算盘被认为是最早的计算工具,一直使用至今

早在公元前5世纪,国人就发明了算盘,并将其广泛应用于商业贸易中。算盘也被认为是最早的计算工具,一直使用至今。

算 盘

计算设备有了第二次重要的进步是在17世纪。1642年,法国人Blaise M Pascal发明了自动进位加法器,称为Pascalene。1694年,德国数学家Gottfried Wilhemvon Leibniz改进了Pascaline,使之可以计算乘法。后来,法国人Charles Xavier Thomas De Colmar发明了可以进行四则运算的计算器。

现代计算机的真正起源来自英国数学教授Charles Babbage。Charles Babbage发现通常的计算设备中有许多错误,在剑桥学习时,他认为可以利用蒸汽机进行运算。起先他设计差分机用于计算导航表,后来,他发现差分机只是专门用途的机器,于是放弃了原来的研究,开始设计包含现代计算机基本组成部分的分析机。

Babbage的蒸汽动力计算机虽然最终没有完成,以今天的标准看也是非常原始的,然而,它勾画出现代通用计算机的基本功能部分,在概念上是一个突破。

在接下来的若干年中,许多工程师在另一些方面取得了重要的进步。美国人Herman Hollerith(1860~1929),根据提花织布机的原理发明了穿孔片计算机,并带入商业领域建立公司。

到目前为止,计算机的发展共经历了四个时代。

第一代电子管计算机(1945~1956)

世界上第一台大型计算机ENIAC

在第二次世界大战中,美国政府寻求计算机以开发潜在的战略价值。这促进了计算机的研究与发展。1944年霍华德·艾肯(1900~1973)研制出全电子计算器,为美国海军绘制弹道图。这台简称MarkⅠ的机器有半个足球场大,内含500英里的电线,使用电磁信号来移动机械部件,速度很慢(3~5秒一次计算)并且适应性很差,只用于专门领域,但是,它既可以执行基本算术运算也可以运算复杂的等式。

40年代中期,冯·诺依曼(1903~1957)参加了宾夕法尼亚大学的小组,1945年设计电子离散可变自动计算机EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer),将程序和数据以相同的格式一起储存在存储器中。这使得计算机可以在任意点暂停或继续工作,机器结构的关键部分是中央处理器,它使计算机所有功能通过单一的资源统一起来。

1946年2月14日,标志现代计算机诞生的ENIAC(The Electronic Numerical Integrator And Computer)在费城公诸于世。ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑,它通过不同部分之间的重新接线编程,还拥有并行计算能力。ENIAC由美国政府和宾夕法尼亚大学合作开发,使用了18000个电子管,70000个电阻器,有500万个焊接点,耗电160千瓦,其运算速度比MarkⅠ快1000倍,ENIAC是第一台普通用途计算机。

第二代晶体管计算机(1957~1964)

第二代晶体管计算机

1948年,晶体管发明代替了体积庞大电子管,电子设备的体积不断减小。1956年,晶体管在计算机中使用,晶体管和磁芯存储器导致了第二代计算机的产生。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。1960年,出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。第二代计算机用晶体管代替电子管,还有现代计算机的一些部件:打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。计算机中存储的程序使得计算机有很好的适应性,可以更有效地用于商业用途。在这一时期出现了更高级的COBOL和FORTRAN等语言,使计算机编程更容易。新的职业(程序员、分析员和计算机系统专家)和整个软件产业由此诞生。

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