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机算机发展史（一）1945年，由美国生产了第一台全自动电子数字计算机“埃尼阿克”(英文缩写词是ENIAC，即Electronic Numerical Integrator and Calculator，中文意思是电子数字积分器和计算器)。
它是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的。
主要发明人是电气工程师普雷斯波·埃克特(J. Prespen Eckert)和物理学家约翰·莫奇勒博士(John W. Mauchly)。
这台计算机1946年2月交付使用，共服役9年。
它采用电子管作为计算机的基本元件，每秒可进行5000次加减运算。
它使用了18000只电子管，10000只电容，7000只电阻，体积3000立方英尺，占地170平方米，重量30吨，耗电140~150千瓦，是一个名副其实的“庞然大物”。
ENIAC机的问世具有划时代的意义，表明计算机时代的到来，在以后的40多年里，计算机技术发展异常迅速，在人类科技史上还没有一种学科可以与电子计算机的发展速度相提并论。
下面介绍各代计算机的硬件结构及系统的特点：一、第一代(1946~1958)：电子管数字计算机计算机的逻辑元件采用电子管，主存储器采用汞延迟线、磁鼓、磁芯；外存储器采用磁带；软主要采用机器语言、汇编语言；应用以科学计算为主。
其特点是体积大、耗电大、可靠性差、价格昂贵、维修复杂，但它奠定了以后计算机技术的基础。
二、第二代(1958~1964)：晶体管数字计算机晶体管的发明推动了计算机的发展，逻辑元件采用了晶体管以后，计算机的体积大大缩小，耗电减少，可靠性提高，性能比第一代计算机有很大的提高。
主存储器采用磁芯，外存储器已开始使用更先进的磁盘；软件有了很大发展，出现了各种各样的高级语言及其编译程序，还出现了以批处理为主的操作系统，应用以科学计算和各种事务处理为主，并开始用于工业控制。
三、第三代(1964~1971)：集成电路数字计算机20世纪60年代，计算机的逻辑元件采用小、中规模集成电路(SSI、MSI)，计算机的体积更小型化、耗电量更少、可靠性更高，性能比第十代计算机又有了很大的提高，这时，小型机也蓬勃发展起来，应用领域日益扩大。
本资料由西北农林科技大学信息工程学院《计算机文化基础》课组收集整理1 计算机的发展与历史世界上第一台计算机是1946年问世的。
半个世纪以来，计算机获得突飞猛进的发展。
在人类科技史上还没有一种学科可以与电子计算机的发展相提并论。
人们根据计算机的性能和当时的硬件技术状况，将计算机的发展分成几个阶段，每一阶段在技术上都是一次新的突破，在性能上都是一次质的飞跃。
1.1 第一阶段电子管计算机(1946～1957年)1945年底，在美国首次研制成功人类第一台计算机，这台机器重30吨，占地面积达167平方米，加之它的工作原理，因此，人类后来的计算机并不是在这台机器的基础上发展起来的。
现代计算机理论的奠基人图灵。
美国数学家冯．诺伊曼，在他的主持下，1949年诞生了第一台存储程序的计算机，又称第一代机，这台计算机为后来的计算机发展奠定了基础。
主要特点是：(1) 采用电子管作为基本逻辑部件，体积大，耗电量大，寿命短，可靠性大，成本高。
(2) 采用电子射线管作为存储部件，容量很小，后来外存储器使用了磁鼓存储信息，扩充了容量。
(3) 输入输出装置落后，主要使用穿孔卡片，速度慢，容易出去使用十分不便。
(4)没有系统软件，只能用机器语言和汇编语言编程。
1.2 第二阶段晶体管计算机 (1958～1964年)1959年，第一台晶体管计算机问世，由此，计算机进入了第二代。
1964年，IBM第一代360系列计算机问世，这是第一代通用计算机，为研制这种计算机，IBM投资50亿美元，比二战期间美国政府投入到原子弹研究的钱(20亿美元)还要多；由此，计算机进入了第三代。
主要特点是：(1) 采用晶体管制作基本逻辑部件，体积减小，重量减轻，能耗降低，成本下降，计算机的可靠性和运算速度均得到提高。
(2) 普遍采用磁芯作为贮存器，采用磁盘/磁鼓作为外存储器。
(3) 开始有了系统软件(监控程序)，提出了操作系统概念，出现了高级语言。
1.3 第三阶段集成电路计算机 (1965～1969年)主要特点是：(1) 采用中，小规模集成电路制作各种逻辑部件，从而使计算机体积小，重量更轻，耗电更省，寿命更长，成本更低，运算速度有了更大的提高。
概述计算机的发展史计算机的发展史可以追溯到古代。
早在公元前3000年，文艺复兴时期，古代叙利亚、犹太和古埃及的数学家们就制作出一些装有珠子的周长表，运用其来解决比较复杂的运算问题。
这种计算工具数个世纪以后，在一九四五年，英国数学家威廉·沃尔夫曼创造了世界上第一台真正意义上的计算机——“解析式”.它使用一种称为“硬件”的机械设备来解决数学问题，从而成为计算机历史中最重要的一步。
1943年，美国科学家哈里·里根和托马斯·凯利发明了世界上第一台电子数字计算机“ENIAC”。
ENIAC是 Electrical Numerical Integrator and Calculator 的简称，它能够自动完成数学计算任务。
ENIAC能够实现存储位置、累加器等功能，从而极大地提高了计算机的速度和灵活性。
1947年，美国的科学家亚里士·图克尔和罗伯特·迪金森发明了世界上第一台用于存储程序的计算机——称为“拉扎特”的计算机。
这台计算机可以存储程序，从而使它们可以被重复使用，这使得计算机更加实用。
1952年，美国科学家John Mauchly和 J. Presper Eckert发明了世界上第一台大型电子数字计算机——UNIVAC I。
它有2400个晶体管，能够同时处理5000字节的数据。
它的发明极大地丰富了计算机市场，使计算机在许多领域得到了广泛的应用。
1960年代，IBM开发了第一台芯片，使得计算机变得更为小巧便携。
IBM公司还发明了第一台个人电脑——PC，并推出了财经软件、数据库软件和图形化操作系统，使得计算机在家庭和企业中得到更多的使用。
1982年，英国科学家Tim Berners-Lee发明了万维网，开创了网络时代，人们可以通过互联网在世界范围内共享信息。
从此，计算机的发展呈现出高速的发展势头，如今，计算机科学已经发展成为一个十分重要的事业。
计算机及其发展史概述人类所使用的计算工具是随着生产的发展和社会的进步，从简单到复杂、从低级到高级的发展过程，计算工具相继出现了如算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。
1946年，世界上第一台电子数字计算机（ENIAC）在美国诞生。
这台计算机共用了18000多个电于管组成，占地170m2，总重量为30t，耗电140kw，运算速度达到每秒能进行5000次加法、300次乘法。
从计算机的发展趁势看，大约2010年前美国就可以研制出千万亿次计算机。
电子计算机在短短的50多年里经过了电子管、晶体管、集成电路（IC）和超大规模集成电路（VLSI）四个阶段的发展，使计算机的体积越来越小，功能越来越强，价格越来越低，应用越来越广泛，目前正朝智能化（第五代）计算机方向发展。
从历史上看，计算工具的演化经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段，例如从"结绳记事"中的绳结到算筹、算盘计算尺、机械计算机等。
它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用，同时也启发了电子计算机的研制和设计思路。
1889年，美国科学家赫尔曼·何乐礼研制出以电力为基础的电动制表机，用以储存计算资料。
1930年，美国科学家范内瓦·布什造出世界上首台模拟电子计算机。
1946年6月美籍匈牙利科学家冯诺依曼教授发表了"电子计算机装置逻辑结构初探"的论文。
并设计出了第一台"存储程序"计算机EDVAC（埃德瓦克），即离散变量自动电子计算机（The Electronic Discrete Variable Automatic Computer）.这种结构的计算机为现代计算机体系结构奠定了基础，成为"冯诺依曼体系结构"，主要特点是：（1）采用二进制0和1直接模拟开关电路通、断两种状态，用于表示数据或计算机指令。
（2）把指令存储在计算机内部，且能自动执行指令。
[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。
第1章计算机系统概述信息化是当今社会发展的主流，信息技术是当今世界崭新的生产力，信息产业也已成为当今全球第一大产业，计算机技术则是重要支柱。
随着计算机科学技术的发展和应用，以及它对人类社会产生的巨大影响，“掌握和应用计算机”的能力已成为当今衡量个人素质高低的重要标志。
通过本章的学习，除对计算机有基本的认识外，也为后面了解计算机的相关知识打下良好基础。
1.1 计算机的基本知识1.1.1 计算机的发展历程1．第一台电子计算机第一台电子计算机于1946年2月在美国诞生，称为“埃尼阿克”（Electronic Numerical Integrator and Calculator，ENIAC），即电子数值积分计算机。
它具有计算速度快、精度高、能按给定的程序自动计算等特点。
ENIAC共用了18 000多只电子管，重量达30吨，占地170平方米，每小时耗电150千瓦，真可谓“庞然大物”，它不仅存储容量小，而且全部指令还没有存放在存储器中；它的操作相当复杂，稳定性差，它采用线路连接的方法编排程序，每次解题都要靠人工改接连线，准备时间大大超过实际计算时间。
但在当时，这台计算机的运算速度是惊人的，每秒钟能做5000次加法运算，3毫秒便可进行一次乘法运算，与手工计算相比大大加快了，60秒钟射程的导弹弹道计算时间由手工计算的20分钟缩短到30秒，它开创了计算机的新纪元，把人们从奴隶般的计算中解放出来了。
2．冯·诺依曼结构计算机针对ENIAC在存储程序方面存在的致命弱点，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（John V on Neumann）于1946年6月提出了一个“存储程序”的计算机方案。
这个方案包含三个要点：•采用二进制数的形式表示数据和指令。
•将指令和数据按执行顺序都存放在存储器中。
•由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机。
其工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”，就是通常所说的“顺序存储程序”的概念。
一、机械计算机时代的拓荒者1614: 苏格兰人John Napier (1550-1617)发表了一篇论文，其中提到他发明了一种可以计算四则运算和方根运算的精巧装置。
1623: Wilhelm Schickard (1592-1635)制作了一个能进行六位以内数加减法，并能通过铃声输出答案的"计算钟"。
通过转动齿轮来进行操作。
1625: William Oughtred (1575-1660) 发明计算尺1642: 法国数学家Pascal 在WILLIAM Oughtred计算尺的基础上将计算尺加以改进，能进行八位计算。
并且还卖出了许多，成为一种时髦的商品。
在此插入〈PASCAL像〉1668: 英国人Samuel Morl和 (1625-1695)制作了一个非十进制的加法装置，适宜计算钱币。
1671: 德国数学家Gottfried Leibniz设计了一架可以进行乘法，最终答案可以最大达到16位。
1775: 英国Charles制作成功了一台与Leibniz's 的计算机类似的机器。
但更先进一些。
1776: 德国人Mathieus Hahn成功的制作了一台乘法器。
1801: Joseph-MaireJacuard开发了一台能用穿孔卡片控制的自动织布机。
1820: 法国人Charles Xavier Thomas de Colmar (1785-1870),制作成功第一台成品计算机，非常的可靠，可以放在桌面上，在后来的90多年间一直在市场上出售。
1822: 英国人Charles Babbage (1792-1871)设计了差分机和分析机，其中设计的理论非常的超前，类似于百年后的电子计算机，特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所采用。
1832: Babbage 和Joseph Clement 制成了一个差分机的成品，开始可以进行6位数的运算。
后来发展到20位、30位，尺寸将近一个房子那么大。
结果以穿孔的形式输出。
但限于当时的制造技术，他们的设计难以制成。
1834: 斯德哥尔摩的George Scheutz用木头做了一台差分机。
1834: Babbage 设想制造一台通用的分析机，在只读存储器（穿孔卡片）中存储程序和数据，Babbage在以后的时间继续他的研究工作，并于1840年将操作数提高到了40位，并基本实现了控制中心（CPU）和存储程序的设想，而且程序可以根据条件进行跳转，能在几秒内作出一般的加法，几分钟内作出乘除法。
1842: Babbage的差分机项目因为研制费用昂贵，被政府取消。
但他自己仍花费大量的时间和精力于他的分析机研究。
1843: Scheutz和他的儿子EdvardScheutz制造了一台差分机，瑞典政府同意继续支持他们的研究工作。
1847: Babbage 花两年时间设计了一台较简易的、31位的差分机，但没有人感兴趣并支持他造出这台机器。
但后来伦敦科学博物馆用现代技术复制出这台机器后发现，它确实能准确的工作。
1848: 英国数学家George Boole创立二进制代数学。
提前差不多一个世纪为现代二进制计算机铺平了道路。
1853: 令Babbage感到高兴的是，Scheutzes制造成功了真正意义上的比例差分机，能进行15位数的运算。
象Babbage所设想的那样输出结果。
后来伦敦的Brian Donkin 又造出了更可靠的第二台。
1858: 第一台制表机被Albany的Dudley天文台买走。
第二台被英国政府买走。
但天文台并没有将其充分利用，后来被送进了博物馆。
而第二台却被幸运的使用了很长时间。
1871: Babbage 制造了分析机的部分部件和印表机。
1878: 纽约的西班牙人Ramon Verea，制造成功桌面计算器。
比前面提到的都要快。
但他对将其推向市场不感兴趣，只是想表明，西班牙人可以比美国人做的更好。
1879: 一个调查委员会开始研究分析机是否可行，最后他们的结论是：分析机根本不可能工作。
此时Babbage 已经去世了。
调查之后，人们将他的分析机彻底遗忘了。
但Howard Aiken 例外。
1885: 这时期更多的计算机涌现出来。
如美国、俄国、瑞典等。
他们开始用有槽的圆柱代替易出故障的齿轮。
1886: 芝加哥的Dorr E. Felt (1862-1930), 制造成了他的计算机。
这是第一台用按键操作的计算器，而且速度非常快，按键抬起，结果也就出来了。
1889: Felt推出桌面印表计算器。
1890: 1890美国人口普查。
1880年的普查人工用了7年的时间进行统计。
这意味着1890年的统计将会超过10年。
美国人口普查部门希望能得到一台机器帮助提高普查的效率。
Herman Hollerith，建立制表机公司的那个人，后来他的公司发展成了IBM公司。
借鉴了Babbage的发明，用穿孔卡片存储数据，并设计了机器。
结果仅仅用了6个周就得出了准确的数据（62622250人）。
Herman Hollerith大发其财。
1892: 圣多美和普林西比的William S. Burroughs (1857-1898),制作成功了一台比Felt 的功能更强的机器，真正开创了办公自动化工业。
1896: Herman Hollerith创办了IBM公司的前身。
--------------------------------------------------------------------------------19001906: Henry Babbage, Charles Babbage 的儿子，在R. W. Munro的支持下，完成了父亲设计的分析机，但也仅能证明它能工作，而没有将其作为产品推出。
二、电子计算机最初的日子里在这之前的计算机，都是基于机械运行方式，尽管有个别产品开始引入一些电学内容，却都是从属与机械的，还没有进入计算机的灵活：逻辑运算领域。
而在这之后，随着电子技术的飞速发展，计算机就开始了由机械向电子时代的过渡，电子越来越成为计算机的主体，机械越来越成为从属，二者的地位发生了变化，计算机也开始了质的转变。
下面就是这一过渡时期的主要事件：1906: 美国的Lee De Forest发明了电子管。
在这之前造出数字电子计算机是不可能的。
这为电子计算机的发展奠定了基础。
回页首--------------------------------------------------------------------------------191019201924年2月:IBM，一个具有划时代意义的公司成立。
--------------------------------------------------------------------------------19301935: IBM推出IBM 601机。
这是一台能在一秒钟算出乘法的穿孔卡片计算机。
这台机器无论在自然科学还是在商业意义上都具有重要的地位。
大约造了1500台。
1937: 英国剑桥大学的Alan M. Turing (1912-1954)出版了他的论文，并提出了被后人称之为"图灵机"的数学模型。
1937: BELL试验室的George Stibitz展示了用继电器表示二进制的装置。
尽管仅仅是个展示品，但却是第一台二进制电子计算机。
1938: Claude E. Shannon 发表了用继电器进行逻辑表示的论文。
1938: 柏林的Konrad Zuse和他的助手们完成了一个机械可编程二进制形式的计算机，其理论基础是Boolean代数。
后来命名为Z1。
它的功能比较强大，用类似电影胶片的东西作为存储介质。
可以运算七位指数和16位小数。
可以用一个键盘输入数字，用灯泡显示结果。
1939 1月1日: 加利福尼亚的David Hewlet和William Packard 在他们的车库里造出了Hewlett-Packard计算机。
名字是两人用投硬币的方式决定的。
包括两人名字的一部分。
1939年11月: 美国John V. Atanasoff和他的学生Clifford Berry 完成了一台16位的加法器，这是第一台真空管计算机。
1939: 二次世界大战的开始，军事需要大大促进了计算机技术的发展。
1939: Zuse和Schreyer 开始在他们的Z1计算机的基础上发展Z2计算机。
并用继电器改进它的存储和计算单元。
但这个项目因为Zuse服兵役被中断了一年。
1939/1940: Schreyer利用真空管完成了一个10位的加法器，并使用了氖灯做存储装置。
回页首--------------------------------------------------------------------------------19401940年1月: Bell实验室的Samuel Williams和Stibitz制造成功了一个能进行复杂运算的计算机。
大量使用了继电器，并借鉴了一些电话技术，采用了先进的编码技术。
1941夏季: Atanasoff和学生Berry完成了能解线性代数方程的计算机，取名叫"ABC"（Atanasoff-Berry Computer），用电容作存储器，用穿孔卡片作辅助存储器，那些孔实际上是"烧"上的。
时钟频率是60HZ，完成一次加法运算用时一秒。
1941年12月: 德国Zuse制作完成了Z3计算机的研制。
这是第一台可编程的电子计算机。
可处理7位指数、14位小数。
使用了大量的真空管。
每秒种能作3到4次加法运算。
一次乘法需要3到5秒。
1943: 1943年到1959年时期的计算机通常被称作第一代计算机。
使用真空管，所有的程序都是用机器码编写，使用穿孔卡片。
典型的机器就是： UNIVAC。
1943年1月: Mark I，自动顺序控制计算机在美国研制成功。
整个机器有51英尺长，重5吨，75万个零部件，使用了3304个继电器，60个开关作为机械只读存储器。
程序存储在纸带上，数据可以来自纸带或卡片阅读器。
被用来为美国海军计算弹道火力表。
1943年4月: Max Newman、Wynn-Williams和他们的研究小组研制成功"Heath Robinson"，这是一台密码破译机，严格说不是一台计算机。
但是其使用了一些逻辑部件和真空管，其光学装置每秒钟能读入2000个字符。
同样具有划时代的意义。
1943年9月 : Williams和Stibitz完成了"Relay Interpolator"，后来命名为"Model II Relay Calculator"。
