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计算机的历史，你可知道？

article 2024/9/27 19:17:41

一、说明

对于计算机的历史，你知道多少？本篇文章针对人类几个世纪对计算机的追求和探索进行跟踪，真实反映对计算机这种发明的前仆后继的艰辛探索。期望读者对这一段历史能做出j全面真实的理解。

二、计算机历史

当我们研究计算和计算机的诸多方面时，了解计算机的历史很重要。查尔斯·巴贝奇设计了一台分析机，它是一台通用计算机。它帮助我们了解技术的发展和进步。它也是竞争性考试和银行考试的重要主题。

2.1 什么是计算机？

计算机是一种收集信息、存储信息、根据用户指令处理信息并返回结果的电子机器。
计算机是一种可编程的电子设备，它使用用户提供的一组指令自动执行算术和逻辑运算。

2.2 早期的计算设备

在计算机发明之前，人们使用棍棒、石头和骨头作为计数工具。随着技术的进步和人类智力的提高，越来越多的计算设备被生产出来。让我们来看看人类使用的几种早期计算设备。

算盘
算盘是中国人在大约 4000 年前发明的。算盘是一种木制架子，架子上装有金属棒，上面挂着珠子。算盘操作员根据一定的指导方针移动珠子来完成算术计算。
纳皮尔的骨头
约翰·纳皮尔发明了纳皮尔骨头，这是一种手动操作的计算装置。为了进行计算，该仪器使用 9 个单独的象牙条（骨头），上面标有数字，用于乘法和除法。它也是第一台使用小数点系统进行计算的机器。
帕斯卡林
帕斯卡计算器是法国数学家和哲学家 Biaise Pascal 于 1642 年发明的。它被认为是第一台机械自动化计算器。它是一个装有齿轮和轮子的木盒。
阶梯式计算器或莱布尼茨轮
1673 年，德国数学家兼哲学家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨改进了帕斯卡的发明，发明了这种装置。这是一种数字机械计算器，由于使用凹槽鼓代替齿轮，因此被称为阶梯计算器。
差分机
19 世纪 20 年代初，查尔斯·巴贝奇发明了差分机。这是一台可以进行基本计算的机械计算机。它是一种蒸汽驱动的计算机，用于解决对数表等数字表。
分析引擎
1830 年，查尔斯·巴贝奇发明了另一台计算机——分析机。这是一台从穿孔卡片中获取输入信息的机械计算机。它能够解决任何数学问题，并将数据存储在无限内存中。
制表机
美国统计学家 Herman Hollerith 于 1890 年发明了这种机器。制表机是一种基于打孔卡的机械制表机。它可以计算统计数据并记录或分类数据或信息。Hollerith 开始在他的公司制造这些机器，该公司最终于 1924 年成为国际商业机器公司 (IBM)。
微分分析仪
1930 年，万尼瓦尔·布什发明了第一台电子计算机——微分分析仪。这台机器由真空管组成，真空管可以切换电脉冲进行计算。它能够在几分钟内完成 25 次计算。
马克一世
霍华德·艾肯于 1937 年计划建造一台可以进行大规模计算或使用大量数字进行计算的机器。Mark I 计算机于 1944 年由 IBM 和哈佛大学合作制造。

三、计算机的产生历史

“computer”这个词的起源非常有趣。它最早出现在16世纪，指的是从事计算的人。直到20世纪，这个词一直被用作名词。女性被雇佣为人工计算机，进行各种形式的计算和运算。

到 19 世纪末，该词也用于描述进行计算的机器。该词的现代用法一般用于描述依靠电力运行的可编程数字设备。

3.1 计算机早期历史

自人类进化以来，数千年来，人们一直使用各种设备进行计算。最早、最著名的设备之一是算盘。1822 年，计算机之父查尔斯·巴贝奇开始开发第一台机械计算机。1833 年，他设计了一台通用计算机分析机。它包含一个 ALU、一些基本流程图原理和集成内存的概念。

一个多世纪后，计算机历史上出现了第一台通用电子计算机。它就是 ENIAC，即电子数值积分计算机。这台计算机的发明者是 John W. Mauchly 和 J.Presper Eckert。

随着科技的发展，计算机变得越来越小，处理速度也越来越快。1981 年，我们拥有了第一台笔记本电脑，它是由 Adam Osborne 和 EPSON 推出的。

3.2 浏览计算机基础知识下的更多主题

数字系统
数字系统转换
计算机的世代
计算机组织
电脑内存
计算机缩写
基本计算机术语
计算机语言
互联网基本知识和协议
硬件和软件
键盘快捷键
I/O 设备

四、计算机的世代

在计算机发展史上，我们经常把现代计算机的进步称为计算机的代数。目前我们正处于第五代计算机。那么让我们来看看这五代计算机的重要特征。

第一代：从 1940 年到 1955 年。当时机器语言是为了计算机的使用而开发的。他们使用真空管作为电路。为了存储，他们使用磁鼓。这些机器复杂、庞大且昂贵。它们主要依赖于批处理操作系统和打孔卡。磁带和纸带作为输出和输入设备。例如，ENIAC、UNIVAC-1、EDVAC 等。
第二代： 1957-1963 年被称为“第二代计算机”。在第二代计算机中，COBOL 和 FORTRAN 被用作汇编语言和编程语言。在这里，它们从真空管发展到晶体管。这使得计算机更小、更快、更节能。它们从二进制发展到汇编语言。例如，IBM 1620、IBM 7094、CDC 1604、CDC 3600 等。
第三代：这一时期（1964-1971 年）的标志是集成电路的发展。单个集成电路 (IC) 由许多晶体管组成，这增加了计算机的功能，同时降低了成本。这些计算机比其前代计算机更快、更小、更可靠且更便宜。使用了 FORTRON-II 至 IV、COBOL 和 PASCAL PL/1 等高级编程语言。例如，IBM-360 系列、Honeywell-6000 系列和 IBM-370/168。
第四代：微处理器的发明带来了第四代计算机。1971-1980 年是第四代计算机的主导时期。C、C++ 和 Java 是这一代计算机使用的编程语言。例如，STAR 1000、PDP 11、CRAY-1、CRAY-X-MP 和 Apple II。那时我们开始生产家用计算机。
第五代：这些计算机自 1980 年开始使用，现在仍在使用。这是计算机世界的现在和未来。这一代计算机的决定性方面是人工智能。并行处理和超导体的使用使这成为现实，并为未来提供了很大的空间。第五代计算机使用 ULSI（超大规模集成）技术。这些是最新和最先进的计算机。使用 C、C++、Java、.Net 和更多编程语言。例如，IBM、奔腾、台式机、笔记本电脑、笔记本、超极本等。

五、计算机简史

在实现计算的真正威力之前，必须克服对计算的幼稚理解。那些孜孜不倦地将计算机带入世界的发明家必须意识到，他们创造的不仅仅是一台数字计算器或计算器。他们必须解决与发明这种机器、实施设计和实际建造它相关的所有困难。计算机的历史就是解决这些困难的历史。

5.1 19世纪

1801 年——法国织工兼商人约瑟夫·玛丽·雅卡尔 (Joseph Marie Jacquard) 发明了一种织布机，利用打孔木卡自动编织布料图案。

1822 年——数学家查尔斯·巴贝奇发明了能够计算数表的蒸汽驱动计算机。“差分机”的想法因当时缺乏技术而失败。

1848 年 –英国数学家 Ada Lovelace 编写了世界上第一个计算机程序。Lovelace 还提供了如何使用 Babbage 机器计算伯努利数的分步教程。

1890 年——发明家 Herman Hollerith 发明了用于计算 1880 年美国人口普查的打孔卡技术。他后来创办了 IBM 公司。

5.2 20世纪初

1930 年——微分分析仪是第一台大型自动通用机械模拟计算机，由万尼瓦尔·布什 (Vannevar Bush) 发明和制造。

1936 年——艾伦·图灵提出了一种通用机器的想法，他称之为图灵机，它可以计算任何可以计算的东西。

1939 年——比尔·休利特 (Bill Hewlett) 和戴维·帕卡德 (David Packard) 在加利福尼亚州帕洛阿尔托的一个车库里创立了惠普公司。

1941 年——德国发明家兼工程师康拉德·楚泽完成了他的 Z3 机器，这是世界上第一台数字计算机。然而，这台机器在二战柏林轰炸中被毁。

1941 年——JV Atanasoff 和研究生 Clifford Berry 设计出一台能够同时求解 29 个方程的计算机。这是计算机首次能够在主存储器中存储数据。

1945 年 –宾夕法尼亚大学学者 John Mauchly 和 J. Presper Eckert 发明了电子数值积分计算器 (ENIAC)。它是图灵完备的，能够通过重新编程解决“大量数值问题”，因此获得了“计算机之父”的称号。

1946 年——UNIVAC I（通用自动计算机）是美国设计的第一台专为企业应用而设计的通用电子数字计算机。

1949 年——剑桥大学团队开发的电子延迟存储自动计算器 (EDSAC) 是“第一台实用的存储程序计算机”。

1950 年——标准东方自动计算机 (SEAC) 在华盛顿特区建成，这是美国第一台建成的存储程序计算机。

5.3 20世纪末

1953 年 –计算机科学家 Grace Hopper 创造了第一种计算机语言，即后来的 COBOL，即“ CO B o m o m o n ” （商业导向语言）。它允许计算机用户以类似英语的单词而不是数字来提供计算机指令。

1954 年 – John Backus 和一组 IBM 程序员创建了 FORTRAN 编程语言，这是FOR mula TRAN slation 的缩写。此外，IBM 还开发了 650。

1958 年——集成电路（有时也称为计算机芯片）由杰克·科比和罗伯特·诺伊斯发明。

1962 年 – Atlas 计算机问世。它是当时世界上运行速度最快的计算机，并率先提出了“虚拟内存”的概念。

1964 年——道格拉斯·恩格尔巴特 (Douglas Engelbart) 提出了一种结合鼠标和图形用户界面 (GUI) 的现代计算机原型。

1969 年——由肯·汤普森 (Ken Thompson) 和丹尼斯·里奇 (Dennis Ritchie) 领导的贝尔实验室开发人员推出了 UNIX，这是一种用 C 编程语言开发的操作系统，解决了程序兼容性难题。

1970 年——英特尔推出第一款动态存取存储器 (DRAM) 芯片 Intel 1103。

1971年——艾伦·舒加特和一组IBM工程师发明了软盘。同年，施乐公司开发出第一台激光打印机，不仅创造了数十亿美元的收入，还开启了计算机打印的新时代。

1973 年——施乐公司研究部门成员罗伯特·梅特卡夫 (Robert Metcalfe) 发明了以太网，用于连接多台计算机和其他设备。

1974 年– 个人电脑进入市场。第一批是 Altair Scelbi & Mark-8、IBM 5100 和 Radio Shack 的 TRS-80。

1975 年 – 1 月，《大众电子》杂志将 Altair 8800 誉为世界上第一台微型计算机套件。保罗·艾伦和比尔·盖茨提议用 BASIC 语言为 Altair 开发软件。

1976 年——史蒂夫·乔布斯和史蒂夫·沃兹尼亚克创立苹果电脑公司，他们向世界推出了第一台单电路板电脑 Apple I。

1977 年– 在首届西海岸计算机博览会上，乔布斯和沃兹尼亚克发布了 Apple II。这款电脑拥有彩色图形和用于存储音乐的磁带驱动器。

1978 年——推出第一个计算机电子表格程序 VisiCalc。

1979 年——MicroPro International 推出的文字处理工具 WordStar 发布。

1981 年——IBM 推出了其首台个人电脑 Acorn，该电脑配有英特尔 CPU、两个软盘驱动器和一个彩色显示屏。Acorn 使用微软的 MS-DOS 操作系统。

1983 年 –可以存储 550 兆字节预录数据的 CD-ROM 上市。这一年还推出了 Gavilan SC，这是第一款采用翻盖设计的便携式电脑，也是第一款以“笔记本电脑”形式提供的电脑。

1984 年——苹果在第十八届超级碗广告期间推出了 Macintosh。当时的售价为 2,500 美元

1985 年– 微软推出 Windows，可通过图形用户界面实现多任务处理。此外，还发布了编程语言 C++。

1990 年——英国程序员兼科学家蒂姆·伯纳斯·李 (Tim Berners-Lee) 创建了超文本标记语言，即众所周知的 HTML。他还创造了“万维网”一词。它包括第一个浏览器、服务器、HTML 和 URL。

1993 年——奔腾 CPU 提高了个人计算机上图形和音乐的使用率。

1995 年 –微软发布 Windows 95 操作系统。为宣传这一消息，微软投入了 3 亿美元进行宣传。Sun Microsystems 推出了 Java 1.0，随后 Netscape Communications 推出了 JavaScript。

1996 年——斯坦福大学，谢尔盖·布林和拉里·佩奇创建了谷歌搜索引擎。

1998 年——苹果推出 iMac，这是一款一体式 Macintosh 台式电脑。这款电脑售价 1,300 美元，配备 4GB 硬盘、32MB RAM、CD-ROM 和 15 英寸显示器。

1999 年——Wi-Fi（无线保真度的缩写）诞生，最初覆盖范围可达 300 英尺。

5.4 21世纪

2000 年——USB 闪存盘于 2000 年首次推出。用于数据存储时，它们比其他存储介质速度更快，存储空间更大。

2001 年——Apple 发布 Mac OS X，后来更名为 OS X，最终简称为 macOS，作为其传统 Mac 操作系统的继任者。

2003 年——客户可以购买 AMD 的 Athlon 64，这是第一款用于消费计算机的 64 位 CPU。

2004 年——Facebook 作为一个社交网站开始运营。

2005 年——谷歌收购基于 Linux 的手机操作系统 Android。

2006 年 – Apple 的 MacBook Pro 上市。Pro 是该公司首款基于 Intel 的双核移动电脑。

亚马逊网络服务（Amazon Web Services）也已推出，包括亚马逊弹性云 2（EC2）和亚马逊简单存储服务（Amazon Simple Storage Service）（S3）

2007年——苹果公司推出第一款iPhone，将许多电脑操作带到了我们的掌心。亚马逊也在2007年推出了首批电子阅读系统之一的Kindle。

2009 年——微软发布 Windows 7。

2011 年——Google 推出运行 Google Chrome 操作系统的 Chromebook。

2014 年——世界上最小的计算机密歇根大学 Micro Mote (M3) 诞生。

2015 年——苹果推出 Apple Watch。微软也发布了 Windows 10。

2016 年——世界上第一台可重新编程量子计算机诞生。

六、计算机类型

6.1 模拟计算机

模拟计算机由齿轮和杠杆等各种部件构成，没有电气部件。模拟计算的一个优点是，设计和制造模拟计算机来解决特定问题可以非常简单。

6.2 数字计算机

数字计算机中的信息以离散形式表示，通常是 0 和 1 的序列（二进制数字或位）。数字计算机是一种可以在几秒钟内处理任何类型信息的系统或设备。数字计算机分为许多不同的类型。它们如下：
大型计算机—— 大型企业通常使用这种计算机来执行关键任务，例如海量数据处理。大型计算机的特点是存储容量大、组件快速、计算能力强。由于它们是复杂的系统，因此由一组拥有唯一计算机访问权限的系统程序员管理。这些机器现在被称为服务器，而不是大型机。
超级计算机—— 迄今为止最强大的计算机通常被称为超级计算机。超级计算机是专为解决复杂的科学和工业问题而构建的庞大系统。量子力学、天气预报、石油和天然气勘探、分子建模、物理模拟、空气动力学、核聚变研究和密码分析都是在超级计算机上完成的。
小型计算机 – 小型计算机是一种计算机，它具有与大型计算机相同的许多功能和能力，但体积较小。小型计算机相对较小且价格合理，通常由组织中的单个部门使用，并且通常专用于特定任务或由小组共享。
微型计算机—— 微型计算机是一种基于微处理器集成电路（通常称为芯片）的小型计算机。微型计算机是一种至少包含微处理器、程序存储器、数据存储器和输入输出系统 (I/O) 的系统。微型计算机现在通常被称为个人计算机 (PC)。
嵌入式处理器—— 这些是使用基本微处理器控制电气和机械过程的微型计算机。嵌入式处理器通常设计简单，处理能力和 I/O 能力有限，并且功耗低。普通微处理器和微控制器是嵌入式处理器的两种主要类型。嵌入式处理器用于不需要传统设备（如台式计算机、笔记本电脑或工作站）计算能力的系统。