優(yōu)選答案計算機(jī)發(fā)展史
計算機(jī)于1946年問世,有人說是由于戰(zhàn)爭的需要而產(chǎn)生的,我們認(rèn)為計算機(jī)產(chǎn)生的根本動力是人們?yōu)閯?chuàng)造更多的物質(zhì)財富,是為了把人的大腦延伸,讓人的潛力得到更大的發(fā)展。正如汽車的發(fā)明是使人的雙腿延伸一樣,計算機(jī)的發(fā)明事實(shí)上是對人腦智力的繼承和延伸。近10年來,計算機(jī)的應(yīng)用日益深入到社會的各個領(lǐng)域,如管理、辦公自動化等。由于計算機(jī)的日益向智能化發(fā)展,于是人們干脆把微型計算機(jī)稱之為“電腦”了。
計算機(jī)產(chǎn)生的動力是人們想發(fā)明一種能進(jìn)行科學(xué)計算的機(jī)器,因此稱之為計算機(jī)。它一誕生,就立即成了先進(jìn)生產(chǎn)力的代表,掀開自工業(yè)革命后的又一場新的科學(xué)技術(shù)革命。
要追溯計算機(jī)的發(fā)明,可以由中國古時開始說起,古時人類發(fā)明算盤去處理一些數(shù)據(jù),利用撥弄算珠的方法,人們無需進(jìn)行心算,通過固定的口訣就可以將答案計算出來。這種被稱為“計算與邏輯運(yùn)算”的運(yùn)作概念傳入西方后,被美國人加以發(fā)揚(yáng)光大。直到十六世紀(jì),發(fā)明了一部可協(xié)助處理乘數(shù)等較為復(fù)雜數(shù)學(xué)算式的機(jī)械,被稱為“棋盤計算器”,但這時期只屬于純計算的階段,要到十九世紀(jì)才有急速的發(fā)展。

第一代電子管計算機(jī)(1945-1956)
在第二次世界大戰(zhàn)中,美國政府尋求計算機(jī)以開發(fā)潛在的戰(zhàn)略價值。這促進(jìn)了計算機(jī)的研究與發(fā)展。1944年霍華德.艾肯(1900-1973)研制出全電子計算器,為美國海軍繪制彈道圖。這臺簡稱 Mark I 的機(jī)器有半個足球場大,內(nèi)含500英里的電線,使用電磁信號來移動機(jī)械部件,速度很慢(3-5秒一次計算)并且適應(yīng)性很差只用于專門領(lǐng)域,但是,它既可以執(zhí)行基本算術(shù)運(yùn)算也可以運(yùn)算復(fù)雜的等式。
1946年2月14日,標(biāo)志現(xiàn)代計算機(jī)誕生的ENIAC(The Electronic Numerical Integrator And Computer)在費(fèi)城公諸于世。ENIAC代表了計算機(jī)發(fā)展史上的里程碑,它通過不同部分之間的重新接線編程,還擁有并行計算能力。ENIAC由美國政府和賓夕法尼亞大學(xué)合作開發(fā),使用了18,000個電子管,70,000個電阻器,有5百萬個焊接點(diǎn),耗電160千瓦,其運(yùn)算速度比Mark I快1000倍,ENIAC是第一臺普通用途計算機(jī)。

40年代中期,馮.諾依曼(1903-1957)參加了賓夕法尼亞大學(xué)的小組,1945年設(shè)計電子離散可變自動計算機(jī)EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer),將程序和數(shù)據(jù)以相同的格式一起儲存在存儲器中。這使得計算機(jī)可以在任意點(diǎn)暫?;蚶^續(xù)工作,機(jī)器結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分是中央處理器,它使計算機(jī)所有功能通過單一的資源統(tǒng)一起來。
1946年,美國物理學(xué)家莫奇利任總設(shè)計師,研制成功
世界上第一臺電子管計算機(jī)ENIAC(圖中左為莫奇利)
第一代計算機(jī)的特點(diǎn)是操作指令是為特定任務(wù)而編制的,每種機(jī)器有各自不同的機(jī)器語言,功能受到限制,速度也慢。另一個明顯特征是使用真空電子管和磁鼓儲存數(shù)據(jù)。
第一臺電子管計算機(jī)(ENIAC)占地170平方米,重30噸,
有1.8萬個電子管,用十進(jìn)制計算,每秒運(yùn)算5000次
第二代晶體管計算機(jī)(1956-1963)

1948年,晶體管的發(fā)明大大促進(jìn)了計算機(jī)的發(fā)展,晶體管代替了體積龐大電子管,電子設(shè)備的體積不斷減小。1956年,晶體管在計算機(jī)中使用,晶體管和磁芯存儲器導(dǎo)致了第二代計算機(jī)的產(chǎn)生。第二代計算機(jī)體積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。首先使用晶體管技術(shù)的是早期的超級計算機(jī),主要用于原子科學(xué)的大量數(shù)據(jù)處理,這些機(jī)器價格昂貴,生產(chǎn)數(shù)量極少。
1960年,出現(xiàn)了一些成功地用在商業(yè)領(lǐng)域、大學(xué)和政府部門的第二代計算機(jī)。第二代計算機(jī)用晶體管代替電子管,還有現(xiàn)代計算機(jī)的一些部件:打印機(jī)、磁帶、磁盤、內(nèi)存、操作系統(tǒng)等。計算機(jī)中存儲的程序使得計算機(jī)有很好的適應(yīng)性,可以更有效地用于商業(yè)用途。在這一時期出現(xiàn)了更高級的COBOL(Common Business-Oriented Language)和FORTRAN(Formula Translator)等語言,以單詞、語句和數(shù)學(xué)公式代替了二進(jìn)制機(jī)器碼,使計算機(jī)編程更容易。新的職業(yè),如程序員、分析員和計算機(jī)系統(tǒng)專家,與整個軟件產(chǎn)業(yè)由此誕生。
第三代集成電路計算機(jī)(1964-1971)
雖然晶體管比起電子管是一個明顯的進(jìn)步,但晶體管還是產(chǎn)生大量的熱量,這會損害計算機(jī)內(nèi)部的敏感部分。1958年發(fā)明了集成電路(IC),將三種電子元件結(jié)合到一片小小的硅片上。科學(xué)家使更多的元件集成到單一的半導(dǎo)體芯片上。于是,計算機(jī)變得更小,功耗更低,速度更快。這一時期的發(fā)展還包括使用了操作系統(tǒng),使得計算機(jī)在中心程序的控制協(xié)調(diào)下可以同時運(yùn)行許多不同的程序。
1964年,美國IBM公司研制成功第一個采用集成電路的通用電子
計算機(jī)系列IBM360系統(tǒng)
第四代大規(guī)模集成電路計算機(jī)(1971-現(xiàn)在)
出現(xiàn)集成電路后,唯一的發(fā)展方向是擴(kuò)大規(guī)模。大規(guī)模集成電路(LSI)可以在一個芯片上容納幾百個元件。到了80年代,超大規(guī)模集成電路(VLSI)在芯片上容納了幾十萬個元件,后來的ULSI將數(shù)字?jǐn)U充到百萬級??梢栽谟矌糯笮〉男酒先菁{如此數(shù)量的元件使得計算機(jī)的體積和價格不斷下降,而功能和可靠性不斷增強(qiáng)?;凇鞍雽?dǎo)體”的發(fā)展,到了一九七二年,第一部真正的個人計算機(jī)誕生了。所使用的微處理器內(nèi)包含了 2,300 個“晶體管”,可以一秒內(nèi)執(zhí)行 60,000 個指令,體積也縮小很多。而世界各國也隨著“半導(dǎo)體”及“晶體管”的發(fā)展去開拓計算機(jī)史上新的一頁。
70年代中期,計算機(jī)制造商開始將計算機(jī)帶給普通消費(fèi)者,這時的小型機(jī)帶有軟件包,供非專業(yè)人員使用的程序和最受歡迎的字處理和電子表格程序。這一領(lǐng)域的先鋒有Commodore, Radio Shack和Apple Computers等。
1981年,IBM推出個人計算機(jī)(PC)用于家庭、辦公室和學(xué)校。80年代個人計算機(jī)的競爭使得價格不斷下跌,微機(jī)的擁有量不斷增加,計算機(jī)繼續(xù)縮小體積,從桌上到膝上到掌上。與IBM PC競爭的Apple Macintosh系列于1984年推出,Macintosh提供了友好的圖形界面,用戶可以用鼠標(biāo)方便地操作。
FACOMM-382計算機(jī)
計算機(jī)的發(fā)明是二十世紀(jì)四十年代的事情,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,它已經(jīng)成為一門復(fù)雜的工程技術(shù)學(xué)科,它的應(yīng)用從國防、科學(xué)計算,到家庭辦公、教育娛樂,無所不在。它的分類從巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī),到工作站、個人電腦,五花八門。但是,無論怎樣尖端,怎樣高科技,從它誕生之日起,在許多人心目中它就是一部機(jī)器,一部冰冷的高速運(yùn)算的機(jī)器。
從ENIAC揭開計算機(jī)時代的序幕,到UNIVAC成為迎來計算機(jī)時代的寵兒,不難看出這里發(fā)生了兩個根本性的變化:一是計算機(jī)已從實(shí)驗(yàn)室大步走向社會,正式成為商品交付客戶使用;二是計算機(jī)已從單純的軍事用途進(jìn)入公眾的數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域,真正引起了社會的強(qiáng)烈反響。