10.6平方毫米，積體度達到相當於 2，200個昌體管數。從此，揭開了微型機發展的帷幕。 微型機以小巧的身軀、靈活的方式和低廉旳價格，迅進入了辨公室、商店、工廠、實驗室和家庭，幾乎無處不有它的身 影。1973年，英特爾公司又宣布研製成勁8住微處理器8080， 使單片的隼成度提高到4800 個晶體管。

第五代電腦(1990以後)--未來：

目前各先進國家(如日本、美國，由日本在1982年率先提出)正研突可處理聲音，具有人工智慧，能夠累積知識。此代的電腦屬於人工智慧(Artificial Intelligenec，簡稱 AI)的時代，又稱超導體電腦時代，或稱有機電腦時代，統稱無電腦時代；它是以超導體、砷化鎵或生物晶片等全新的技術所開發的電子元件為主，體積更小，處理速度更快。而具有知識處理能力，能聽、能看、會說話、也會思考，更具自行學習與推理能力的第五代電腦，將會是屬於未來的電腦。 電腦發展年代比較表：

1毫秒(millisecond：ms) = 10 ^-3 秒
1微秒(microsecond：us) = 10 ^-6 秒
1奈秒(nanosecond：ns) = 10 ^-9 秒(又稱毫微秒)
1微微秒(picosecond：ps) = 10 ^-12 秒

三、功能區分： 電腦的發展過程也可以利用使用功能或儲存容量來區分，可分為下列幾類。 超級電腦(Super Computer)： 專供大型運算，且速度至少在500MIPS以上。MIPS(Million Instruction Per Second)指每秒CPU所能處理的百萬指令。另外記憶體的容量在1千萬字元以上(10MB)。這是功能最強大、速度最驚人、體積亦龐大的電腦，價格在億元左右。由於個人電腦在價格上日愈低廉，而功能及穩定性上日愈強大，所以利用個人電腦和網路架構，如16至32台以上個人電腦，亦可形成一部超級電腦。 中大型電腦(Medium-scale & Large-scale Computer)：字元結構在32位元(bit)以上，且可以同時連接多種輔助記憶體，且處理速度在1至50MIPS之間。主記憶體的容量在100萬字元以上(1MB)。一般適用於研究機構、國防單位或大型企業等，價格在數百萬乃至數千萬之間。 迷你電腦(Mini Computer)： 迷你電腦的設備和大型電腦相似，包括了主機、磁帶機、磁碟機、讀卡機和作為I/O用的終端機，例如王安電腦就是以迷你電腦為其主力產品。其計算機結構(Computer Architecture)已經設計成容許許多人同時使用(透過網路)，一般用於學校、中小型企業等，價格在數十萬到數百萬之間。 微電腦(Micro Computer)： 所謂微電腦(micro computer)則是將微處理機接上必要的記憶裝置和輸入輸出設備，如此便是一部完整的微電腦了，如 IBM PC 。所謂微處理機(Microprocessor)即一般所稱之 CPU；若把 ALU與 CU 的電路燒製在同一矽晶片上，即稱為微處理機，如Z-80就屬於 8位處理機。是目前最普級、價格最大眾化的電腦。 各型電腦性能比較表：

英國數學家劍橋大學的查理•巴貝基(Charles Babbage)完成一部差分機(Difference engine)，爾後並完成一部功能更強的機器，稱為分析機(Analytical engine)，對計算機貢獻良多，因此被尊稱為「電腦之父」。