第一篇：計(jì)算機(jī)發(fā)展史學(xué)習(xí)報(bào)告

課程名稱： 計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ) 報(bào)告名稱：計(jì)算機(jī)發(fā)展史

專業(yè)名稱： 工科海洋1504 班級(jí)學(xué)號(hào)： 3150100598 學(xué)生姓名： 盧葉盛

2015年9月27日

計(jì)算機(jī)發(fā)展學(xué)習(xí)報(bào)告

一.學(xué)習(xí)內(nèi)容

1.計(jì)算機(jī)是什么。2.計(jì)算機(jī)模型。3.計(jì)算機(jī)組成。4.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

5.計(jì)算機(jī)發(fā)展路程。6.信息系統(tǒng)。

7.計(jì)算機(jī)文化與計(jì)算機(jī)思維。

二.體會(huì)最深

就個(gè)人而言，我對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)展的幾個(gè)過程印象深刻。從電子管，晶體管走向集成電路和大規(guī)模集成電路這四個(gè)階段。總體特稱呈現(xiàn)，微型化，普及化，廉價(jià)化，多功能化等幾個(gè)特征。從時(shí)間上看，更新速度在不斷加快。因?yàn)閺膫€(gè)人角度，只接觸過微型計(jì)算機(jī)，所以也只能針對(duì)微型計(jì)算機(jī)來談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

為什么會(huì)對(duì)這部分印象深刻呢？總的來說，有以下幾點(diǎn)因素。一是驚訝于電腦的發(fā)展，竟然會(huì)這么迅速，如此普及。對(duì)于我們這一代人，電腦，平板，手機(jī)成為了生活中不可或缺的一部分。作為經(jīng)歷過的人，很自然得驚訝于前人的智慧吧；二是被電腦，這門藝術(shù)所吸引的。從晶體管，電子管，集成電路，龐大的信息群被一個(gè)個(gè)小小的芯片所容納，這不得不說是前人的偉大智慧。

三.知識(shí)梳理

1.計(jì)算機(jī)模型：黑盒模型，數(shù)據(jù)處理機(jī)，馮?諾依曼模型，哈佛模型

系統(tǒng)軟件

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：

軟件

應(yīng)用軟件 處理器系統(tǒng)

硬件

儲(chǔ)存器系統(tǒng) 外部設(shè)備

2.信息系統(tǒng)六要素：硬件，軟件，數(shù)據(jù)，用戶，過程，通信 3.計(jì)算機(jī)思維特征:

4.計(jì)算機(jī)發(fā)展史：第一代：電子管計(jì)算機(jī)（1946-1957）5.第二代：晶體管計(jì)算機(jī)（1958-1964）

6.第三代：中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1965-1970）

7.第四代：大規(guī)模超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1970-現(xiàn)在）

四.課外擴(kuò)充

一、電子計(jì)算機(jī)在國(guó)外的發(fā)展

1、第一代電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

第一代電子計(jì)算機(jī)又稱“電子計(jì)算機(jī)”。以電子管為主要電路元件的電子計(jì)算機(jī)。第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)于1946年在美國(guó)制成，取名埃尼阿克(eniac)。1946-1957年生產(chǎn)的電子計(jì)算機(jī)都是第一代電子計(jì)算機(jī)。

世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是個(gè)龐然大物：重30噸，占地150平方米，肚子里裝有18800只電子管。它是1954年，在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生的。

20世紀(jì)40年代中期，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)電工系由莫利奇和艾克特領(lǐng)導(dǎo)，為美國(guó)陸軍軍械部阿伯丁彈道研究實(shí)驗(yàn)室研制了一臺(tái)用于炮彈彈道軌跡計(jì)算的“電子數(shù)值積分和計(jì)算機(jī)”(ElectronicNumericalIntegratorandCalculator簡(jiǎn)稱ENIAC)。這臺(tái)叫做“埃尼阿克”的計(jì)算機(jī)占地面積170平方米，總重量30噸，使用了18000只電子管，6000個(gè)開關(guān)，7000只電阻，10000只電容，50萬條線，耗電

量140千瓦，可進(jìn)行5000次加法/秒運(yùn)算。這個(gè)龐然大物于1946年2月15日在美國(guó)舉行了揭幕典禮。這臺(tái)計(jì)算機(jī)的問世，標(biāo)志著電腦時(shí)代的開始。

2、第二代電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

第二代電子計(jì)算機(jī)采用晶體管制造的電子計(jì)算機(jī)。國(guó)外第二代電子計(jì)算機(jī)的生存期大約是1957-1964年。其軟件開始使用面向過程的程序設(shè)計(jì)語言，如fortran、algol等。中國(guó)第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)于1967年制成，運(yùn)算速度為每秒五萬次。

第二代電子計(jì)算機(jī)是用晶體管制造的計(jì)算機(jī)。在20世紀(jì)50年代之前，計(jì)算機(jī)都采用電子管作元件。電子管元件有許多明顯的缺點(diǎn)。例如，在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量太多，可靠性較差，運(yùn)算速度不快，價(jià)格昂貴，體積龐大，這些都使計(jì)算機(jī)發(fā)展受到限制。于是，晶體管開始被用來作計(jì)算機(jī)的元件。晶體管不僅能實(shí)現(xiàn)電子管的功能，又具有尺寸小、重量輕、壽命長(zhǎng)、效率高、發(fā)熱少、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。使用了晶體管以后，電子線路的結(jié)構(gòu)大大改觀，制造高速電子計(jì)算機(jī)的設(shè)想也就更容易實(shí)現(xiàn)了。

1954年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功第一臺(tái)使用晶體管線路的計(jì)算機(jī)，取名“催迪克”（TRADIC），裝有800個(gè)晶體管。1955年，美國(guó)在阿塔拉斯洲際導(dǎo)彈上裝備了以晶體管為主要元件的小型計(jì)算機(jī)。10年以后，在美國(guó)生產(chǎn)的同一型號(hào)的導(dǎo)彈中，由于改用集成電路元件，重量只有原來的1/100，體積與功耗減少到原來的1/300。1958年，美國(guó)的IBM公司制成了第一臺(tái)全部使用晶體管的計(jì)算機(jī)RCA501型。由于第二代計(jì)算機(jī)采用晶體管邏輯元件，及快速磁芯存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)速度從每秒幾千次提高到幾十萬次，主存儲(chǔ)器的存貯量，從幾千提高到10萬以上。1959年，IBM公司又生產(chǎn)出全部晶體管化的的電子計(jì)算機(jī)IBM7090。1958-1964年，晶體管電子計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了大范圍的發(fā)展過程。從印刷電路板到單元電路和隨機(jī)存儲(chǔ)器，從運(yùn)算理論到程序設(shè)計(jì)語言，不斷的革新使晶體管電子計(jì)算機(jī)日臻完善。1961年，世界上最大的晶體管電子計(jì)算機(jī)ATLAS安裝完畢。

3、第三代電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

第三代電子計(jì)算機(jī)采用中、小規(guī)模集成電路制造的電子計(jì)算機(jī)。1964年開始出現(xiàn)，60年代末大量生產(chǎn)。其機(jī)種多樣化、系列化，外部設(shè)備品種繁多，并開始與通信設(shè)備相結(jié)合而發(fā)展為由多機(jī)組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)。運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百萬次，甚至幾千萬次、上億次。

4、第四代電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

1967年和1977年分別出現(xiàn)了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。由大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路組裝成的計(jì)算機(jī)，被稱為第四代電子計(jì)算機(jī)。美國(guó)ILLIAC-IV計(jì)算機(jī)，是第一臺(tái)全面使用大規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)，它標(biāo)志著計(jì)算機(jī)的發(fā)展已到了第四代。1975年，美國(guó)阿姆爾公司研制成470V/6型計(jì)算機(jī)，隨后日本富士通公司生產(chǎn)出M-190機(jī)，是比較有代表性的第四代計(jì)算機(jī)。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)1968年開始研制第四代機(jī)。1974年研制成功ICL2900計(jì)算機(jī)，1976年研制成功DAP系列機(jī)。1973年，德國(guó)西門子公司、法國(guó)國(guó)際信息公司與荷蘭飛利浦公司聯(lián)合成立了統(tǒng)一數(shù)據(jù)公司，共同研制出Unidata7710系列機(jī)。第四代計(jì)算機(jī)是指從1970年以后采用大規(guī)模集成電路（LSI）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）為主要電子器件制成的計(jì)算機(jī)。例如80386微處理器，在面積約為10mm X l0mm的單個(gè)芯片上，可以集成大約32萬個(gè)晶體管。

第四代計(jì)算機(jī)的另一個(gè)重要分支是以大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)發(fā)展起來的微處理器和微型計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)大致經(jīng)歷了四個(gè)階段

第一階段是1971～1973年，微處理器有4004、4040、8008。1971年Intel公司研制出MCS4微型計(jì)算機(jī)（CPU為4040，四位機(jī)）。后來又推出以8008為核心的MCS-8型。

第二階段是1973～1977年，微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展和改進(jìn)階段。微處理器有8080、8085、M6800、Z80。初期產(chǎn)品有Intel公司的MCS一80型（CPU為8080，八位機(jī)）。后期有TRS-80型（CPU為Z80）和APPLE-II型（CPU為6502），在八十年代初期曾一度風(fēng)靡世界。

第三階段是1978～1983年，十六位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段，微處理器有8086、8088、80186、80286、M68000、Z8000。微型計(jì)算機(jī)代表產(chǎn)品是IBM-PC（CPU為8086）。本階段的頂峰產(chǎn)品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC/AT286(1986年)微型計(jì)算機(jī)。

第四階段便是從1983年開始為32位微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計(jì)算機(jī)是初期產(chǎn)品。1993年，Intel公司推出了Pentium或稱P5（中文譯名為“奔騰”）的微處理器，它具有64位的內(nèi)部數(shù)據(jù)通道。現(xiàn)在Pentium III（也有人稱P7）微處理器己成為了主流產(chǎn)品，預(yù)計(jì)Pentium IV 將在2000年10月推出。

由此可見，微型計(jì)算機(jī)的性能主要取決于它的核心器件——微處理器（CPU）的性能。

微型機(jī)的出現(xiàn)與發(fā)展

將CPU濃縮在一塊芯片上的微型機(jī)的出現(xiàn)與發(fā)展，掀起了計(jì)算機(jī)大普及的浪潮。1969年，英特爾（Intel）公司受托設(shè)計(jì)一種計(jì)算器所用的整套電路，公司的一名年輕工程師費(fèi)金（Federico Fagin）成功地在4.2×3.2的硅片上，集成了2250個(gè)晶體管。這就是第一個(gè)微處理器——Intel 4004。它是4位的。在它之后，1972年初又誕生了8位微處理器Intel 8008。1973年出現(xiàn)了第二代微處理器（8位），如Intel 8080（1973）、M6800（1975，M代表摩托羅拉公司）、Z80（1976，Z代表齊洛格公司）等。1978年出現(xiàn)了第三代微處理器（16位），如Intel 8086、Z8000、M68000等。1981年出現(xiàn)了第四代微處理器（32位），如iAPX432、i80386、MAC-

32、NS-16032、Z80000、HP-32等。它們的性能都與七十年代大中型計(jì)算機(jī)大致相匹敵。微處理器的兩三年就換一代的速度，是任何技術(shù)也不能比擬的。

個(gè)人計(jì)算機(jī)的誕生

最早的個(gè)人計(jì)算機(jī)之一是美國(guó)蘋果（Apple）公司的AppleⅡ型計(jì)算機(jī)，于1977年開始在市場(chǎng)上出售。繼之出現(xiàn)了TRS－80（Radio Shack公司）和PET－2001（Commodore公司）。從此以后，各種個(gè)人計(jì)算機(jī)如雨后春筍一般紛紛出現(xiàn)。當(dāng)時(shí)的個(gè)人計(jì)算機(jī)一般以8位或16位的微處理器芯片為基礎(chǔ)，存儲(chǔ)容量為64KB以上，具有鍵盤、顯示器等輸入輸出設(shè)備，并可配置小型打印機(jī)、軟盤、盒式磁盤等外圍設(shè)備，且可以使用各種高級(jí)語言自編程序。

隨著PC機(jī)的不斷普及，IBM公司于1979年8月也組織了個(gè)人計(jì)算機(jī)研制小組。兩年后宣布了IBM－PC，1983年又推出了擴(kuò)充機(jī)型IBM－PC/XT，引起計(jì)算機(jī)工業(yè)界極大震動(dòng)。在當(dāng)時(shí)，IBM個(gè)人計(jì)算機(jī)具有一系列特點(diǎn)：設(shè)計(jì)先進(jìn)（使用Intel8088微處理器）、軟件豐富（有八百多家公司以它為標(biāo)準(zhǔn)編制軟件）、功能齊全（通信能力強(qiáng)，可與大型機(jī)相連）、價(jià)格便宜（生產(chǎn)高度自動(dòng)化，成本很低）。到1983年，IBM－PC迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，取代了號(hào)稱美國(guó)微型機(jī)之王的蘋果公司。

5、第五代電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展

第五代計(jì)算機(jī)是把信息采集、存儲(chǔ)、處理、通信同人工智能結(jié)合在一起的智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它能進(jìn)行數(shù)值計(jì)算或處理一般的信息，主要能面向知識(shí)處理，具有形式化推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋的能力，能夠幫助人們進(jìn)行判斷、決策、開拓未知領(lǐng)域和獲得新的知識(shí).人-機(jī)之間可以直接通過自然語言（聲音、文字）或圖形圖象交換信息。第五代計(jì)算機(jī)又稱新一代計(jì)算機(jī)。

1981年10月，日本首先向世界宣告開始研制第五代計(jì)算機(jī)，并于1982年4月制訂為期10年的“第五代計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)計(jì)劃”，總投資為1000億日元，目前已順利完成第五代計(jì)算機(jī)第一階段規(guī)定的任務(wù)。

第五代計(jì)算機(jī)是為適應(yīng)未來社會(huì)信息化的要求而提出的，與前四代計(jì)算機(jī)有著本質(zhì)的區(qū)別，是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的一次重要變革。

二、電子計(jì)算機(jī)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展

1958年，中科院計(jì)算所研制成功我國(guó)第一臺(tái)小型電子管通用計(jì)算機(jī)103機(jī)(八一型),標(biāo)志著我國(guó)第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生。

1965年，中科院計(jì)算所研制成功第一臺(tái)大型晶體管計(jì)算機(jī)109乙，之后推出109丙機(jī)，該機(jī)為兩彈試驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用；

1974年，清華大學(xué)等單位聯(lián)合設(shè)計(jì)、研制成功采用集成電路的DJS-130小型計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度達(dá)每秒100萬次； 1983年，國(guó)防科技大學(xué)研制成功運(yùn)算速度每秒上億次的銀河-I巨型機(jī)，這是我國(guó)高速計(jì)算機(jī)研制的一個(gè)重要里程碑；

1985年，電子工業(yè)部計(jì)算機(jī)管理局研制成功與IBM PC機(jī)兼容的長(zhǎng)城0520CH微機(jī)。

1992年，國(guó)防科技大學(xué)研究出銀河-II通用并行巨型機(jī)，峰值速度達(dá)每秒4億次浮點(diǎn)運(yùn)算(相當(dāng)于每秒10億次基本運(yùn)算操作)，為共享主存儲(chǔ)器的四處理機(jī)向量機(jī)，其向量中央處理機(jī)是采用中小規(guī)模集成電路自行設(shè)計(jì)的，總體上達(dá)到80年代中后期國(guó)際先進(jìn)水平。它主要用于中期天氣預(yù)報(bào)；

1993年，國(guó)家智能計(jì)算機(jī)研究開發(fā)中心（后成立北京市曙光計(jì)算機(jī)公司）研制成功曙光一號(hào)全對(duì)稱共享存儲(chǔ)多處理機(jī)，這是國(guó)內(nèi)首次以基于超大規(guī)模集成電路的通用微處理器芯片和標(biāo)準(zhǔn)UNIX操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的并行計(jì)算機(jī)；

1995年，曙光公司又推出了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)具有大規(guī)模并行處理機(jī)(MPP)結(jié)構(gòu)的并行機(jī)曙光1000(含36個(gè)處理機(jī))，峰值速度每秒25億次浮點(diǎn)運(yùn)算，實(shí)際運(yùn)算速度上了每秒10億次浮點(diǎn)運(yùn)算這一高性能臺(tái)階。曙光1000與美國(guó)Intel公司1990年推出的大規(guī)模并行機(jī)體系結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)相近，與國(guó)外的差距縮小到5年左右。1997年，國(guó)防科大研制成功銀河-III百億次并行巨型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，采用可擴(kuò)展分布共享存儲(chǔ)并行處理體系結(jié)構(gòu)，由130多個(gè)處理結(jié)點(diǎn)組成，峰值性能為每秒130億次浮點(diǎn)運(yùn)算，系統(tǒng)綜合技術(shù)達(dá)到90年代中期國(guó)際先進(jìn)水平。

1997至1999年，曙光公司先后在市場(chǎng)上推出具有機(jī)群結(jié)構(gòu)(Cluster)的曙光1000A，曙光2000-I，曙光2000-II超級(jí)服務(wù)器，峰值計(jì)算速度已突破每秒1000億次浮點(diǎn)運(yùn)算，機(jī)器規(guī)模已超過160個(gè)處理機(jī)，1999年，國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制的神威I計(jì)算機(jī)通過了國(guó)家級(jí)驗(yàn)收，并在國(guó)家氣象中心投入運(yùn)行。系統(tǒng)有384個(gè)運(yùn)算處理單元，峰值運(yùn)算速度達(dá)每秒3840億次

2000年，曙光公司推出每秒3000億次浮點(diǎn)運(yùn)算的曙光3000超級(jí)服務(wù)器。2001年，中科院計(jì)算所研制成功我國(guó)第一款通用CPU——“龍芯”芯片 2002年，曙光公司推出完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“龍騰”服務(wù)器，龍騰服務(wù)器采用了“龍芯-1”CPU，采用了曙光公司和中科院計(jì)算所聯(lián)合研發(fā)的服務(wù)器專用主板，采用曙光LINUX操作系統(tǒng)，該服務(wù)器是國(guó)內(nèi)第一臺(tái)完全實(shí)現(xiàn)自有產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，在國(guó)防、安全等部門將發(fā)揮重大作用。2003年，百萬億次數(shù)據(jù)處理超級(jí)服務(wù)器曙光4000L通過國(guó)家驗(yàn)收，再一次刷新國(guó)產(chǎn)超級(jí)服務(wù)器的歷史紀(jì)錄，使得國(guó)產(chǎn)高性能產(chǎn)業(yè)再上新臺(tái)階。

三、計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向 生物計(jì)算機(jī)

生物計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過程就是蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)相互作用過程，計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)換開關(guān)由酶來充當(dāng)，而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來。

20世紀(jì) 70 年代人們發(fā)現(xiàn)脫氧核糖核酸(DNA)處于不同狀態(tài)時(shí)可以代表信息的有或無，DNA分子中的遺傳密碼相當(dāng)于存儲(chǔ)的數(shù)據(jù) DNA分子間通過生化反應(yīng) 從一種基因代瑪轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N基因代碼反應(yīng)前的基因代碼相當(dāng)于輸入數(shù)據(jù)，反應(yīng)后的基因代碼相當(dāng)于輸出數(shù)據(jù)，如果能控制這一反應(yīng)過程那么就可以制作成功DNA，計(jì)算機(jī)蛋白質(zhì)分子比硅晶片上電子元件要小得多，彼此相距甚近，生物計(jì)算機(jī)完成一項(xiàng)運(yùn)算所需的時(shí)間僅為10 微微秒，比人的思維速度快100萬倍，DNA分子計(jì)算機(jī)具有驚人的存貯容量。1立方米的DNA溶液可存儲(chǔ)1萬億億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，DNA計(jì)算機(jī)消耗的能量非常小，只有電子計(jì)算機(jī)的十億分之一，由于生物芯片的原材料是蛋白質(zhì)分子，所以生物計(jì)算機(jī)既有自我修復(fù)的功能又可直接與生物活體相聯(lián)，預(yù)計(jì)10-20年后 DNA計(jì)算機(jī)將進(jìn)入實(shí)用階段。納米計(jì)算機(jī)

目前計(jì)算機(jī)使用的硅芯片已經(jīng)到達(dá)其物理極限，體積無法太小，通電和斷電的頻率無法再提高，耗電量也無法再減少，科學(xué)家認(rèn)為，解決這個(gè)問題的途徑是研制 納米晶體管，并用這種納米晶體管來制作納米計(jì)算機(jī)，估計(jì)納米計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度將是現(xiàn)在的硅，芯片計(jì)算機(jī)的1.5 萬倍，而且耗費(fèi)的能量也要減少很多，而且其性能要比今天的計(jì)算機(jī)強(qiáng)大許多倍。目前 納米計(jì)算機(jī)的研制已有一些鼓舞人心的消息，惠普實(shí)驗(yàn)室的科研人員已開始應(yīng)用納米技術(shù)研制芯片 一旦他們的研究獲得成功，將為其他縮微計(jì)算機(jī)元件的研制和生產(chǎn)鋪平道路，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校以及斯坦福大學(xué)的科學(xué)家成功地將納米碳管植入硅片中，這項(xiàng)研究的成功朝著制作超快速納米計(jì)算機(jī)的方向前進(jìn)了一步。

五.學(xué)習(xí)方法

8.將需要記憶部分做一個(gè)概括和總結(jié)，列成樹狀圖或是表格形式，便于記憶。

9.搜索關(guān)于計(jì)算機(jī)發(fā)展史的視頻，文獻(xiàn)資料，拓寬眼界，豐富知識(shí)。10.上機(jī)操作，通過觀看屬性，了解自己的電腦的配置，結(jié)構(gòu)。

六.存在問題

11.對(duì)于整體的發(fā)展史只有個(gè)粗略了解，資料尋找的難度較大。12.不能將知識(shí)和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。13.計(jì)算機(jī)思維概念模糊。

七.感想收獲

1.對(duì)書本第一章知識(shí)有較深的理解和熟悉。2.對(duì)于計(jì)算機(jī)的基本架構(gòu)有初步的認(rèn)識(shí)。3.了解簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)思維。

第二篇：計(jì)算機(jī)發(fā)展史

計(jì)算機(jī)發(fā)展史

關(guān)于世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的疑問，在國(guó)內(nèi)的絕大部分媒體上都會(huì)出現(xiàn)世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是上世紀(jì)1946年由美國(guó)電氣工程師普雷斯波·埃克特(J.Prespen Eckert)和物理學(xué)家約翰·莫奇勒博士(John W.Mauchly)發(fā)明的ENIAC文字記載，但另一種說法卻是：世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是由美國(guó)愛荷華州立大學(xué)的約翰· 文森特·阿塔納索夫（John Vincent

Atanasoff）教授和他的研究生克利福特·貝瑞（Clifford Berry）先生在1937年至1941年間開發(fā)的“阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)（Atanasoff-Berry Computer，簡(jiǎn)稱ABC）”。

影響較大的是 ENIAC(“埃尼阿克”，Electronic Numerical Integrator and

Calculator，電子數(shù)字積分器和計(jì)算器)。它是美國(guó)奧伯丁武器試驗(yàn)場(chǎng)為了滿足彈道設(shè)計(jì)的需要而由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制而成的。這臺(tái)計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)只有12位。它采用電子管作為計(jì)算機(jī)的基本元件，每秒可進(jìn)行5000次加法運(yùn)算。它使用了18800只電子管，占地達(dá)170平方米，重量30噸，每小時(shí)耗電達(dá)150千瓦，是一個(gè)名副其實(shí)的“龐然大物”。

ENIAC機(jī)的問世具有劃時(shí)代的意義，在以后的60多年里，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展異常迅速，在人類科技史上還沒有一種學(xué)科可以與電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展速度相提并論。

對(duì)于電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，一般根據(jù)構(gòu)成它的主要邏輯元件的不同將計(jì)算機(jī)的發(fā)展分成四個(gè)階段。下面簡(jiǎn)單概括一下計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程。

第一代是電子管計(jì)算機(jī)，其發(fā)展年代大致為1946-1958年。主要特點(diǎn)是：硬件方面，采用電子管為基本邏輯電路元件，主存儲(chǔ)器采用延線或磁鼓（后期采用了磁芯），外存儲(chǔ)器采用磁帶存儲(chǔ)器，此時(shí)的計(jì)算機(jī)體積龐大、功耗大、可靠性差、價(jià)格昂貴；軟件方面，最初只能使用機(jī)器語言，編寫程序、修改程序都很不方便，50年代中期以后逐步發(fā)展了匯編語言，但仍未從根本上解決編制程序的困難，因而當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用以科學(xué)計(jì)算為主。

第二代是晶體管計(jì)算機(jī)，其發(fā)展年代大致為1958-1964年。其主要特點(diǎn)是：硬件方面，采用晶體管為基本邏輯電路元件，主存儲(chǔ)器全部采用磁芯存儲(chǔ)器，外存儲(chǔ)器采用磁盤。計(jì)算機(jī)的速度提高、體積減小、功耗減低、可靠性增強(qiáng)；軟件方面已開始有很大的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言及編譯程序，并且提出了多道程序設(shè)計(jì)、并行處理和可變的微程序設(shè)計(jì)思想，開始出現(xiàn)操作系統(tǒng)。此時(shí)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也從單一的科學(xué)計(jì)算發(fā)展到了數(shù)據(jù)、事務(wù)管理和過程控制等。

第三代是集成電路計(jì)算機(jī)，其發(fā)展年代大致為1964-1971年。其主要特點(diǎn)是：硬件方面，邏輯元件已開始采用中、小規(guī)模集成電路（SSI和MSI），主存儲(chǔ)器從磁芯存儲(chǔ)器逐步過渡到了半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)的體積進(jìn)一步減小，運(yùn)算速度、運(yùn)算精度、存儲(chǔ)容量以及可靠性等主要性能指標(biāo)大為改善；軟件方面，對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化工作，并提出了計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想，軟件中的操作系統(tǒng)開始普及。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速發(fā)展，包括商業(yè)、科技、工程等領(lǐng)域。

第四代是大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)，自1971年開始。其主要特點(diǎn)是：硬件方面，計(jì)算機(jī)邏輯元件采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，主存儲(chǔ)器采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，提供虛擬能力，計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備多樣化、系列化；軟件方面，實(shí)現(xiàn)了軟件固化技術(shù)，出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)編程思想，并廣泛采用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛并逐漸改變著人類的生活方式。其發(fā)展過程中最重要的成就之一表現(xiàn)在微處理器（Micro-processor)技術(shù)上。微處理器是一種超小型化的電子器件，它把計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器、控制器等核心部件集成在一個(gè)集成電路芯片上。微處理器的出現(xiàn)為微型計(jì)算機(jī)的誕生奠定了基礎(chǔ)。

隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)除了向巨型機(jī)方向發(fā)展外，還朝著超小型機(jī)和微型機(jī)方向飛越前進(jìn)。

第一臺(tái)計(jì)算機(jī)

人們通常所說的計(jì)算機(jī)，是指電子數(shù)字計(jì)算機(jī)。一般認(rèn)為，世界上第一臺(tái)數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)誕生于1946年2月，它是美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)物理學(xué)家莫克利（J.Mauchly）和工程師埃克特（J.P.Eckert）等人共同開發(fā)的電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)（Electronic Numerical Integrator And Calculator，簡(jiǎn)稱ENIACENIAC是一個(gè)龐然大物，其占地面積為170平方米，總重量達(dá)30噸。機(jī)器中約有18800只電子管、1500個(gè)繼電器、70000只電阻以及其它各種電氣元件，每小時(shí)耗電量約為140千瓦。這樣一臺(tái)“巨大”的計(jì)算機(jī)每秒鐘可以進(jìn)行5000次加減運(yùn)算，相當(dāng)于手工計(jì)算的20萬倍，機(jī)電式計(jì)算機(jī)的1000倍。

ENIAC雖是第一臺(tái)正式投入運(yùn)行的電子計(jì)算機(jī)，但它不具備現(xiàn)代計(jì)算機(jī)“存儲(chǔ)程序”的思想。1946年6月，馮·諾依曼博士發(fā)表了“電子計(jì)算機(jī)裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探”論文，并設(shè)計(jì)出第一臺(tái)“存儲(chǔ)程序”的離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)（The Electronic Discrete Variable Automatic Computer，簡(jiǎn)稱EDVAC），1952年正式投入運(yùn)行，其運(yùn)算速度是ENIAC的240倍。馮·諾依曼提出的EDVAC計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)為人們普遍接受，此計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)又稱馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)。第一代電子管計(jì)算機(jī)研制(1958-1964年)

第二代晶體管計(jì)算機(jī)研制(1965-1972年)

第三代基于中小規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)研制(1973-80年代初)第四代基于超大規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)研制(80年代中期至今)

超導(dǎo)計(jì)算機(jī):光計(jì)算機(jī)

超導(dǎo)計(jì)算機(jī):納米計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)的分類：計(jì)算機(jī)種類很多，可以從不同的角度對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行分類。按照計(jì)算機(jī)原理分類，可分為數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)、模擬式電子計(jì)算機(jī)和混合式電子計(jì)算機(jī)。按照計(jì)算機(jī)用途分類，可分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)。按照計(jì)算機(jī)性能分類，可分為巨型機(jī)、小巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、工作站和個(gè)人計(jì)算機(jī)六大類。

第三篇：計(jì)算機(jī)發(fā)展史

計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程的啟示

我們生活在一個(gè)高速發(fā)展的信息時(shí)代，通過計(jì)算機(jī)的革新我們的生活有了翻天覆地的變化，我們通過計(jì)算機(jī)了解新聞大事，和遠(yuǎn)在國(guó)外的家人朋友進(jìn)行視頻通話，在網(wǎng)上進(jìn)行購(gòu)物，等等。計(jì)算機(jī)引領(lǐng)了一個(gè)新的時(shí)代。我很早接觸計(jì)算機(jī)，通過這學(xué)期的學(xué)習(xí)，我了解了計(jì)算機(jī)的基本發(fā)展歷史，最早的計(jì)算機(jī)起源于公元前5世紀(jì)，中國(guó)人發(fā)明的，就是算盤，并一直沿用至今，在某些運(yùn)算上使用算盤甚至比現(xiàn)代計(jì)算機(jī)還要快捷，在此我要歌頌一下我國(guó)古代人民的偉大智慧。直到17世紀(jì)，計(jì)算設(shè)備才有了第二次重要的進(jìn)步，1645年，法國(guó)人Blaise Pascal發(fā)明了自動(dòng)進(jìn)位加法器，這項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)在看來很笨拙，但是他對(duì)計(jì)算設(shè)備來說是有本質(zhì)突破的，從手動(dòng)到自動(dòng)了。文藝復(fù)興時(shí)期，人們長(zhǎng)期被神權(quán)壓抑的創(chuàng)造力得到空前釋放。其中制造一臺(tái)能幫助人進(jìn)行計(jì)算的機(jī)器，就是最耀眼的思想火花之一。當(dāng)時(shí)無數(shù)偉大的科學(xué)家為了這一目標(biāo)努力著，但是局限于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)整體的不成熟，所以他們都失敗了，但是正是得益于他們的探索，使“計(jì)算機(jī)”這個(gè)新興思想得以保存并不斷發(fā)展至今，使后人受益。所以，當(dāng)我們感嘆成功者的智慧時(shí)，也不能忘了這些探索者們的辛勤。而給我啟示更多的是這個(gè)世界是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的世界，計(jì)算機(jī)在當(dāng)時(shí)沒有發(fā)展起來，也許并不是研究計(jì)算機(jī)的科學(xué)家的思想不夠成熟，而是與計(jì)算機(jī)關(guān)聯(lián)的技術(shù)領(lǐng)域還不成熟。就像人們探測(cè)到了地底一萬里有巨大寶藏，但是沒有工具能讓我們一下就到了埋寶藏的地方，所以只能用鏟子挖，等有了挖掘機(jī)時(shí)用挖掘機(jī)挖?？茖W(xué)發(fā)展是這樣的，整個(gè)社會(huì)也是這樣的，事物與事物，人與人之間都有千絲萬縷的關(guān)系，互相促進(jìn)，互相制約的。在計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)中，我最大的啟示就是：

1.乘法與加法

從上計(jì)算機(jī)的第一課，老師就開始和我們說計(jì)算機(jī)的加法運(yùn)算比乘法運(yùn)算快得到，可能會(huì)快100倍，因?yàn)樵缙诘挠?jì)算機(jī)乘法都是轉(zhuǎn)換成加法指令實(shí)現(xiàn)的，因此我們?cè)诔绦蛟O(shè)計(jì)時(shí)盡量不使用乘法，i*2，改為i+i等等。但是隨著CPU的不斷發(fā)展，乘法運(yùn)算已經(jīng)是CPU的內(nèi)置指令，現(xiàn)在CPU加法運(yùn)算也只是比乘法效率快3倍，所以我們不需要害怕做乘法了。

2.PC服務(wù)器與小型機(jī)

PC簡(jiǎn)稱個(gè)人電腦，PC服務(wù)器一般指采用個(gè)人電腦的技術(shù)架構(gòu)生產(chǎn)的服務(wù)器。小型機(jī)是60，70年代遺留的名詞，因?yàn)槟菚r(shí)大型機(jī)是主角，小型機(jī)是指相對(duì)大型機(jī)更輕量級(jí)的服務(wù)器，80年代開始小型機(jī)充當(dāng)大量應(yīng)用的核心服務(wù)器，如數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，中間件服務(wù)器等等。

從80年代開始，PC與小型機(jī)就不是一個(gè)檔次的計(jì)算機(jī)，小型機(jī)具有高性能的運(yùn)算能力，PC的能力不及小型機(jī)的1/100，隨著PC的迅速發(fā)展，小型機(jī)的價(jià)格高高在上，PC服務(wù)器在90年代也開始有了應(yīng)用，2000年以后PC服務(wù)器開始大量普及，10000元的PC服務(wù)器也開始出現(xiàn)，相比上百萬的小型機(jī)，PC服務(wù)器的性價(jià)比決對(duì)超值。隨著INTEL及AMD的CPU雙核，三核，四核的出現(xiàn)，PC服務(wù)器與IBM,HP等小型機(jī)的性能進(jìn)一步縮小，大量評(píng)測(cè)顯示現(xiàn)在PC的四核CPU與IBM POWER6性能完全相當(dāng)，小型機(jī)在性能上的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)完全失去。從現(xiàn)在來看，小型機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)是穩(wěn)定性及可擴(kuò)展性，這些只是高端系統(tǒng)才會(huì)考慮，這方面同樣受到PC分布式架構(gòu)系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，因此也出現(xiàn)了現(xiàn)在大家看到的小型機(jī)的沒落，逐漸變成了IT領(lǐng)域的奢侈品，只有有錢國(guó)企還在為小型機(jī)買單。

3.拼音與五筆

1983年王永民先生發(fā)明了五筆漢字輸入法，被國(guó)內(nèi)外專家評(píng)價(jià)為“其意義不亞于活字印刷術(shù)”的“五筆字型”，讓國(guó)人看到了漢字輸入的希望，經(jīng)過多年的發(fā)展，90年代國(guó)內(nèi)90％以上的用戶漢字輸入都使用五筆輸入法，一時(shí)間也讓人形成不會(huì)五筆就不會(huì)計(jì)算機(jī)一樣的感覺，看到別人用拼音輸入法就知道這是一個(gè)小菜鳥。用五筆輸入法一般人可以比較輕松的一分鐘打60字，專業(yè)打字員可以每分鐘到150字以上，而那時(shí)的拼音輸入法也有很多種，如普通拼音，雙拼，模糊音等等，但是普通人一分鐘只能達(dá)到30字左右，主要是因?yàn)槠匆糨斎敕ㄖ卮a率太高，選字消耗的時(shí)間太多。

2000年左右拼音輸入法出現(xiàn)了新的生機(jī)，微軟拼音，拼音之星，拼音加加，紫光拼音等輸入法開始流行，主要原因是使用計(jì)算機(jī)的人越來越多，互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，五筆輸入法的學(xué)習(xí)成本太高，所以很多人依然選擇了拼音輸入法，這時(shí)期的拼音輸入法的詞匯量非常多，所以詞語或短語輸入效率比較高，加上互聯(lián)網(wǎng)的普及，詞庫更新更方便，所以拼音輸入法的速率與五筆相差無幾。

五筆輸入法后來也推出了98版，雖然輸入效率可以進(jìn)一步提高，但是由于要重新記憶新的字根法則比較麻煩，所以很多人還是用老版的字根法則，當(dāng)然也出現(xiàn)了一些新的流行軟件，如陳橋五筆，極品五筆等，但是沒有本質(zhì)的格新。

2000年期間應(yīng)該是五筆與拼音55開的局面，在這個(gè)特殊的時(shí)候也產(chǎn)生了智能混合輸入法，就是會(huì)根據(jù)你的輸入字母顯示五筆碼漢字和拼音碼漢字，典型的代表是萬能五筆，萬能五筆因?yàn)檫@個(gè)特性也紅級(jí)一時(shí)，現(xiàn)在也還有不少人在使用。隨著互聯(lián)網(wǎng)的大量普及，拼音輸入法在2007年左右迎來了新的春天，詞庫的進(jìn)一步加大，在線自動(dòng)詞庫更新，智能組詞等特性，一般人用拼音輸入法的效率已經(jīng)與五筆輸入法不相上下，零學(xué)習(xí)成本讓新一代網(wǎng)民自然選擇了拼音輸入法，再也沒有人鄙視你用拼音輸入法。隨著云輸入法的應(yīng)用，拼音輸入法將會(huì)再有一次質(zhì)的飛越，但五筆輸入法依然只會(huì)被專業(yè)打字員相中。

4.串行與并行

并行與串行是一個(gè)永恒的話題，也許你會(huì)認(rèn)為并行一定比串行快，但是實(shí)現(xiàn)上是什么樣呢，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里你可以看大量并行與串行的架構(gòu)轉(zhuǎn)變。10年以前，硬盤接口是并行一統(tǒng)天下，并行接口速率從8MB/s一路高歌猛進(jìn)，但是到了

133MB/s后發(fā)現(xiàn)舉步維艱，由于并行接口的總線達(dá)到80根，隨著傳輸速率的提高，傳輸過程中線路之間的干擾非常厲害。這時(shí)SATA（串行接口）硬盤開始登場(chǎng)，SATA1.0的速率就已經(jīng)是1.5Gb/s，由串行接口沒有傳輸信息號(hào)的干擾，3Gb/s，6Gb/s已經(jīng)輕松實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在PC的并行接口的硬盤也基本淘汰，服務(wù)器SCSI也大量轉(zhuǎn)向SAS硬盤。

5.CPU單核與多核

單核CPU經(jīng)歷了頻率快速發(fā)展，在1G的時(shí)候出現(xiàn)了一個(gè)坎，經(jīng)過架構(gòu)調(diào)整后繼續(xù)前進(jìn)，終于發(fā)現(xiàn)到了4G以后前途暗淡，通過增加頻率帶來了更多穩(wěn)定性與功耗問題。多核讓CPU重新找到了暫時(shí)的方向，2核，3核，4核，到6核，8核，CPU終于從單核正式跨入了多核時(shí)代。

6.簡(jiǎn)單與復(fù)雜

SQL語言因?yàn)楹?jiǎn)單快速普及，JavaEE里亂七八糟的框架讓初學(xué)者要崩潰，但是現(xiàn)在依然活力四射。Google的簡(jiǎn)易讓Yahoo搜索應(yīng)用一路千丈，Oracle數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜架構(gòu)讓其它數(shù)據(jù)庫只能奮力追趕。iPhone因?yàn)樗暮?jiǎn)單美讓無數(shù)人瘋狂，一夜之間讓微軟和諾基亞從智能手機(jī)的領(lǐng)跑者變成追隨者，微軟一個(gè)Office軟

件你可能用了10年還只是用了五分之一的功能，以至于讓其它辦公軟件難以超越。

我想，在未來的計(jì)算機(jī)發(fā)展中可能出現(xiàn)的以下的趨勢(shì)：1）模塊化，PC之所以有今天這么大的普及度，就是因?yàn)樗耐ㄓ媚K化設(shè)計(jì)起了決定性的推動(dòng)作用，以后的PC同樣也不會(huì)犧牲這方面優(yōu)點(diǎn)，而且還會(huì)將它發(fā)揚(yáng)光大，不但在內(nèi)置板卡中實(shí)現(xiàn)模塊化，甚至可以提供多個(gè)外接插槽，以供使用人加入新的模塊，增加性能或功能使用起來和現(xiàn)在筆記本中的PCMICA有點(diǎn)接近。2）無線化，追求自由一直是人類的夢(mèng)想，計(jì)算機(jī)的無線化風(fēng)潮同樣也是人們夢(mèng)寐以求的，和現(xiàn)在筆記本講的“無線你的無限”有所不同的是：未來的計(jì)算機(jī)將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備間的無線連接，這將意味著未來在家中使用臺(tái)式機(jī)比現(xiàn)在的筆記本還方便，因?yàn)轱@示器(當(dāng)然不會(huì)是CRT的)與主機(jī)之間也是通過無線來連接的，無線顯示器實(shí)現(xiàn)這種夢(mèng)想的技術(shù)稱為UWB技術(shù)，它是一種與其它技術(shù)有很大不同的無線通信技術(shù)，它可以為無線局域網(wǎng)WLAN和個(gè)人局域網(wǎng)的接口卡和接入技術(shù)帶來低功耗、高帶寬并且相對(duì)簡(jiǎn)單的無線通信技術(shù)，所以INTEL稱他為無線USB，希望能夠成為計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或是計(jì)算機(jī)與消費(fèi)電子產(chǎn)品(如數(shù)字相機(jī))間的高頻寬的無線連結(jié)。

3）專門化，其實(shí)并不是每一件工作都需要一部高性能的PC才能完成，甚至是有時(shí)候采用高性能的計(jì)算機(jī)還有可能帶來麻煩，因?yàn)楦咝阅軇?shì)必帶來高能耗、高發(fā)熱量等不良的負(fù)面效應(yīng)。將來的計(jì)算機(jī)由于從事的工作不同，在性能上在外形上都會(huì)有很大的不同。通用PC將逐漸由專用設(shè)備(軟硬件一體化的計(jì)算機(jī))所代替，以提高工作效率。4）網(wǎng)絡(luò)化，計(jì)算機(jī)已經(jīng)越來越普及，各種家用電器也開始具備了智能化，這些現(xiàn)象將促進(jìn)家電與計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程，家庭網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)將逐漸取代目前單機(jī)操作的模式，計(jì)算機(jī)可以通過網(wǎng)絡(luò)控制著各種家電的運(yùn)行，并通過互聯(lián)網(wǎng)下載各種新的家電應(yīng)用程序，以增加家電的功能，改善家電的性能等等。也可以通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程遙控家中的家電，在辦公室的時(shí)候就可以提前讓家中的電器做好飯，煮好菜，開空調(diào)等等。5）環(huán)?；S著計(jì)算機(jī)的性能的提高，能耗也將越來越大；而且計(jì)算機(jī)在家庭生活中的扮演的角色越來越重要，運(yùn)行的時(shí)間也將變長(zhǎng)。為了不讓計(jì)算機(jī)成為家中用電量最大的電器，技術(shù)人員也先進(jìn)各種方法讓計(jì)算機(jī)的能耗降低，比如通過上面提到的專門化的計(jì)算機(jī)，讓計(jì)算機(jī)的效率大幅提高，從而可以讓低性能的硬件系統(tǒng)具備專業(yè)的功能，減少能耗。6）人性化，未來人類的工具和家中的控制中心，計(jì)算機(jī)需要和使用人進(jìn)行非常多的交流，才能更為使用人服務(wù)。這就要求計(jì)算機(jī)和人之間的交流要人性化，才能讓使用人真正樂意使用計(jì)算機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，未來的計(jì)算機(jī)的交互方式將會(huì)多樣化，不但可以通過書寫控制，還可以通過語言控制，甚至可以通過眼睛進(jìn)行控制，因?yàn)橹悄芑奶岣撸鄶?shù)工作計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)選擇操作的流程，過程無需人們參與，所以軟件的界面也越來越簡(jiǎn)單，使用起來就像現(xiàn)在家用電器或者手機(jī)一樣簡(jiǎn)單，使用人無需再進(jìn)行專門的學(xué)習(xí)，就連老人都能運(yùn)用自如。

我相信，新型計(jì)算機(jī)與相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，是二十一世紀(jì)科技領(lǐng)域的重大創(chuàng)新，必將推進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人類發(fā)展史上的重大突破?？茖W(xué)在發(fā)展，人類在進(jìn)步，歷史上的新生事物都要經(jīng)過一個(gè)從無到有的艱難歷程，隨著一代又一代科學(xué)家們的不斷努力，未來的計(jì)算機(jī)一定會(huì)是更加方便人們的工作、學(xué)習(xí)、生活的好伴侶。

第四篇：計(jì)算機(jī)發(fā)展史

無處不在、無所不能的電腦，已歷經(jīng)了50多個(gè)春華秋實(shí)。50余年在人類的歷史長(zhǎng)河中只是一瞬間，電腦卻徹底改變了我們的生活?；仡欕娔X發(fā)展的歷史，并依此上溯它的起源，真令人驚嘆滄海桑田的巨變；歷數(shù)電腦史上的英雄人物和跌宕起伏的發(fā)明故事，將給后人留下了長(zhǎng)久的思索和啟迪。請(qǐng)讀者隨著我們的史話倒轉(zhuǎn)時(shí)空，從電腦最初的源頭說起。

誰都知道，電腦的學(xué)名叫做電子計(jì)算機(jī)。以人類發(fā)明這種機(jī)器的初衷，它的始祖應(yīng)該是計(jì)算工具。英語里“Calculus”（計(jì)算）一詞來源于拉丁語，既有“算法”的含義，也有腎臟或膽囊里的“結(jié)石”的意思。遠(yuǎn)古的人們用石頭來計(jì)算捕獲的獵物，石頭就是他們的計(jì)算工具。著名科普作家阿西莫夫說，人類最早的計(jì)算工具是手指，英語單詞“Dight”既表示“手指”又表示“整數(shù)數(shù)字”；而中國(guó)古人常用“結(jié)繩”來幫助記事，“結(jié)繩”當(dāng)然也可以充當(dāng)計(jì)算工具。石頭、手指、繩子……，這些都是古人用過的“計(jì)算機(jī)”。

不知何時(shí)，許多國(guó)家的人都不約而同想到用“籌碼”來改進(jìn)工具，其中要數(shù)中國(guó)的算籌最有名氣。商周時(shí)代問世的算籌，實(shí)際上是一種竹制、木制或骨制的小棍。古人在地面或盤子里反復(fù)擺弄這些小棍，通過移動(dòng)來進(jìn)行計(jì)算，從此出現(xiàn)了“運(yùn)籌”這個(gè)詞，運(yùn)籌就是計(jì)算，后來才派生出“籌”的詞義。中國(guó)古代科學(xué)家祖沖之最先算出了圓周率小數(shù)點(diǎn)后的第6位，使用的工具正是算籌，這個(gè)結(jié)果即使用筆算也很不容易求得。

歐洲人發(fā)明的算籌與中國(guó)不盡相同，他們的算籌是根據(jù)“格子乘法”的原理制成。例如要計(jì)算1248×456，?可以先畫一個(gè)矩形，然后把它分成3×2個(gè)小格子，在小格子邊依次寫下乘數(shù)、被乘數(shù)的各位數(shù)字，再用對(duì)角線把小格子一分為二，分別記錄上述各位數(shù)字相應(yīng)乘積的十位數(shù)與個(gè)位數(shù)。?把這些乘積由右到左，?沿斜線方向相加，最后就得到乘積。1617年，英國(guó)數(shù)學(xué)家納皮爾把格子乘法表中可能出現(xiàn)的結(jié)果，印刻在一些狹長(zhǎng)條的算籌上，利用算籌的擺放來進(jìn)行乘、除或其他運(yùn)算。納皮爾算籌在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，是歐洲人主要的計(jì)算工具。算籌在使用中，一旦遇到復(fù)雜運(yùn)算常弄得繁雜混亂，讓人感到不便，于是中國(guó)人又發(fā)明了一種新式的“計(jì)算機(jī)”。

著名作家謝爾頓在他的小說《假如明天來臨》里講過一個(gè)故事：騙子杰夫向經(jīng)銷商兜售一種袖珍計(jì)算機(jī)，說它“價(jià)格低廉，絕無故障，節(jié)約能源，十年中無需任何保養(yǎng)”。當(dāng)商人打開包裝盒一看，這臺(tái)“計(jì)算機(jī)”原來是一把來自中國(guó)的算盤。世界文明的四大發(fā)源地──黃河流域、印度河流域、尼羅河流域和幼發(fā)拉底河流域──先后都出現(xiàn)過不同形式的算盤，只有中國(guó)的珠算盤一直沿用至今。珠算盤最早可能萌芽于漢代，定型于南北朝。它利用進(jìn)位制記數(shù)，通過撥動(dòng)算珠進(jìn)行運(yùn)算：上珠每珠當(dāng)五，下珠每珠當(dāng)一，每一檔可當(dāng)作一個(gè)數(shù)位。打算盤必須記住一套口訣，口訣相當(dāng)于算盤的“軟件”。算盤本身還可以存儲(chǔ)數(shù)字，使用起來的確很方便，它幫助中國(guó)古代數(shù)學(xué)家取得了不少重大的科技成果，在人類計(jì)算工具史上具有重要的地位。

15世紀(jì)以后，隨著天文、航海的發(fā)展，計(jì)算工作日趨繁重，迫切需要探求新的計(jì)算方法并改進(jìn)計(jì)算工具。1630年，英國(guó)數(shù)學(xué)家奧特雷德使用當(dāng)時(shí)流行的對(duì)數(shù)刻度尺做乘法運(yùn)算，突然萌生了一個(gè)念頭：若采用兩根相互滑動(dòng)的對(duì)數(shù)刻度尺，不就省得用兩腳規(guī)度量長(zhǎng)度嗎？他的這個(gè)設(shè)想導(dǎo)致了“機(jī)械化”計(jì)算尺的誕生。奧特雷德是理論數(shù)學(xué)家，對(duì)這個(gè)小小的計(jì)算尺并不在意，也沒有打算讓它流傳于世，此后二百年，他的發(fā)明未被實(shí)際運(yùn)用。18世紀(jì)末，以發(fā)明蒸汽機(jī)聞名于世的瓦特，成功地制出了第一把名副其實(shí)的計(jì)算尺。瓦特原來就是一位儀表匠，他的蒸汽機(jī)工廠投產(chǎn)后，需要迅速計(jì)算蒸汽機(jī)的功率和氣缸體積。瓦特設(shè)計(jì)的計(jì)算尺，在尺座上多了一個(gè)滑標(biāo)，用來“存儲(chǔ)”計(jì)算的中間結(jié)果，這種滑標(biāo)很長(zhǎng)時(shí)間一直被后人所沿用。

1850年以后，對(duì)數(shù)計(jì)算尺迅速發(fā)展，成了工程師們必不可少的隨身攜帶的“計(jì)算機(jī)”，直到20世紀(jì)五、六十年代，它仍然是代表工科大學(xué)生身份的一種標(biāo)志。

凝聚著許許多多科學(xué)家和能工巧匠智慧的早期計(jì)算工具，在不同的歷史階段發(fā)揮過巨大作用，但也將隨著科學(xué)發(fā)展而逐漸消亡，最終完成它們的歷史使命。

第一臺(tái)真正的計(jì)算機(jī)是著名科學(xué)家帕斯卡（B.Pascal）發(fā)明的機(jī)械計(jì)算機(jī)。

帕斯卡1623年出生在法國(guó)一位數(shù)學(xué)家家庭，他三歲喪母，由擔(dān)任著稅務(wù)官的父親拉扯他長(zhǎng)大成人。從小，他就顯示出對(duì)科學(xué)研究濃厚的興趣。

少年帕斯卡對(duì)他的父親一往情深，他每天都看著年邁的父親費(fèi)力地計(jì)算稅率稅款，很想幫助做點(diǎn)事，可又怕父親不放心。于是，未來的科學(xué)家想到了為父親制做一臺(tái)可以計(jì)算稅款的機(jī)器。19歲那年，他發(fā)明了人類有史以來第一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)。

帕斯卡的計(jì)算機(jī)是一種系列齒輪組成的裝置，外形像一個(gè)長(zhǎng)方盒子，用兒童玩具那種鑰匙旋緊發(fā)條后才能轉(zhuǎn)動(dòng)，只能夠做加法和減法。然而，即使只做加法，也有個(gè)“逢十進(jìn)一”的進(jìn)位問題。聰明的帕斯卡采用了一種小爪子式的棘輪裝置。當(dāng)定位齒輪朝9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪便逐漸升高；?一旦齒輪轉(zhuǎn)到0，棘爪就“咔嚓”一聲跌落下來，推動(dòng)十位數(shù)的齒輪前進(jìn)一檔。

帕斯卡發(fā)明成功后，一連制作了50臺(tái)這種被人稱為“帕斯卡加法器”的計(jì)算機(jī)，至少現(xiàn)在還有5臺(tái)保存著。?比如，在法國(guó)巴黎工藝學(xué)校、英國(guó)倫敦科學(xué)博物館都可以看到帕斯卡計(jì)算機(jī)原型。據(jù)說在中國(guó)的故宮博物院，也保存著兩臺(tái)銅制的復(fù)制品，是當(dāng)年外國(guó)人送給慈僖太后的禮品，“老佛爺”哪里懂得它的奧妙，只把它當(dāng)成了西方的洋玩具，藏在深宮里面。

帕斯卡是真正的天才，他在諸多領(lǐng)域內(nèi)都有建樹。后人在介紹他時(shí)，說他是數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家、流體動(dòng)力學(xué)家和概率論的創(chuàng)始人。凡是學(xué)過物理的人都知道一個(gè)關(guān)于液體壓強(qiáng)性質(zhì)的“帕斯卡定律”，這個(gè)定律就是他的偉大發(fā)現(xiàn)并以他的名字命名的。他甚至還是文學(xué)家，其文筆優(yōu)美的散文在法國(guó)極負(fù)盛名?？上ВL(zhǎng)期從事艱苦的研究損害了他的健康，1662年英年早逝，死時(shí)年僅39歲。他留給了世人一句至理名言：“人好比是脆弱的蘆葦，但是他又是有思想的蘆葦?！?/p>

全世界“有思想的蘆葦”，尤其是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的后來者，都不會(huì)忘記帕斯卡在渾沌中點(diǎn)燃的亮光。1971年發(fā)明的一種程序設(shè)計(jì)語言──PASCAL語言，就是為了紀(jì)念這位先驅(qū)，使帕斯卡的英名長(zhǎng)留在電腦時(shí)代里。

帕斯卡逝世后不久，與法蘭西毗鄰的德國(guó)萊茵河畔，有位英俊的年輕人正挑燈夜讀。黎明時(shí)分，青年人站起身，揉了一下疲乏的腰部，臉上流露出會(huì)心的微笑，一個(gè)朦朧的設(shè)想已醞釀成熟。雖然在帕斯卡發(fā)明加法器的時(shí)候，他尚未出世，但這篇由帕斯卡親自撰寫的關(guān)于加法計(jì)算機(jī)的論文，卻使他似醍醐灌頂，勾起強(qiáng)烈的發(fā)明欲。他就是德國(guó)大數(shù)學(xué)家、被《不列顛百科全書》稱為“西方文明最偉大的人物之一”的萊布尼茨（G.Leibnitz）。

萊布尼茨早年歷經(jīng)坎坷。當(dāng)幸運(yùn)之神降臨之時(shí)，他獲得了一次出使法國(guó)的機(jī)會(huì)。帕斯卡的故鄉(xiāng)張開臂膀接納他，為他實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)器的夙愿創(chuàng)造了契機(jī)。在巴黎，他聘請(qǐng)到一些著名機(jī)械專家和能工巧匠協(xié)助工作，終于在1674年造出一臺(tái)更完美的機(jī)械計(jì)算機(jī)。

萊布尼茨發(fā)明的新型計(jì)算機(jī)約有1米長(zhǎng)，?內(nèi)部安裝了一系列齒輪機(jī)構(gòu)，除了體積較大之外，?基本原理繼承于帕斯卡。?不過，萊布尼茨技高一籌，他為計(jì)算機(jī)增添了一種名叫“步進(jìn)輪”的裝置。步進(jìn)輪是一個(gè)有9個(gè)齒的長(zhǎng)圓柱體，9個(gè)齒依次分布于圓柱表面；旁邊另有個(gè)小齒輪可以沿著軸向移動(dòng)，以便逐次與步進(jìn)輪嚙合。每當(dāng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，步進(jìn)輪可根據(jù)它與小齒輪嚙合的齒數(shù)，分別轉(zhuǎn)動(dòng)1/

10、2/10圈……，直到9/10圈，這樣一來，它就能夠連續(xù)重復(fù)地做加法。

稍熟悉電腦程序設(shè)計(jì)的人都知道，連續(xù)重復(fù)計(jì)算加法就是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)做乘除運(yùn)算采用的辦法。萊布尼茨的計(jì)算機(jī)，加、減、乘、除四則運(yùn)算一應(yīng)俱全，也給其后風(fēng)靡一時(shí)的手搖計(jì)算機(jī)鋪平了道路。

不久，因獨(dú)立發(fā)明微積分而與牛頓齊名的萊布尼茨，又為計(jì)算機(jī)提出了“二進(jìn)制”數(shù)的設(shè)計(jì)思路。有人說，他的想法來自于東方中國(guó)。

大約在公元1700年左右某天，友人送給他一幅從中國(guó)帶來圖畫，名稱叫做“八卦”，是宋朝人邵雍所摹繪的一張“易圖”。萊布尼茨用放大鏡仔細(xì)觀察八卦的每一卦象，發(fā)現(xiàn)它們都由陽（—）?和陰（--）兩種符號(hào)組合而成。他撓有興趣地把8種卦象顛來倒去排列組合，?腦海中突然火花一閃──這不就是很有規(guī)律的二進(jìn)制數(shù)字嗎？?若認(rèn)為陽（—）是“1”?，陰（--）是“0”，八卦恰好組成了二進(jìn)制000到111共8個(gè)基本序數(shù)。正是在中國(guó)人睿智的啟迪下，萊布尼茨最終悟出了二進(jìn)制數(shù)之真諦。雖然萊布尼茨設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)用的還是十進(jìn)制，但他率先系統(tǒng)提出了二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算法則，直到今天，二進(jìn)制數(shù)仍然左右著現(xiàn)代電腦的高速運(yùn)算。

帕斯卡的計(jì)算機(jī)經(jīng)由萊布尼茨的改進(jìn)之后，人們又給它裝上電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)機(jī)器工作，成為名符其實(shí)的“電動(dòng)計(jì)算機(jī)”，并且一直使用到本世紀(jì)20年代才退出舞臺(tái)。盡管帕斯卡與萊布尼茨的發(fā)明還不是現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)，但它們畢竟昭示著人類計(jì)算機(jī)史里的第一抹曙光。

要讓機(jī)器聽人類的話，按人類的意愿去計(jì)算，就要實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間的對(duì)話，或者說，要把人類的思想傳送給機(jī)器，讓機(jī)器按人的意志自動(dòng)執(zhí)行。

說來也怪，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器對(duì)話的始作俑者卻不是研制計(jì)算機(jī)的那些前輩，而是與計(jì)算機(jī)發(fā)明毫不相干的兩位法國(guó)紡織機(jī)械師。他們先后發(fā)明了一種指揮機(jī)器工作的“程序”，把思想直接“注入”到了提花編織機(jī)的針尖上。

顧名思義，提花編織機(jī)具有升降紗線的提花裝置，是一種能使綢布編織出圖案花紋的織布機(jī)器。

應(yīng)該是，提花編織機(jī)最早出現(xiàn)在中國(guó)。在我國(guó)出土的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代墓葬物品中，就有許多用彩色絲線編織的漂亮花布。據(jù)史書記載，西漢年間，鉅鹿縣紡織工匠陳寶光的妻子，能熟練地掌握提花機(jī)操作技術(shù)，?她的機(jī)器配置了120根經(jīng)線，平均60天即可織成一匹花布，每匹價(jià)值萬錢。明朝刻印的《天工開物》一書中，還赫然地印著一幅提花機(jī)的示意圖?？梢韵胂?，當(dāng)歐洲的王公貴族對(duì)從“絲綢之路”傳入的美麗綢緞贊嘆不已時(shí)，中國(guó)的提花機(jī)也必定會(huì)沿著“絲綢之路”傳入歐洲。

不過，用當(dāng)時(shí)的編織機(jī)編織圖案相當(dāng)費(fèi)事。所有的綢布都是用經(jīng)線（縱向線）和緯線（橫向線）編織而成。若要織出花樣，織工們必須細(xì)心地按照預(yù)先設(shè)計(jì)的圖案，在適當(dāng)位置“提”?起一部分經(jīng)線，?以便讓滑梭牽引著不同顏色的緯線通過。機(jī)器當(dāng)然不可能自己“想”到該在何處提線，只能靠人手“提”起一根又一根經(jīng)線，不厭其煩地重復(fù)這種操作。

1725年，法國(guó)紡織機(jī)械師布喬（B.?Bouchon）突發(fā)奇想，想出了一個(gè)“穿孔紙帶”的絕妙主意。布喬首先設(shè)法用一排編織針控制所有的經(jīng)線運(yùn)動(dòng)，然后取來一卷紙帶，根據(jù)圖案打出一排排小孔，并把它壓在編織針上。啟動(dòng)機(jī)器后，正對(duì)著小孔的編織針能穿過去鉤起經(jīng)線，其他的針則被紙帶擋住不動(dòng)。這樣一來，編織針就自動(dòng)按照預(yù)先設(shè)計(jì)的圖案去挑選經(jīng)線，布喬的“思想”于是“傳遞”給了編織機(jī)，而編織圖案的“程序”也就“儲(chǔ)存”在穿孔紙帶的小孔之中。真正成功的改進(jìn)是在80年后，另一位法國(guó)機(jī)械師杰卡德（J.Jacquard），大約在1805年完成了“自動(dòng)提花編織機(jī)”的設(shè)計(jì)制作。

那是舉世矚目的法國(guó)大革命的年代──攻打巴士底獄，推翻封建王朝，武裝保衛(wèi)巴黎，市民們高唱著“馬賽曲”，紛紛走上街頭，革命風(fēng)暴如火如荼。雖然杰卡德在1790年就基本形成了他的提花機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)想，但為了參加革命，他無暇顧及發(fā)明創(chuàng)造，也扛起來福槍，投身到里昂保衛(wèi)戰(zhàn)的行列里。直到19世紀(jì)到來之后，杰卡德的機(jī)器才得以組裝完成。

杰卡德為他的提花機(jī)增加了一種裝置，能夠同時(shí)操縱1200個(gè)編織針，控制圖案的穿孔紙帶后來也換成了穿孔卡片。據(jù)說，杰卡德編織機(jī)面世后僅25年，考文垂附近的鄉(xiāng)村里就有了600臺(tái)，?在老式蒸氣機(jī)噗嗤噗嗤的伴奏下，把穿孔卡片上的圖案變成一匹匹漂亮的花綢布。紡織工人最初強(qiáng)烈反對(duì)這架自動(dòng)化的新鮮玩意的到來，因?yàn)楹ε聶C(jī)器會(huì)搶去他們的飯碗，使他們失去工作，但因?yàn)樗鼉?yōu)越的性能，終于被人們普遍接受。1812年，僅在法國(guó)已經(jīng)裝配了萬余臺(tái)，并通過英國(guó)傳遍了西方世界，杰卡德也因此而被受予了榮譽(yù)軍團(tuán)十字勛章和金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

杰卡德提花編織機(jī)奏響了19世紀(jì)機(jī)器自動(dòng)化的序曲。在倫敦出版的《不列顛百科全書》和中國(guó)出版的《英漢科技詞匯大全》兩部書中，“JACQUARD”（杰卡德）一詞的詞條下，英語和漢語的意思居然都是“提花機(jī)”，可見，杰卡德的名字已經(jīng)與提花機(jī)融為了一體。杰卡德提花機(jī)的原理，即使到了電腦時(shí)代的今天，依然沒有更大的改動(dòng)，街頭巷尾小作坊里使用的手工絨線編織機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)仍與杰卡德編織機(jī)大體相似。

此外，杰卡德編織機(jī)“千瘡百孔”的穿孔卡片，不僅讓機(jī)器編織出絢麗多彩的圖案，而且意味著程序控制思想的萌芽，穿孔紙帶和穿孔卡片也廣泛用于早期電腦以存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。或許，我們現(xiàn)在把“程序設(shè)計(jì)”俗稱為“編程序”，就引申自編織機(jī)的“編織花布”的詞義。

今天出版的許多計(jì)算機(jī)書籍扉頁里，都登載著巴貝奇（C.?Babbage）的照片：寬闊的額，狹長(zhǎng)的嘴，銳利的目光顯得有些憤世嫉俗，堅(jiān)定的但絕非缺乏幽默的外貌，給人以一個(gè)極富深邃思想的學(xué)者形象。

巴貝奇是一位富有的銀行家的兒子，1792年出生在英格蘭西南部的托特納斯，后來繼承了相當(dāng)豐厚的遺產(chǎn)，但他把金錢都用于了科學(xué)研究。童年時(shí)代的巴貝奇顯示出極高的數(shù)學(xué)天賦，?考入劍橋大學(xué)后，他發(fā)現(xiàn)自己掌握的代數(shù)知識(shí)甚至超過了教師。畢業(yè)留校，24歲的年青人榮幸受聘擔(dān)任劍橋大學(xué)“路卡辛講座”的數(shù)學(xué)教授。這是一個(gè)很少有人能夠獲得的殊榮，牛頓的老師巴羅是第一名，牛頓是第二名。在教學(xué)之余，巴貝奇完成了大量發(fā)明創(chuàng)造，如運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)理論率先提出“一便士郵資”制度，發(fā)明了供火車使用的速度計(jì)和排障器等等。假若巴貝奇繼續(xù)在數(shù)學(xué)理論和科技發(fā)明領(lǐng)域耕耘，他本來是可以走上鮮花鋪就的坦途。然而，這位曠世奇才卻選擇了一條無人敢于攀登的崎嶇險(xiǎn)路。

事情還得從法國(guó)講起。?18世紀(jì)末，?法蘭西發(fā)起了一項(xiàng)宏大的計(jì)算工程──人工編制《數(shù)學(xué)用表》，這在沒有先進(jìn)計(jì)算工具的當(dāng)時(shí)，是件極其艱巨的工作。法國(guó)數(shù)學(xué)界調(diào)集大批數(shù)學(xué)家，組成了人工手算的流水線，算得天昏地暗，才完成了17卷大部頭書稿。即便如此，計(jì)算出的數(shù)學(xué)用表仍然存在大量錯(cuò)誤。據(jù)說有一天，巴貝奇與著名的天文學(xué)家赫舍爾湊在一起，對(duì)兩大部頭的天文數(shù)表評(píng)頭論足，翻一頁就是一個(gè)錯(cuò)，翻兩頁就有好幾處。面對(duì)錯(cuò)誤百出的數(shù)學(xué)表，巴貝奇目瞪口呆，他甚至喊出聲來：“天哪，這些計(jì)算錯(cuò)誤已經(jīng)充斥彌漫了整個(gè)宇宙！”

這件事也許就是巴貝奇萌生研制計(jì)算機(jī)構(gòu)想的起因。巴貝奇在他的自傳《一個(gè)哲學(xué)家的生命歷程》里，寫到了大約發(fā)生在1812年的一件事：“有一天晚上，我坐在劍橋大學(xué)的分析學(xué)會(huì)辦公室里，神志恍惚地低頭看著面前打開的一張對(duì)數(shù)表。一位會(huì)員走進(jìn)屋來，瞧見我的樣子，忙喊道：?喂！你夢(mèng)見什么啦？?我指著對(duì)數(shù)表回答說：?我正在考慮這些表也許能用機(jī)器來計(jì)算！?”巴貝奇的第一個(gè)目標(biāo)是制作一臺(tái)“差分機(jī)”。所謂“差分”的含義，是把函數(shù)表的復(fù)雜算式轉(zhuǎn)化為差分運(yùn)算，用簡(jiǎn)單的加法代替平方運(yùn)算。那一年，剛滿20歲的巴貝奇從法國(guó)人杰卡德發(fā)明的提花編織機(jī)上獲得了靈感，差分機(jī)設(shè)計(jì)閃爍出了程序控制的靈光──它能夠按照設(shè)計(jì)者的旨意，自動(dòng)處理不同函數(shù)的計(jì)算過程。

巴貝奇耗費(fèi)了整整十年光陰，于1822年完成了第一臺(tái)差分機(jī)，它可以處理3個(gè)不同的5位數(shù)，計(jì)算精度達(dá)到6位小數(shù)，當(dāng)即就演算出好幾種函數(shù)表。由于當(dāng)時(shí)工業(yè)技術(shù)水平極低，第一臺(tái)差分機(jī)從設(shè)計(jì)繪圖到機(jī)械零件加工，都是巴貝奇親自動(dòng)手完成。當(dāng)他看著自己的機(jī)器制作出準(zhǔn)確無誤的《數(shù)學(xué)用表》，高興地對(duì)人講：“哪怕我的機(jī)器出了故障，比如齒輪被卡住不能動(dòng)，那也毫無關(guān)系。你看，每個(gè)輪子上都有數(shù)字標(biāo)記，它不會(huì)欺騙任何人。”以后實(shí)際運(yùn)用證明，這種機(jī)器非常適合于編制航海和天文方面的數(shù)學(xué)用表。

成功的喜悅激勵(lì)著巴貝奇，他連夜奮筆上書皇家學(xué)會(huì)，要求政府資助他建造第二臺(tái)運(yùn)算精度為20位的大型差分機(jī)。英國(guó)政府看到巴貝奇的研究有利可圖，破天荒地與科學(xué)家簽訂了第一個(gè)合同，?財(cái)政部慷慨地為這臺(tái)大型差分機(jī)提供出1.7萬英鎊的資助。巴貝奇自己也貼進(jìn)去1.3萬英鎊巨款，?用以彌補(bǔ)研制經(jīng)費(fèi)的不足。在當(dāng)年，這筆款項(xiàng)的數(shù)額無異于天文數(shù)字──有資料介紹說，1831年約翰·布爾制造一臺(tái)蒸汽機(jī)車的費(fèi)用才784英磅。

然而，第二臺(tái)差分機(jī)在機(jī)械制造工廠里觸上了“暗礁”。

第二臺(tái)差分機(jī)大約有25000個(gè)零件，?主要零件的誤差不得超過每英寸千分之一，即使用現(xiàn)在的加工設(shè)備和技術(shù)，要想造出這種高精度的機(jī)械也絕非易事。巴貝奇把差分機(jī)交給了英國(guó)最著名的機(jī)械工程師約瑟夫·克萊門特所屬的工廠制造，但工程進(jìn)度十分緩慢。設(shè)計(jì)師心急火燎，從劍橋到工廠，從工廠到劍橋，一天幾個(gè)來回。他把圖紙改了又改，讓工人把零件重做一遍又一遍。年復(fù)一年，日復(fù)一日，直到又一個(gè)10年過去后，巴貝奇依然望著那些不能運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器發(fā)愁，全部零件亦只完成不足一半數(shù)量。參加試驗(yàn)的同事們?cè)僖矆?jiān)持不下去，紛紛離他而去。巴貝奇獨(dú)自苦苦支撐了第三個(gè)10年，終于感到無力回天。

那天清晨，巴貝奇走進(jìn)車間，偌大的作業(yè)場(chǎng)空無一人，只剩下滿地的滑車和齒輪，四處一片狼藉。他呆立在尚未完工的機(jī)器旁，深深地嘆了口氣。在痛苦的煎熬中，他無計(jì)可施，只得把全部設(shè)計(jì)圖紙和已完成的部分零件送進(jìn)倫敦皇家學(xué)院博物館供人觀賞。1842年，在巴貝奇的一生中是極不平常的一年。英國(guó)政府宣布斷絕對(duì)他的一切資助，連科學(xué)界的友人都用一種怪異的目光看著他。英國(guó)首相譏諷道：“這部機(jī)器的唯一用途，就是花掉大筆金錢！”同行們譏笑他是“愚笨的巴貝奇”。皇家學(xué)院的權(quán)威人士，包括著名天文學(xué)家艾瑞等人，都公開宣稱他的差分機(jī)“毫無任何價(jià)值”……

就在痛苦艱難的時(shí)刻，孤獨(dú)苦悶的巴貝奇意外地收到一封來信，寫信人不僅對(duì)他表示理解而且還希望與他共同工作。娟秀字體的簽名，表明了她不凡的身份──伯爵夫人。

接到信函后不久，巴貝奇實(shí)驗(yàn)室門口走進(jìn)來一位年輕的女士。她身披素雅的斗蓬，鬢角上斜插一朵白色的康乃馨，顯得那么典雅端莊。巴貝奇一時(shí)愣在那里，他與這位女士似曾相識(shí)，又想不起曾在何處邂逅。女士落落大方地作了自我介紹，正是那位寫信人。

“您還記得我嗎？”女士低聲問道，“十多年前，您還給我講過差分機(jī)原理?！笨吹桨拓惼婷曰蟮难凵瘢中χa(bǔ)充說：“您說我像野人見到了望遠(yuǎn)鏡。”巴貝奇恍然大悟，想起已經(jīng)十分遙遠(yuǎn)的往事。面前這位女士和那個(gè)小女孩之間，依稀還有幾分相似。原來，?伯爵夫人本名叫阿達(dá)·奧古斯塔（AdaAugusta），是英國(guó)著名詩人拜倫的獨(dú)生女。她比巴貝奇的年齡小20多歲，1815年出生。阿達(dá)自小命運(yùn)多舛，來到人世的第二年，父親拜倫因性格不合與她的母親離異，從此別離英國(guó)?？赡苁菑奈吹玫竭^父愛的緣由，小阿達(dá)沒有繼承到父親詩一般的浪漫熱情，卻繼承了母親的數(shù)學(xué)才能和毅力。

還是在阿達(dá)的少女時(shí)代，母親的一位朋友領(lǐng)著她們?nèi)⒂^巴貝奇的差分機(jī)。其他女孩子圍著差分機(jī)嘰嘰喳喳亂發(fā)議論，摸不著頭腦。只有阿達(dá)看得非常仔細(xì)，她十分理解并且深知巴貝奇這項(xiàng)發(fā)明的重大意義?；蛟S是這個(gè)小女孩特殊的氣質(zhì)，在巴貝奇的記憶里打下了較深的印記。他趕緊請(qǐng)阿達(dá)入座，并欣然同意與這位小有名氣的數(shù)學(xué)才女共同研制新的計(jì)算機(jī)器。

就這樣，在阿達(dá)27歲時(shí)，她成為巴貝奇科學(xué)研究上的合作伙伴，迷上這項(xiàng)常人不可理喻的“怪誕”研究。其時(shí)，她已經(jīng)成了家，丈夫是洛甫雷斯伯爵。按照英國(guó)的習(xí)俗，許多資料在介紹里都把她稱為“洛甫雷斯伯爵夫人”。

30年的困難和挫折并沒有使巴貝奇屈服，阿達(dá)的友情援助更堅(jiān)定了他的決心。還在大型差分機(jī)進(jìn)軍受挫的1834年，巴貝奇就已經(jīng)提出了一項(xiàng)新的更大膽的設(shè)計(jì)。他最后沖刺的目標(biāo)，不是僅僅能夠制表的差分機(jī)，而是一種通用的數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)。巴貝奇把這種新的設(shè)計(jì)叫做“分析機(jī)”?，它能夠自動(dòng)解算有100個(gè)變量的復(fù)雜算題，每個(gè)數(shù)可達(dá)25位，速度可達(dá)每秒鐘運(yùn)算一次。

今天我們?cè)倩厥卓纯窗拓惼娴脑O(shè)計(jì)，分析機(jī)的思想仍然閃爍著天才的光芒。

由于巴貝奇晚年因喉疾幾乎不能說話，介紹分析機(jī)的文字主要由阿達(dá)替他完成。阿達(dá)在一篇文章里介紹說：“這臺(tái)機(jī)器不論在可能完成的計(jì)算范圍、簡(jiǎn)便程度以及可靠性與精確度方面，或者是計(jì)算時(shí)完全不用人參與這方面，都超過了以前的機(jī)器。”巴貝奇把分析機(jī)設(shè)計(jì)得那樣精巧，?他打算用蒸汽機(jī)為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)大量的齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。巴貝奇的分析機(jī)大體上有三大部分：其一是齒輪式的“存貯庫”，巴貝奇稱它為“倉(cāng)庫”?（Store），每個(gè)齒輪可貯存10個(gè)數(shù)，齒輪組成的陣列總共能夠儲(chǔ)存1000個(gè)50位數(shù)。分析機(jī)的第二個(gè)部件是所謂“運(yùn)算室”，它被巴貝奇命名為“作坊”（Mill），其基本原理與帕斯卡的轉(zhuǎn)輪相似，用齒輪間的嚙合、旋轉(zhuǎn)、平移等方式進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算。為了加快運(yùn)算速度，他改進(jìn)了進(jìn)位裝置，使得50位數(shù)加50位數(shù)的運(yùn)算可完成于一次轉(zhuǎn)輪之中。第三部分巴貝奇沒有為它具體命名，其功能是以杰卡德穿孔卡中的“0”和“1”來控制運(yùn)算操作的順序，類似于電腦里的控制器。他甚至還考慮到如何使這臺(tái)機(jī)器處理依條件轉(zhuǎn)移的動(dòng)作，比如，第一步運(yùn)算結(jié)果若是“1”，就接著做乘法，若是“0”就進(jìn)行除法運(yùn)算。此外，巴貝奇也構(gòu)思了送入和取出數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)，以及在“倉(cāng)庫”和“作坊”之間不斷往返運(yùn)輸數(shù)據(jù)的部件。

阿達(dá)“心有靈犀一點(diǎn)通”，她非常準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)道：“分析機(jī)?編織?的代數(shù)模式同杰卡德織布機(jī)編織的花葉完全一樣”。于是，為分析機(jī)編制一批函數(shù)計(jì)算程序的重?fù)?dān)，落到了數(shù)學(xué)才女的肩頭。阿達(dá)開天辟地第一次為計(jì)算機(jī)編出了程序，其中包括計(jì)算三角函數(shù)的程序、級(jí)數(shù)相乘程序、伯努利函數(shù)程序等等。阿達(dá)編制的這些程序，即使到了今天，電腦軟件界的后輩仍然不敢輕易改動(dòng)一條指令。人們公認(rèn)她是世界上第一位軟件工程師。眾所周知，?美國(guó)國(guó)防部據(jù)說是花了250億美元和10年的光陰，把它所需要軟件的全部功能混合在一種計(jì)算機(jī)語言中，希望它能成為軍方數(shù)千種電腦的標(biāo)準(zhǔn)。1981年，這種語言被正式命名為ADA（阿達(dá)）語言，使阿達(dá)的英名流傳至今。

不過，以上講的都是后話，殊不知巴貝奇和阿達(dá)當(dāng)年處在怎樣痛苦的水深火熱之中！由于得不到任何資助，巴貝奇為把分析機(jī)的圖紙變成現(xiàn)實(shí)，耗盡了自己全部財(cái)產(chǎn)，弄得一貧如洗。他只好暫時(shí)放下手頭的活，和阿達(dá)商量設(shè)法賺一些錢，如制作什么國(guó)際象棋玩具，什么賽馬游戲機(jī)等等。為籌措科研經(jīng)費(fèi)，他們不得不“下?！备恪皠?chuàng)收”。最后，兩人陷入了惶惶不可終日的窘境。阿達(dá)忍痛兩次把丈夫家中祖?zhèn)鞯恼鋵毸瓦M(jìn)當(dāng)鋪，以維持日常開銷，而這些財(cái)寶又兩次被她母親出資贖了回來。貧困交加，無休止的腦力勞動(dòng)，使阿達(dá)的健康狀況急劇惡化。1852年，懷著對(duì)分析機(jī)成功的美好夢(mèng)想，軟件才女英年早逝，死時(shí)年僅36歲。阿達(dá)去世后，巴貝奇又默默地獨(dú)自堅(jiān)持了近20年。晚年的他已經(jīng)不能準(zhǔn)確地發(fā)音，甚至不能有條理地表達(dá)自己的意思，但是他仍然百折不撓地堅(jiān)持工作。1871年，為計(jì)算機(jī)事業(yè)貢獻(xiàn)畢生精力的先驅(qū)者巴貝奇，終于滿懷著對(duì)分析機(jī)無言的悲悵，孤獨(dú)地離開了人世。有人把他的大腦用鹽漬著保存起來，想經(jīng)過若干年后，有更先進(jìn)技術(shù)來研究他大腦保存的精神。

分析機(jī)終于沒能造出來，巴貝奇和阿達(dá)失敗了。巴貝奇和阿達(dá)的失敗是因?yàn)樗麄兛吹锰h(yuǎn)，分析機(jī)的設(shè)想超出了他們所處時(shí)代至少一個(gè)世紀(jì)！社會(huì)發(fā)展的需求和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的可能，使得他們注定要成為的悲劇人物。盡管如此，巴貝奇和阿達(dá)為電腦科學(xué)留下了一份極其珍貴的精神遺產(chǎn)，包括30種不同設(shè)計(jì)方案，近2000張組裝圖和50000張零件圖……，更包括那種在逆境中自強(qiáng)不息，為追求理想奮不顧身的拼搏精神。

巴貝奇巨星隕落后，世人已逐漸將他淡忘，20世紀(jì)已經(jīng)來臨。計(jì)算機(jī)的歷史等待著，等待著巴貝奇式的人物再世，等待著人類劃時(shí)代的壯舉。

大約在1936年，美國(guó)青年霍德華·艾肯（H.Aiken）來哈佛大學(xué)攻讀物理學(xué)博士學(xué)位。恰好在世紀(jì)之交來到人世的艾肯，屬于大器晚成的科學(xué)家。由于家庭貧困，他不得不以半工半讀的方式艱難地讀完高中。大學(xué)期間，也是一邊工作，一邊刻苦學(xué)習(xí)，直到畢業(yè)后才謀到一份工程師的工作。36歲那年，他毅然辭去收入豐厚的職務(wù)，重新走進(jìn)大學(xué)校門。由于博士論文的研究涉及到空間電荷的傳導(dǎo)理論，需要求解非常復(fù)雜的非線性微分方程，在進(jìn)行繁瑣的手工計(jì)算之余，艾肯很想發(fā)明一種機(jī)器代替人工求解的方法，幻想能有一臺(tái)計(jì)算機(jī)幫助他解決數(shù)學(xué)難題。

三年之后，正如萊布尼茨在書里“找到”帕斯卡一樣，艾肯也是在圖書館里“發(fā)現(xiàn)”的巴貝奇和阿達(dá)。巴貝奇和阿達(dá)的論文，令年輕人心搖旌動(dòng)。70多年過去后，巴貝奇仿佛還在對(duì)他娓娓而談：“任何人如果不接受我失敗的教訓(xùn)，還仍然下決心去研制一臺(tái)把數(shù)學(xué)分析的全部工作都包括在內(nèi)的機(jī)器的話，我不怕把自己的名譽(yù)交給他去作出應(yīng)有的評(píng)價(jià)，因?yàn)橹挥兴磐耆私馕夜ぷ鞯男再|(zhì)及其成果的價(jià)值”。以艾肯所處時(shí)代的科技水平，也許已經(jīng)能夠完成巴貝奇未競(jìng)的事業(yè)，造出通用計(jì)算機(jī)。為此，他寫了一篇《自動(dòng)計(jì)算機(jī)的設(shè)想》的建議書，提出要用機(jī)電方式，而不是用純機(jī)械方法來構(gòu)造新的“分析機(jī)”。然而，正在求學(xué)的讀書人根本沒有可能籌措到那么大的一筆經(jīng)費(fèi)。

取得博士學(xué)位的艾肯進(jìn)入了美國(guó)海軍軍械局。一名小小的中尉，他仍然沒有錢。“金錢不是萬能的”，但是，對(duì)于艾肯實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)夢(mèng)想來說，“沒有錢卻是萬萬不能的”，否則只會(huì)重蹈巴貝奇和阿達(dá)的復(fù)轍。

年輕的海軍中尉想到了制表機(jī)行業(yè)的IBM公司。

艾肯從他一位老師口中得知IBM董事長(zhǎng)沃森的大名，他的老師此時(shí)正在一所由IBM出資創(chuàng)辦的“哥倫比亞大學(xué)統(tǒng)計(jì)局”里任職，非常樂意為學(xué)生寫了份推薦信。艾肯連續(xù)通宵達(dá)旦地準(zhǔn)備材料，擬好了一份詳細(xì)的可行性報(bào)告，直接跑去找沃森。他聽老師講，沃森的作風(fēng)從來就是獨(dú)斷專行，不設(shè)法說服此人，研制計(jì)算機(jī)的計(jì)劃一準(zhǔn)泡湯。

IBM的總部座落在一幢古色古香的建設(shè)物里。?沃森坐在寬大的寫字臺(tái)后，一言不發(fā)聽艾肯陳述。在他的背后，是整整齊齊擺滿各種書籍的大書柜，書柜的上方貼著只有一個(gè)單詞的格言──思考（THINK），這是沃森最為推崇的行動(dòng)準(zhǔn)則。

艾肯說完了該說的話，忐忑不安地望著對(duì)面這位愛好“思考”的企業(yè)家。

“至少需要多少錢？”沃森開口詢問?！翱峙乱度霐?shù)以萬計(jì)吧”，艾肯喃喃地回答，“不過……”

沃森擺了擺手，打斷了艾肯的話頭，拿起筆來，在報(bào)告上劃了幾下。

艾肯心里一緊：“沒戲了！”出于禮貌，他還是恭敬地用雙手接過那張紙，隨即低頭一瞅，頓時(shí)喜上眉稍──沃森的大筆一揮，批給了計(jì)算機(jī)100萬美元！

有了IBM作堅(jiān)強(qiáng)后盾，?新的計(jì)算機(jī)研制工作在哈佛物理樓后的一座紅磚房里開了場(chǎng)，艾肯把它取名為“馬克1號(hào)”（MarkⅠ），又叫做“自動(dòng)序列受控計(jì)算機(jī)”。IBM又派來萊克、德菲和漢密爾頓等工程師組成攻關(guān)小組，財(cái)源充足，兵強(qiáng)馬壯。比起巴貝奇和阿達(dá)，艾肯的境況實(shí)在要幸運(yùn)得多。?IBM也因此從生產(chǎn)制表機(jī)、肉鋪磅秤、咖啡碾磨機(jī)等亂七八糟玩意的行業(yè)里，正式跨進(jìn)了計(jì)算機(jī)的“領(lǐng)地”。

艾肯設(shè)計(jì)的馬克1號(hào)已經(jīng)是一種電動(dòng)的機(jī)器，?它借助電流進(jìn)行運(yùn)算，最關(guān)鍵的部件，用的是普通電話上的繼電器。?馬克1號(hào)上大約安裝了3000個(gè)繼電器，每一個(gè)都有由彈簧支撐著的小鐵棒，?通過電磁鐵的吸引上下運(yùn)動(dòng)。吸合則接通電路，代表“1”；釋放則斷開電路，代表“0”。繼電器“開關(guān)”能在大約1/100秒的時(shí)間內(nèi)接通或是斷開電流，當(dāng)然比巴貝奇的齒輪先進(jìn)得多。

為馬克1號(hào)編制計(jì)算程序的也是一位女?dāng)?shù)學(xué)家格雷斯·霍波（G.?Hopper）。這位聲名遐邇的數(shù)學(xué)博士，1944年參加到哈佛大學(xué)計(jì)算機(jī)研究工作，她說：“我成了世界上第一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)MarkⅠ的第三名程序員?！被舨ú┦亢髞磉€為第一臺(tái)儲(chǔ)存程序的商業(yè)電子計(jì)算機(jī)UNIVAC寫過程序，又率先研制成功第一個(gè)編譯程序A-O和計(jì)算機(jī)商用語言COBOL，被公認(rèn)是計(jì)算機(jī)語言領(lǐng)域的帶頭人。有一天，她在調(diào)試程序時(shí)出現(xiàn)了故障，拆開繼電器后，發(fā)現(xiàn)有只飛蛾被夾扁在觸點(diǎn)中間，從而“卡”住了機(jī)器的運(yùn)行。于是，霍波恢諧地把程序故障統(tǒng)稱為“臭蟲”?（bug），而這一奇怪的“稱呼”，后來成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的專業(yè)行話，如DOS系統(tǒng)中的調(diào)試程序，程序名稱就叫DEBUG。

1944年2月，馬克1號(hào)計(jì)算機(jī)在哈佛大學(xué)正式運(yùn)行。從外表看，它的外殼用鋼和玻璃制成，長(zhǎng)約15米，高約2.4米，自重達(dá)到31.5噸，是個(gè)像恐龍般巨大身材的龐然大物。據(jù)說，艾肯和他的同事們，?為它裝備了15萬個(gè)元件和長(zhǎng)達(dá)800公里的電線。這臺(tái)機(jī)器能以令當(dāng)時(shí)人們吃驚的速度工作──每分鐘進(jìn)行200次以上的運(yùn)算。它可以作23位數(shù)加23位數(shù)的加法，一次僅需要0.3秒；而進(jìn)行同樣位數(shù)的乘法，則需要6秒多的時(shí)間。只是它運(yùn)行起來響聲不絕于耳，有的參觀者說：“就象是擠滿了一屋子編織絨線活的婦女”，也許你會(huì)聯(lián)想到，馬克1號(hào)計(jì)算機(jī)也與杰卡德編織機(jī)有天然的聯(lián)系。馬克1號(hào)代表著自帕斯卡以來，?人類所制造的機(jī)械計(jì)算機(jī)或電動(dòng)計(jì)算機(jī)之頂尖水平，當(dāng)時(shí)就被用來計(jì)算原子核裂變過程。它以后運(yùn)行了15年，編出的數(shù)學(xué)用表我們至今還在使用。1946年，艾肯和霍波聯(lián)袂發(fā)表文章說，這臺(tái)機(jī)器能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)人們預(yù)先選定的系列運(yùn)算，甚至可以求解微分方程。

馬克1號(hào)終于實(shí)現(xiàn)了巴貝奇的夙愿。?事隔多年后，已經(jīng)擔(dān)任大學(xué)教授的艾肯談起巴貝奇其人其事來，仍然驚嘆不已，他曾感慨地說，如果巴貝奇晚生75年，我就會(huì)失業(yè)。但是，馬克1號(hào)是早期計(jì)算機(jī)的最后代表，?從它投入運(yùn)行的那一刻開始就已經(jīng)過時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)此刻，人類社會(huì)已經(jīng)跨進(jìn)了電子的時(shí)代。

第五篇：計(jì)算機(jī)發(fā)展史簡(jiǎn)介

第一章 計(jì)算機(jī)發(fā)展史簡(jiǎn)介

一．先驅(qū)者的貢獻(xiàn)

帕斯卡（Biaise Pascal，1623~1662）

? 法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家

?19 歲受機(jī)械時(shí)鐘的啟發(fā)發(fā)明第一個(gè)齒輪式機(jī)械計(jì)算器（1642 年），只能做加、減法 巴貝奇（C.Babbage，1791～1871）

? 英國(guó)數(shù)學(xué)家

? 公認(rèn)的計(jì)算機(jī)之父 ? 研制出差分機(jī)和分析機(jī) ?提出程序控制的思想

? 提出了完整的通用計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方案，已經(jīng)有許多的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的元素在里面，最終100 年后由艾肯實(shí)現(xiàn)

愛達(dá).拜倫(Ada Augusts Lovelace，1815～1852)? 英國(guó)數(shù)學(xué)家

? 為巴貝奇的分析機(jī)編制程序

? 雖然還沒出現(xiàn)?°循環(huán)?±，?°子程序?± 的概念，但其中已經(jīng)蘊(yùn)含了現(xiàn)在程序的思想。? 被稱為世界上第一位程序員 艾肯（Howard Aiken，1900～1973)? 美國(guó)數(shù)學(xué)教授

? 制造出第一臺(tái)機(jī)電式計(jì)算機(jī)MarkI，后又制造出MarkII ?MarkI 的一些參數(shù)：

?

以機(jī)電的方法代替機(jī)械的方法實(shí)現(xiàn)分析機(jī)，1944 年完成，在哈佛大學(xué)用了15 年 ? 15.5米,高2.4米,75萬個(gè)零部件 ?

乘法速度是3 秒

圖靈(Alan Turing，1912～1954)? 英國(guó)科學(xué)家

? 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生過程中最重要的兩個(gè) 人物之一，另一個(gè)是馮.諾依曼 ? 他對(duì)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)有兩個(gè)：

?

建立圖靈機(jī)理論模型

?

提出定義機(jī)器智能的圖靈測(cè)試

馮.諾依曼(Von.Neumann,1903～1957)? 美國(guó)數(shù)學(xué)教授 ? 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父 ? 兩個(gè)方面的重要貢獻(xiàn)

?

提出了存儲(chǔ)程序的思想

? 在EDVAC設(shè)計(jì)中提出的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)框架,被稱為馮.諾依曼結(jié)構(gòu)

二．現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的誕生

? 第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)ENIAC的誕生

(Electronic Numerical Integrator And Computer)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī) ?1946 年美國(guó)制造

? 是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的里程碑，是第一臺(tái)采用電子技術(shù)的計(jì)算機(jī) ?ENIAC的性能

?

占地170平方米、重30 噸、耗電140 千瓦 ? 18000 個(gè)電子管、70000 個(gè)電阻、10000 個(gè)電容 ? 10 位數(shù)的乘法時(shí)間3 毫秒

?

與IBM 的超級(jí)計(jì)算機(jī)?°白色選擇?± 相比較

? 18000 個(gè)真空管---33 萬億個(gè)晶體管，18 億倍 ?

存儲(chǔ)容量800 字節(jié)---4 萬億字節(jié)，50 億倍 ?

計(jì)算速度5000 次/ 秒---12.3 萬億次/ 秒，25 億倍

?ENIAC的缺陷

? ENIAC 使用的是十進(jìn)制數(shù)

?

存儲(chǔ)容量很小

?

程序不是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部

?

使用的是電子管，耗電量大，性能不太穩(wěn)定，馮.諾依曼與EDVAC ? 首次設(shè)計(jì)了存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)EDVAC ?EDVAC（1952 正式投入使用）

?

人類第一臺(tái)具有內(nèi)部存儲(chǔ)程序功能 的計(jì)算機(jī) ?

采用二進(jìn)制，速度比ENIAC 快240 倍

? EDVAC奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，直到現(xiàn)在還是主流計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)

三．計(jì)算機(jī)發(fā)展史

? 計(jì)算機(jī)代的劃分（代表計(jì)算機(jī)縱向的發(fā)展）

? 第一代計(jì)算機(jī)(1946~1959)—— 電子管 5 千~4 萬（次/ 秒）

? 第二代計(jì)算機(jī)(1959~1963)—— 晶體管

幾十萬~ 百萬（次/ 秒）

? 第三代計(jì)算機(jī)(1964~1975)—— 集成電路

百萬~ 幾百萬（次/ 秒）

? 第四代計(jì)算機(jī)(1975~ 至今)—— 超大規(guī)模集成電路（VLSI）

幾百萬~ 百萬億（次/ 秒）

?第五代計(jì)算機(jī)（人工智能計(jì)算機(jī)）

? 80年代初，日本曾提出尋找一種非馮.諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)，希望計(jì)算機(jī)能理解人的自然語言，但最終失敗

?并行計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、光計(jì)算機(jī)、化學(xué)和生物計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)等等 ? 摩爾定律

?微芯片上集成的晶體管數(shù)目每12個(gè)月翻一番

?集成電路的集成度每18個(gè)月翻一番

? 如果價(jià)錢不變的話，電腦芯片的性能每隔18 個(gè)月至兩年就會(huì)翻一番

四．計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

? 微型化

? 進(jìn)一步提高集成度，利用高性能的超大規(guī)模集成電路研制質(zhì)量更加可靠、性能更加優(yōu)良、價(jià)格更加低廉、整機(jī)更加小巧的微型計(jì)算機(jī) ? 巨型化

? 高速度、海量存儲(chǔ)、強(qiáng)功能 ? 網(wǎng)絡(luò)化

? 把各自獨(dú)立的計(jì)算機(jī)用通訊線路連結(jié)起來，形成各計(jì)算機(jī)用戶之間可以相互通訊并能使用公共資源的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) ? 智能化

?讓計(jì)算機(jī)具有模擬人的感覺和思維過程的能力 ?

多媒體化

? 讓計(jì)算機(jī)除能處理數(shù)字和文字信息、三維圖形、動(dòng)畫，還可以用聽覺、觸覺、甚至嗅覺等多種媒體形式與人交換信息

總結(jié)

? 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生建立在圖靈機(jī)模型的基礎(chǔ)之上

? 艾肯和祖思的機(jī)電式計(jì)算機(jī)為后來的電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生積累了經(jīng)驗(yàn) ?ENIAC 采用了先進(jìn)的電子技術(shù)，是現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的里程碑

? 馮.諾依曼模型明確反映現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)程序工作原理以及計(jì)算機(jī)的基本體系結(jié)構(gòu)