计算机历史

心理学哲学批判性思维

2017-12-15

计算机于1946年问世，有人说是由于战争的需要而产生的，我们认为计算机产生的根本动力是人们为创造更多的物质财富，是为了把人的大脑延伸，让人的潜力得到更大的发展。正如汽车的发明是使人的双腿延伸一样，计算机的发明事实上是对人脑智力的继承和延伸。近１０年来，计算机的应用日益深入到社会的各个领域，如管理、办公自动化等。由于计算机的日益向智能化发展，于是人们干脆把微型计算机称之为“电脑”了。计算机产生的动力是人们想发明一种能进行科学计算的机器，因此称之为计算机。它一诞生，就立即成了先进生产力的代表，掀开自工业革命后的又一场新的科学技术革命。要追溯计算机的发明，可以由中国古时开始说起，古时人类发明算盘去处理一些数据，利用拨弄算珠的方法，人们无需进行心算,通过固定的口诀就可以将答案计算出来。这种被称为“计算与逻辑运算”的运作概念传入西方后，被美国人加以发扬光大。直到十六世纪,发明了一部可协助处理乘数等较为复杂数学算式的机械，被称为“棋盘计算器”，但这时期只属于纯计算的阶段,要到十九世纪才有急速的发展。

1946年，在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台电子计算机ENIAC（electronic numerical integrator and computer）。它使用了18 800多个电子管和1500多个继电器，重达30t，占地150，耗电150kW，每秒可以完成5000次加法运算。从此以后，电子计算机为世人瞩目，而且对它寄予了无限的厚望。

自从第一台电子计算机问世以来，计算机科学和技术获得了日新月异的飞速发展。计算机的发展大致经历了四代：

**第一代为电子管计算机时代。**发展年代为1946—1958年。这一代计算机的主要逻辑元件采用电子管，存储器采用磁芯和磁鼓，软件主要使用机器语言。在此期间，形成了电子管计算机体系，确定了程序设计的基本方法，数据处理机（指专门用于数据处理的计算机）开始得到应用。计算机的运算速度一般为每秒几千至几万次，体积庞大，成本很高。虽然它的体积、速度、软件等各方面都不能与今天的微型计算机相比，但它却奠定了计算机科学和技术的发展基础。这一代计算机主要应用于科学计算。

**第二代为晶体管计算机时代。**发展年代为1958—1965年。这一代计算机的主要逻辑元件为晶体管，主存储器仍用磁芯，外存储器已开始使用磁盘，软件也有较大发展，出现了各种高级语言。在此期间，计算机的可靠性和速度均得到提高。速度一般为每秒几万次至几十万次，体积缩小，成本降低。工业控制机（指专门用于工业生产过程控制的计算机）开始出现并得到应用。这一代计算机除用于科学计算外，也开始应用于各种事务的数据处理、工业控制等领域。

**第三代为集成电路计算机时代。**发展年代为1965—1971年。这一代计算机的主要逻辑元件采用中小规模集成电路。在此期间，计算机的可靠性和速度都有了进一步的提高，速度一般为每秒几十万至几百万次，体积进一步缩小，成本进一步降低。小型计算机（指规模小，结构简单，操作方便的计算机）开始出现并迅速发展，操作系统、会话式高级语言等软件发展迅速。机种多样化，生产系列化，结构积木化，使用系统化，是这一阶段计算机发展的主要特点。

**第四代为大规模集成电路计算机时代。**发展年代为1971年至今。这一代计算机采用大规模集成电路LSI（large scale integrator），指在单个硅片上集成1000～2000个晶体管）或超大规模集成电路VLSI（very large scale integrator，指在单个硅片上集成6万～10万个晶体管）。由于LSI, VLSI的体积小，耗电少，可靠性高，因而使这一阶段的计算机体积更小，可靠性和运算速度更高，成本更低。计算机的速度可达每秒运算几千万至上亿次。同时，全套电路只集中在一块硅片上的微型计算机已开始出现，相继出现了广泛使用的单板机、单片机和各种型号的个人计算机。同时，以并行处理为特征的用于科学计算和尖端技术中的巨型机也得到了发展，由若干台计算机组成的计算机网络也已开始实际使用。

目前，电子计算机正在向着人工智能化方向发展，人工智能是综合了计算机科学与控制论而发展的一门新技术。它能模拟人的智能，如识别图形、语言、物体等。它将对社会的发展带来不可估量的影响。电子计算机的发展概况见表1.1。

计算机历史博物馆（Computer History Museum），成立于1996年，位于硅谷,是一个非赢利机构，得到了诸多巨头、先锋们的支持。诸多计算机历史上独一无二的原始机器和模型汇聚于此，构建出一个独特的世界。据不完全统计，该博物馆目前已经收藏超过3500多件“史前古玩物”（当然是对计算机历史而言），3000多卷胶卷和录像带，5000多幅照片和3,500余本归类目录。

计算器是最早的计算工具，在计算机没有制造出来时。早期的计算器为纯手动式，如算盘、算筹等。算盘通常是以滑动的珠子制成。在西方，算盘在印度阿拉伯数字流行前使用了数个世纪，且在近代中国的记帐与商务上仍广泛使用。后来出现机械计算器。

17世纪初，西方国家的计算工具有了较大的发展，英国数学家纳皮尔发明的"纳皮尔算筹"。

1623年，来自荷兰的计算器。

计圆柱型对数算尺被后来英国牧师奥却德发明了，这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算，甚至可以计算三角函数，指数函数和对数函数，这些计算工具不仅带动了计算器的发展，也为现代计算器发展奠定了良好的基础，成为现代社会应用广泛的计算工具。

穿孔卡是早期计算机输入信息的设备，通常可以储存80列数据。它是一种很薄的纸片，面积为190×84毫米。美国人哈雷里斯利用卡片穿孔，开发了卡片制表系统，这一系统被认为是现代计算机的雏形。1911年，哈雷里斯将这项专利卖给了另外一家公司，13年后这家公司更名为国际商业机器公司，也就是现在的IBM。

模拟计算机是用电流、电压等连续变化的物理量直接进行运算的计算机。使用模拟计算机的主要目的，不在于获得数学问题的精确解，而在于给出一个可供进行实验研究的电子模型。

第一台大型自动数字计算机Mark Ⅰ20世纪四十年代，霍华德·艾肯（Howard Hathaway Aiken)成功地研制出世界上第一台大型自动数字计算机Mark Ⅰ,IBM公司将它命名为ASCC即Automatic Sequence Controlled Calculator。

早期计算机公司，IBM 1401演示实验室IBM的1401数据处理系统转换的数据处理，并成为有史以来最流行的计算机之一。在时间旅行回到1959年，体验商务计算机中心的景象和声音。这个展览将重新创建从上世纪60年代，包括工作keypunches，打印机，读卡器，分拣机和磁带驱动器工作中型电脑操作。

**即时运算（Real-time computing）**也称为实时计算，是电脑科学中对受到“即时约束”的电脑硬件和电脑软件系统的研究，即时约束像是从事件发生到系统回应之间的最长时间限制。即时程序必须保证在严格的时间限制内响应。通常即时回应时间会是以毫秒为单位，也有时是以微秒为单位。相比之下，非即时系统是一种无法保证在任何条件下，回应时间均符合实时约束限制的系统。

大型机ENIAC在20世纪40年代，由于当时进行的二战急需高速准确的计算工具，来解决弹道计算问题，在美国陆军部的主持下，美国宾夕法尼亚大学莫尔学院的莫克利、艾克特等人于1945年年底设计制造了世界上第一台电子计算机ENIAC，并为美国军方使用。

内存与存储

软件剧场

巨型计算机ENIAC（中文名：埃尼阿克）计算器使用了17840支电子管，大小为80英尺×8英尺，重达28t（吨），功耗为170kW，其运算速度为每秒5000次的加法运算，造价约为487000美元。ENIAC的问世具有划时代的意义，表明电子计算机时代的到来。

微型计算机50年代后期，随着晶体管技术的成熟，各个计算机制造公司开始纷纷淘汰电子管，大量地生产各种型号的晶体管计算机，即第二代电子计算机.

数字逻辑1964年，IBM公司成功地研制出大型集成电路通用计算机IBM360，拉开了第三代集成电路计算机的序幕，IBM360计算机推出的系列化、通用性和标准化极大地影响了世界各国计算机工业的发展，成为计算机产业发展史上的一个重要里程碑。

人工智能与机器人随着计算机发展起来的要数近年来超级火爆的人工智能和机器人。1910年捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说中，根据Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Robotnik（波兰文，原意为“工人”），创造出“机器人”这个词。这里有太多机器人了，LEO君就不一一介绍了。

电子动画、音乐、艺术我们在电影院所看到的大片《侏罗纪公园》、《泰坦尼克号》等超酷效果，和诸多动画都得益于计算机的发展！

存储与读取大规模、超大规模的半导体集成电路的发展，使电子计算机在速度上不断地提高，体积不断地缩小、价格逐年地下降。随着电子计算机硬件技术进一步成熟，速度越来越快、通用性越来越好的计算机在各个行业被广泛应用。

电子游戏来到了最令人兴奋的电子游戏区！在这里，可以回顾一下那些年我们一起玩过的游戏，看到小霸王学习机，不禁勾起了儿时满满的回忆！

私人电脑对于数百万电游玩家而言，个人电脑现在首先是将他们与虚幻世界相联系的一个平台。这个世界充斥着来自世界各地的对手和盟友。

移动计算机移动计算是随着移动通信、互联网、数据库、分布式计算等技术的发展而兴起的新技术。移动计算技术将使计算机或其它信息智能终端设备在无线环境下实现数据传输及资源共享。它的作用是将有用、准确、及时的信息提供给任何时间、任何地点的任何客户。这将极大地改变人们的生活方式和工作方式。在这个技术下诞生了我们现在生活中不可缺少的移动手机。

2007年第一代iPhone面市计算机历史

云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源，是继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。

分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）、热备份冗余（High Available）等传统计算机和网络技术发展相互融合产生了云计算。