电脑的史前时代
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计算机发展简史
计算机的发展历史可以概括为以下几个阶段:
一、早期计算设备:20世纪早期,计算设备主要以机械计算器和打孔卡片机为主。
这些设备通过机械和电力完成计算任务,但速度较慢且功能有限。
二、电子管时代:1940年代至1950年代,电子管的发明使得计算机进入了电子时代。
第一台电子管计算机是美国的恩尼阿克计算机(ENIAC),它利用电子管进行计算,速度比机械设备快了许多。
三、晶体管时代:20世纪50年代末至60年代初,晶体管取代了电子管,使计算机更加小型化、稳定和高效。
这一时期,出现了很多重要的计算机,如IBM的System/360系列和DEC的PDP系列。
四、集成电路时代:20世纪60年代中期,集成电路的发明使得计算机的集成度更高。
计算机的逻辑电路和存储器等组件被集成在一个芯片上,大大提升了计算机的性能和可靠性。
五、个人计算机时代:20世纪70年代末至80年代初,个人计算机的兴起使计算机普及到了家庭和办公场所。
苹果公司的Apple II 和IBM的IBM PC等个人计算机开创了新的市场,并带动了软件和硬件产业的发展。
六、互联网时代:20世纪90年代,互联网的普及使得计算机的应用和交流更加便捷。
万维网的发明和浏览器的普及使人们可以通过网络浏览信息、进行在线交流和电子商务。
七、移动计算时代:21世纪初至今,移动计算设备如智能手机和平板电脑成为主流。
这些设备的小型化、便携性和多功能使人们可以随时随地进行计算和互联网活动。
计算机的发展史可以追溯到古代的计算工具,但现代计算机的发展主要经历了以下几个重要阶段:1. 机械计算器时代(1600年代-1940年代):从17世纪开始,人们开始设计和制造各种机械计算器,例如帕斯卡计算器和巴贝奇的分析机。
这些机械装置能够执行简单的数学运算,但操作复杂且效率有限。
2. 电子管计算机时代(1940年代-1950年代):在第二次世界大战期间,电子管被广泛应用于电子设备中,为计算机的发展提供了基础。
ENIAC是世界上第一台通用电子计算机,它使用大量的电子管进行运算,但体积庞大、散热困难且能耗高。
3. 晶体管计算机时代(1950年代-1960年代):1950年代,晶体管的发明极大地改进了计算机的性能和可靠性。
晶体管计算机更小巧、能耗较低且速度更快,例如IBM 7090和UNIVAC系列。
4. 集成电路计算机时代(1960年代-1970年代):20世纪60年代,集成电路的出现使得计算机的规模和性能得到进一步提升。
计算机变得更加紧凑、可靠且高效,DEC PDP-8和IBM System/360是当时的代表。
5. 个人计算机时代(1970年代-至今):20世纪70年代,个人计算机的出现彻底改变了计算机的使用方式。
苹果公司和微软公司等公司推出了具有图形界面的个人电脑,使得计算机普及到了家庭和办公场所。
6. 互联网时代(1990年代-至今):随着互联网的普及,计算机的应用范围不断扩大。
人们可以通过互联网进行信息交流、在线购物、远程工作等。
云计算和大数据等新技术的出现,进一步推动了计算机技术的发展和应用。
以上只是计算机发展史的简要介绍,随着科技的不断进步,计算机技术也在不断演进和创新,未来的计算机发展还将面临更多挑战和机遇。
电脑的发展历史过程名称电脑的发展历程可以追溯到17世纪,经历了从最初的机械计算机到现代电子计算机的漫长演进过程。
整个发展历史可以大致分为以下几个阶段:1. 机械计算时代(17世纪-19世纪中叶)- 1642年,布莱斯·帕斯卡发明了世界上第一台可以进行加减运算的机械计算机。
- 1671年,leibniz发明了能进行乘除运算的机械计算机。
- 1834年,查理·巴贝奇设计了分析引擎,被认为是第一台通用计算机的雏形。
2. 电子管计算时代(1930年代-1950年代)- 1936年,图灵提出"图灵机"的概念,为计算机理论奠定了基础。
- 1937年,霍华德·艾肯推出了世界上第一台电子计算机"ABC"。
- 1946年,世界上第一台通用电子计算机ENIAC诞生。
3. 晶体管时代(1950年代-1970年代)- 1958年,集成电路问世,晶体管开始取代电子管。
- 1964年,IBM公司发布了System/360系列主机。
4. 微处理器时代(1970年代至今)- 1971年,英特尔公司推出了世界第一款微处理器4004。
- 1977年,Apple II成为首款真正意义上的个人电脑。
- 1981年,IBM推出了其首款个人电脑。
- 20世纪80年代中期,个人电脑开始走向普及。
5. 互联网时代(1990年代至今)- 万维网的发明和互联网的兴起,极大推动了计算机的发展。
- 云计算、大数据、人工智能等新技术不断涌现和应用。
电脑的发展历程反映了人类追求卓越、不懈努力的智慧结晶,为我们的生活带来了翻天覆地的变化。
未来,计算机技术必将继续突飞猛进,开辟更加广阔的发展空间。
计算机的产生和发展史计算机是现代社会中不可或缺的重要工具,它的产生和发展可以追溯到人类历史中的多个阶段。
本文将从早期计算设备的诞生开始,逐步介绍计算机的演进过程,以及计算机在不同领域的广泛应用。
1. 早期计算设备的诞生早在公元前3000年左右,古代人类就开始使用一些原始的计算工具,比如使用算筹(一种木质或骨质制成的计算工具)进行简单的计算。
这些工具虽然原始,但是为后来计算机的发展奠定了基础。
2. 第一台电子计算机的问世20世纪早期,随着电子技术的进步,第一台真正意义上的电子计算机诞生了。
这台计算机名为ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer),于1946年在美国诺贝尔奖得主冯·诺依曼的领导下完成。
ENIAC计算机使用了大量的真空管和电子元件,体积巨大且能产生大量热量。
然而,ENIAC的问世标志着计算机行业的开端,也成为了后来计算机技术发展的基石。
3. 计算机技术的快速发展自ENIAC问世以来,计算机技术取得了长足的发展。
在1950年代,晶体管的发明使得计算机体积进一步缩小,并大幅提高了计算速度和稳定性。
1954年,IBM公司推出了第一台商用计算机IBM 650,标志着计算机从科研领域逐渐进入商业化应用阶段。
20世纪60年代,集成电路的发明进一步推动了计算机技术的发展。
集成电路将多个电子元件集成到一个芯片上,使得计算机的体积继续缩小,性能不断提升。
1969年,美国的ARPANET项目成功连接了四个计算机节点,实现了互联网的雏形,为后来的互联网时代埋下了伏笔。
4. 个人计算机的普及20世纪70年代,个人计算机开始普及。
1975年,美国的微软公司推出了第一个基于微处理器的个人计算机Altair 8800。
此后,微处理器技术的发展使得计算机的价格进一步降低,性能也得到了提高。
1981年,IBM推出了第一台IBM PC个人计算机,进一步推动了个人计算机的普及。
[史前时代:1623——1895]1623年:德国科学家契克卡德(W. Schickard)制造了人类有史以来第一台机械计算机,这台机器能够进行六位数的加减乘除运算。
1642年:法国科学家帕斯卡(B.Pascal)发明了著名的帕斯卡机械计算机,首次确立了计算机器的概念。
1674年:莱布尼茨改进了帕斯卡的计算机,使之成为一种能够进行连续运算的机器,并且提出了“二进制”数的概念。
(据说这个概念来源于中国的八卦)1725年:法国纺织机械师布乔(B.•Bouchon)发明了“穿孔纸带”的构想。
1805年:法国机械师杰卡德(J.Jacquard)根据布乔“穿孔纸带”的构想完成了“自动提花编织机”的设计制作,在后来电子计算机开始发展的最初几年中,在多款著名计算机中我们均能找到自动提花机的身影。
1822年:英国科学家巴贝奇(C.•Babbage)制造出了第一台差分机,它可以处理3个不同的5位数,计算精度达到6位小数。
1834 年:巴贝奇提出了分析机的概念,机器共分为三个部分:堆栈,运算器,控制器。
他的助手,英国著名诗人拜伦的独生女阿达.奥古斯塔(Ada Augusta)为分析机编制了人类历史上第一批计算机程序。
阿达和巴贝奇为计算机的发展创造了不朽的功勋,他们对计算机的预见起码超前了一个世纪以上,正是他们的辛勤努力,为后来计算机的出现奠定了坚实的基础。
1847年:英国数学家布尔(G.Boole)发表著作《逻辑的数学分析》。
1854年:布尔发表《思维规律的研究——逻辑与概率的数学理论基础》,并综合自己的另一篇文章《逻辑的数学分析》,从而创立了一门全新的学科-布尔代数,为百年后出现的数字计算机的开关电路设计提供了重要的数学方法和理论基础。
1868年:美国新闻工作者克里斯托夫.肖尔斯(C.Sholes)发明了沿用至今的QWERTY键盘。
1873年:美国人鲍德温(F. Baldwin)利用自己过去发明的齿数可变齿轮制造了第一台手摇式计算机。
计算机的发展历史整理计算机技术的发展给人类的生活带来了巨大的改变,我们现在几乎无法想象一个没有计算机的世界。
然而,计算机的发展并非一蹴而就,经历了漫长的历史过程。
本文将对计算机的发展历史进行整理和回顾。
一、早期计算设备的雏形早在公元前3000年左右,人类就开始借助各种工具进行计算。
最早的计算工具之一是“计数棒”,它是一种使用刻度作为记数标记的简单工具。
这些古代计算工具的出现标志着人类对于计算需求的认识和满足。
随着时间的推移和科技的进步,人们开始采用更复杂的计算设备。
二、第一台计算机的诞生1946年,世界上诞生了第一台电子通用计算机——ENIAC。
这个巨大的机器占据了一个整个房间,并且需要大量的电力来运行。
ENIAC的出现标志着计算机的电子化时代的来临,它可以执行复杂的计算和处理任务,但是操作起来非常复杂,需要大量的人工调整和维护。
三、存储器的发展随着计算机技术的进步,早期的计算机主要采用的是电子管作为存储器件。
然而,电子管存在体积大、功耗高等问题,限制了计算机的发展。
在20世纪50年代后期,晶体管的发明引领了计算机存储器技术的革新。
晶体管小巧而可靠,使得计算机变得更加紧凑和高效。
四、集成电路的应用随着电子技术的不断发展,集成电路的应用成为计算机发展的重要里程碑。
集成电路将数百个晶体管、电阻、电容等元件集成在一块硅片上,大大提高了计算机的性能和可靠性。
20世纪60年代后期,集成电路的出现使得计算机逐渐走向了商业化和大规模应用。
五、个人计算机的普及在20世纪70年代,个人计算机(PC)的出现彻底改变了计算机的格局。
比尔·盖茨和保罗·艾伦共同创立的微软公司于1975年发布了第一款商用个人计算机。
这种小型而便携的计算机成为人们日常生活中不可或缺的工具,催生了计算机的普及和大众化。
六、互联网的崛起上世纪90年代,互联网的广泛应用使得计算机走入了全球化的时代。
人们可以通过互联网在世界范围内进行信息交流、学习和娱乐。
电脑的史前时代作者:余风来源:《大众科学》2014年第12期如果把1946年世界上第一台电子计算机的出现,视为“计算机元年”的话,那么,此前的2000余年,可以称为计算机的“史前时代”。
在这漫长的时光中,算筹、算盘、加法机、差分机等的出现,见证着人类追求精确快速计算的一次又一次尝试。
石头和绳子美国小说家西德尼·谢尔顿的畅销小说《假如明天来临》中,巧舌如簧的骗子杰夫向人们兜售一种“袖珍计算机”,说它价格低廉、绝无故障、节约能源且10年内无需任何保养。
当购买者打开包装盒后,却发现它其实就是中国的算盘。
实际上,算盘虽然不是计算机,却算得上是计算机的“祖先”--它是世界上最古老的计算工具之一。
比算盘更古老的计算工具,是石头和绳子。
远古时期遗留下来的一些壁画显示,在文字尚未出现以前,人们常常用石头或绳子来计算捕获的猎物。
《易经》中也说:“上古结绳而治,后世圣人易之以书契。
”据说,公元前514年,波斯王大流士在远征塞西亚时,给了他的指挥官们一根打了60个结的绳子,并夸口说,从出征的那天起,让他们每天解开绳子上的一个结,到解完最后一个结的那天,就能够凯旋而归。
结果,这场战争打了两年也没能取胜。
从算筹到算盘继石头和绳子之后,人们发明出一种更先进的计算工具--算筹。
算筹又称算子,起源于中国的商代,是一种十进制计算工具,通过移动一根根长短粗细相同的竹制、木制或骨制小棍子来进行计算。
它不仅可以计数,而且能做加、减、乘、除等运算。
南北朝时期的数学家祖冲之正是利用算筹,算出了圆周率小数点后的第6位,比法国数学家韦达的相同成就早了1100多年。
中国的十进位制算筹记数法是一个伟大且领先世界的创造--同一时期,古罗马只有数字系统(7个基本数字符号)却没有位值制;古玛雅人的位值制是20进位;古巴比伦人用的则是60进位。
继算筹之后,中国古代在计算工具领域的另一项重大发明是珠算盘。
相传其雏形最早可追溯到公元前600年的春秋时期,据说当时已出现了“算板”:将10个算珠串成一组,一组组排列好放入框内,然后拨动算珠进行计算。
但珠算盘的最早文字记载,直到汉代才出现在徐岳的《数术记遗》一书中。
明代时,珠算盘已经与现代算盘基本相同--有13根竖轴,每根上部有2颗珠子,下部有5颗珠子,中间以横梁隔开,通过“口诀”进行运算。
由于珠算盘具有“随手拨珠便成答数”的优点,运算起来要比算筹快得多,因此很快就流行起来并传入日本、朝鲜、越南、泰国以及欧洲的一些国家,受到世界各地人们的喜爱。
格子算法与纳皮尔算筹15世纪中叶,意大利数学家帕乔利在《算术、几何及比例性质摘要》一书中介绍的一种计算乘法的方式--格子算法。
相传,这种方法最早记载在1150年成书的印度数学家婆什迦罗的《丽罗娃提》一书中,12世纪后广泛流传于阿拉伯地区,后传入欧洲并广为流行。
格子算法的原理,是通过加法操作来完成乘法计算。
例如计算357×46时,先画一个矩形,把它分成3×2的小格,在小格边上依次写下乘数、被乘数的各位数字,再用对角线把小格一分为二,分别记录上述各位数字相应乘积的十位数与个位数,把这些乘积由右到左,沿斜线方向相加,相加满十时向前进一。
这样,最后得到的结果便是:357×46=16422。
1612年,英国数学家纳皮尔根据格子算法的原理,将格子和数字刻在“筹”(长条竹片或木片)上,发明出纳皮尔算筹。
两年后,他进一步提出对数的概念。
此后,牛津大学的埃德蒙·甘特发明出一种使用单个对数刻度的计算尺。
“机械化”对数计算尺问世1630年,英国牧师、数学家、乘法符号“×”的发明者奥特雷德发明出圆算尺,1632年,他组合两把甘特式计算尺,制造出世界上第一把“机械化”对数计算尺。
到了18世纪,这种计算尺逐渐被改良成圆柱型对数计算尺并成为工程师们的至爱。
18世纪末,蒸汽机的发明者瓦特在对数计算尺的尺座上添置了一个滑标,用来贮存计算的中间结果。
对数计算尺不仅能做加、减、乘、除、乘方、开方运算,还能计算三角函数、指数函数和对数函数,因此一直被使用到20世纪70年代袖珍电子计算器问世为止。
著名物理学家费米就曾经为他的学生李政道制作过一把两米长的计算尺,用来计算太阳中心温度,这大概是史上最长的计算尺了。
被历史埋没的契克卡德17世纪,随着航海、天文学等的蓬勃发展,人们迫切需要新的计算工具和计算方式。
据说,1623年,德国图宾根大学教授契克卡德曾为著名天文学家开普勒制作了两台机械计算机。
这种计算机能做6位数的加减法,机器上部附加了一套圆柱型“纳皮尔算筹”,因此也能进行乘除运算。
此外,它或许还设置了某种“溢出”响铃装置。
可惜,这两台计算机后来不知下落。
直到300多年后的1960年,契克卡德家乡的人根据他当年手书的示意图仿制出这种计算机后,这位被历史埋没的计算机先驱才得以闻名于世。
第一台机械计算机诞生现在普遍认为,历史上第一台机械计算机是法国著名科学家布莱斯·帕斯卡发明的。
1639年,帕斯卡的父亲受命出任诺曼底省监察官,负责征收税款。
年仅16岁的帕斯卡看着父亲费力地计算税率、税款,就萌发了要为父亲制作一台计算机的想法。
此后,他先后做出2个不同的模型。
1642年,帕斯卡的第3个模型--加法器终于制作成功,这一年,他刚满19岁。
帕斯卡加法器是利用齿轮传动原理,通过手工操作来实现加、减运算的。
其外壳用黄铜制作,机器内部装有一组轮子,每个轮子上刻着从0到9的10个数字。
当两数相加时,先在轮子上拨出一个数,再在相应的轮子上转动出第二个数,最后就能自动得出两数之和。
如果某一位上两个数字之和超过了10,加法机就会自动通过齿轮进位。
加法器的问世意义重大--它意味着人们可以利用机械工具来模拟人的思维活动。
受到加法器的启发,1673年,德国数学家莱布尼茨发明出一种更先进的乘法器。
他在加法器的基础上增设了步进轮,可以连续重复地做加减法,然后通过转动手柄,将这种重复加减转变为乘除运算。
莱布尼茨还从中国“易图”(八卦)中得到启发,提出二进制也许更适合机械进行数学运算,从此奠定了现代计算机科学的理论基础。
可编程织布机和制表机问世莱布尼茨乘法器问世半个世纪后,1725年,法国纺织机械师布乔提出“穿孔纸卡”的概念。
1805年,法国纺织机械师杰卡德发明出可编程织布机,通过读取穿孔纸卡上的编码信息来自动控制织布机的编织图案。
受可编程织布机的启发,1888年,美国人口普查局的统计学家霍列瑞斯博士使用穿孔卡片成功制成一台机电式自动制表机。
这种制表机在此后的历次美国人口普查中均获得巨大成功。
值得一提的是,霍列瑞斯制表机第一次把数据转变成二进制信息。
在此后的计算机系统里,用穿孔卡片输入数据的方法一直沿用到20世纪70年代。
杰卡德和霍列瑞斯分别开创了程序设计和数据处理的先河,这二者构成了后来计算机“软件”的雏形。
超越时代的巴贝奇差分机杰卡德之后,英国数学家、天才发明家查尔斯·巴贝奇利用可编程织布机的原理,耗费10年潜心研究,终于在1822年发明出历史上第一台可编程计算机--差分机。
这台差分机由堆栈、控制器和运算器三部分组成,几乎是现代计算机的简化版本,它拥有1000个50位数的堆栈、以二进制码为基础的控制器和复杂的计算条件跳转结构。
可处理3个不同的5位数,计算精度达到6位小数。
差分机的程序,是由数学家爱达·奥古斯塔(英国著名诗人拜伦的女儿)设计完成的。
她先后编写了三角函数程序、级数相乘程序、伯努利函数程序等一大批沿用至今的数学算法代码。
1981年,美国国防部将一种计算机语言命名为爱达语言,以纪念“世界上第一位软件工程师”。
后来,巴贝奇和爱达提出改良差分机的设想,希望使它能自动解算有100个变量的复杂算题,每个数可达25位,速度达到每秒钟运算1次。
为此,巴贝奇提出了20种不同的设计方案,绘制了近2000张组装图和50000张零件图。
但是,巴贝奇和爱达的想法太过超前,由于制造工艺的限制,加之经费上的困难,他们付出一生的努力也没能实现这一设想。
100多年后,伦敦科学博物馆按照巴贝奇的图纸,花了整整17年,终于在2002年成功仿制出这种改良版差分机。
马克1号问世美国哈佛大学数学教授霍华得·艾肯在读过巴贝奇和爱达的笔记后,被他们的远见卓识所震惊,进而提出用机电而不是纯机械的方法来实现差分机。
1944年2月,在IBM公司的赞助下,艾肯成功研制出一台全自动化程序控制计算机--马克1号。
马克1号由开关、继电器、转轴以及离合器构成,借助电流进行运算。
它装备了15万个元件和长达800公里的电线,重达31.5吨。
其关键部件为3000个继电器,每个继电器上都有用弹簧支撑的小铁棒,通过电磁铁的吸引上下运动。
吸合则接通电路,代表“1”;释放则断开电路,代表“0”。
马克1号可储存72组数据,每组数据有23位十进制数字,每分钟可进行200次以上的运算,每秒可运算3次加法或减法。
计算一个乘法则需6秒,除法需15.3秒。
此外,它甚至可以求解微分方程。
马克1号代表了机械计算机或电动计算机的顶尖水平,一经问世便被用来计算原子核裂变过程。
之后,它又运行了15年,编出的数学用表人们至今还在使用。
但它从投入运行的那一刻起,其实就已经过时了,因为此时,人类社会已经大踏步跨进了电子计算机时代。
(责任编辑/清扬)。