小學(xué)科普-從計(jì)算機(jī)到電腦的歷史

從計(jì)算機(jī)到電腦的歷史電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)盡管只有60年的時(shí)間，但它的誕生卻是人類數(shù)百年努力的積累。早在17世紀(jì)，一批歐洲數(shù)學(xué)家就已開(kāi)始研制計(jì)算機(jī)。1642年，為了協(xié)助擔(dān)任稅務(wù)局長(zhǎng)的父親，年僅19歲的法國(guó)數(shù)學(xué)家帕斯卡成功地制造了第一臺(tái)鐘表齒輪式機(jī)械計(jì)算機(jī)，但僅能做加減法運(yùn)算世界第一臺(tái)機(jī)械式加法計(jì)算機(jī)（1642年）法國(guó)人帕斯卡于1642年設(shè)計(jì)出了世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)，雖然它只是利用手轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)加法運(yùn)算，但它向人類揭示了：用機(jī)械裝置可以代替人的大腦進(jìn)行思考和記憶。從此，計(jì)算機(jī)開(kāi)始了它神奇發(fā)展的道路。1674年發(fā)明的乘法計(jì)算機(jī)在此基礎(chǔ)上，德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茲于1678年發(fā)明了可做乘除運(yùn)算的計(jì)算機(jī)。但這些機(jī)械計(jì)算機(jī)的性能過(guò)于落后，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了人們的需要。1822年研制的差分機(jī)1834年研制的分析機(jī)巴貝奇1822年，英國(guó)人巴貝奇在他研制的差分機(jī)中第一次體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)，這種程序設(shè)計(jì)思想為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展開(kāi)辟了道路。1936年制造的手搖式機(jī)械計(jì)算機(jī)電動(dòng)機(jī)械式計(jì)算機(jī)（1930年）1941年研制的Z-3型計(jì)算機(jī)1938年，德國(guó)科學(xué)家朱斯成功制造了第一臺(tái)二進(jìn)制Z-1型計(jì)算機(jī)，此后他又研制了Z系列計(jì)算機(jī)。其中，Z-3型計(jì)算機(jī)是世界第一臺(tái)通用程序控制機(jī)電式計(jì)算機(jī)，它不僅全部采用繼電器(通電以后能實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制的設(shè)備)，同時(shí)采用了浮點(diǎn)記數(shù)法、帶數(shù)字存儲(chǔ)地址的指令形式等，如上圖所示。1943年12月，“巨人”計(jì)算機(jī)運(yùn)行。集數(shù)千繼電器的“馬克”1號(hào)全機(jī)電式計(jì)算機(jī)馬克3號(hào)第一次使用磁鼓作為存儲(chǔ)器美國(guó)麻省理工學(xué)院科學(xué)家艾肯研制成功了一臺(tái)機(jī)電式計(jì)算機(jī)，它被命名為自動(dòng)順序控制計(jì)算器MARK-Ⅰ。1947年，艾肯又研制出運(yùn)算速度更快的機(jī)電式計(jì)算機(jī)MARK-Ⅱ。到1949年由于當(dāng)時(shí)電子管技術(shù)已取得重大進(jìn)步，于是艾肯研制出采用電子管的計(jì)算機(jī)MARK。從此，在計(jì)算機(jī)技術(shù)上存在著兩條發(fā)展道路。一條是各種臺(tái)式機(jī)械和較大機(jī)械式計(jì)算機(jī)的發(fā)展道路；另一條是采用繼電器作為計(jì)算機(jī)電路元件的發(fā)展道路。后來(lái)建立在電子管和晶體管之類電子元件基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)正是受益于這兩條發(fā)展道路。1946年運(yùn)行的人類第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）埃尼阿克1946年運(yùn)行的人類第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）~美國(guó)軍方花費(fèi)了48萬(wàn)美元經(jīng)費(fèi)在ENIAC項(xiàng)目上，這在當(dāng)時(shí)可是一筆巨款，要不是為了二次世界大戰(zhàn)，誰(shuí)能舍得出這么大的錢事實(shí)上ENIAC也是美國(guó)陸軍軍械部和賓州大學(xué)莫爾學(xué)院聯(lián)合發(fā)布的，而非書(shū)本上所提的只有賓州大學(xué)。從技術(shù)上而言，ENIAC是沒(méi)有太明晰的CPU概念的。因?yàn)樗捎秒娮庸茏鳛榛倦娮釉Ｓ昧俗阕?8800個(gè)電子管，而每個(gè)電子管大約有一個(gè)普通家用25瓦燈泡那么大。這樣整部電腦就有了8英尺高、3英尺寬、100英尺長(zhǎng)的身軀，體積有90立方米，重達(dá)30噸，耗電高達(dá)140千瓦。每秒能進(jìn)行5000次加法運(yùn)算(而人最快的運(yùn)算速度每秒僅5次加法運(yùn)算)，還能進(jìn)行平方和立方運(yùn)算，計(jì)算正弦和余弦等三角函數(shù)的值及其它一些更復(fù)雜的運(yùn)算。這樣的速度在當(dāng)時(shí)已經(jīng)是人類智慧的最高水平。內(nèi)部有成千上萬(wàn)個(gè)電子管、二極管、電阻器等元件，電路的焊接點(diǎn)多達(dá)50萬(wàn)個(gè)；在機(jī)器表面，則布滿電表、電線和指示燈。令人哭笑不得的是，它的耗電量超過(guò)174千瓦小時(shí)，據(jù)說(shuō)在使用時(shí)全鎮(zhèn)的電燈都會(huì)變暗；而且它的電子管平均每隔15分鐘就要燒壞一只，科學(xué)家們不得不滿頭大汗地不停更換。然而，“埃尼阿克”的計(jì)算速度卻是手工計(jì)算的20萬(wàn)倍、繼電器計(jì)算機(jī)的1000倍。美國(guó)軍方也從中嘗到了甜頭，因?yàn)樗?jì)算炮彈彈道只需要3秒鐘，而在此之前，則需要200人手工計(jì)算兩個(gè)月。除了常規(guī)的彈道計(jì)算外，它后來(lái)還涉及諸多的科研領(lǐng)域，曾在第一顆原子彈的研制過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。1955年10月2日，“ENIAC埃尼阿克”宣告“1959年IBM7090晶體管計(jì)算機(jī)IBM公司(世界著名的電腦制造商)推出IBM7090型全晶體管大型機(jī)，運(yùn)算速度達(dá)到每秒229000次，成為第二代電腦的標(biāo)志產(chǎn)品。美洲航空公司為它的訂票系統(tǒng)購(gòu)買了兩臺(tái)主機(jī)，遠(yuǎn)程連接65座城市。這是IBM公司的黃金季節(jié)，它登上了美國(guó)《幸福》雜志500家大企業(yè)排行榜的榜首；它創(chuàng)造出年銷售額數(shù)十億美元的天文數(shù)字；在美國(guó)運(yùn)轉(zhuǎn)的64部電腦中，有44部是IBM生產(chǎn)；它的企業(yè)標(biāo)志和商品標(biāo)志“IBM”三個(gè)大寫(xiě)字母，每個(gè)字都由八根藍(lán)條拼成；它的銷售人員，一律著深藍(lán)色的西裝，以代表公司形象。人們開(kāi)始把IBM公司稱作“藍(lán)色巨人”（BigBlue）。IBM3601964年4月7日，美國(guó)IBM公司同時(shí)在14個(gè)國(guó)家，全美63個(gè)城市宣告，世界上第一個(gè)采用集成電路的通用計(jì)算機(jī)系列IBM360系統(tǒng)研制成功，該系列有大，中，小，型計(jì)算機(jī)，共6個(gè)型號(hào)，它兼顧了科學(xué)計(jì)算和事務(wù)處理兩方面的應(yīng)用，各種機(jī)器全都相互兼容，適用于各方面的用戶，具有全方位的特點(diǎn)，正如羅盤有360IBM360系統(tǒng)是最早使用集成電路元件的通用計(jì)算機(jī)系列，它開(kāi)創(chuàng)了民用計(jì)算機(jī)使用集成電路的先例，計(jì)算機(jī)從此進(jìn)入了集成電路時(shí)代。IBM360成為第三代計(jì)算機(jī)的里程碑。1967年，美國(guó)無(wú)線電有限公司制成了領(lǐng)航用的機(jī)載計(jì)算機(jī)ＬＩＭＡＣ，其邏輯部件采用雙極性大規(guī)模集成電路，緩沖存儲(chǔ)器用ＭＯＳ大規(guī)模集成電路。1969年，美國(guó)自動(dòng)化公司制成計(jì)算機(jī)Ｄ－２００，采用了ＭＯＳ場(chǎng)效應(yīng)晶體管大規(guī)模集成電路，中央處理器由２４塊大規(guī)模集成電路做成；得克薩斯儀器公司也制成機(jī)載大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。軍用機(jī)載大規(guī)模集成電路試驗(yàn)的成功，為過(guò)渡到民用大規(guī)模集成電路通用機(jī)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。1971年，ＩＢＭ公司開(kāi)始生產(chǎn)ＩＢＭ３７０系列機(jī)，它采用大規(guī)模集成電路做存儲(chǔ)器，小規(guī)模集成電路做邏輯元件，被稱之為三代半電子計(jì)算機(jī)。1976年研制的CRAY巨型電子計(jì)算機(jī)1976年，CRAY公司推出CRAY-1矢量(計(jì)算機(jī)的一種計(jì)算方法)電子計(jì)算機(jī)，開(kāi)始了矢量電子計(jì)算機(jī)的蓬勃發(fā)展，其運(yùn)算速度可達(dá)每秒億次。1978年第一款32位超級(jí)計(jì)算機(jī)——DECVAX(當(dāng)時(shí)著名的超級(jí)小型機(jī)，可同時(shí)最多100多人使用)在1978年，DEC公司建立了第一個(gè)基于VAX（virtualaddressextension）即虛擬地址擴(kuò)展的計(jì)算機(jī)體系，它是DEC計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特有的復(fù)雜指令計(jì)算（CISC）體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)VAX11、780。這臺(tái)大家伙在當(dāng)時(shí)是基本32位(一次能處理32位數(shù)據(jù))的計(jì)算機(jī)，并且能夠有高達(dá)1MIPS的運(yùn)算性能。在那個(gè)年代，這臺(tái)計(jì)算機(jī)的速度和性能都是無(wú)與倫比的。在當(dāng)時(shí)要值$200,000。但顯然他是最棒的。日本的CM-5超級(jí)電子計(jì)算機(jī)20世紀(jì)80年代中期思維機(jī)公司開(kāi)始推出著名的“連接機(jī)”(ConnectionMachine)系列CM-1，CM-2和CM-5，把大量簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)一處理單元連接成一個(gè)多維結(jié)構(gòu)，在宏觀上構(gòu)成大容量的智能存儲(chǔ)器，再通過(guò)常規(guī)計(jì)算機(jī)執(zhí)行控制、I／O和用戶接口功能，能有效地用于智能信息處理。CM—l由4個(gè)象限組成，每個(gè)象限包含多達(dá)16384個(gè)一位處理器，全部處理器則分為4096組，組間形成12維超立方體結(jié)構(gòu)，其集成峰值速度達(dá)到每秒600億次。CM-5的結(jié)點(diǎn)數(shù)更多，功能更強(qiáng)。美國(guó)CM-200電子計(jì)算機(jī)IBM深藍(lán)計(jì)算機(jī)IBM巨型計(jì)算機(jī)。運(yùn)算速度每秒500萬(wàn)億次以上。計(jì)算機(jī)的個(gè)人時(shí)代1981年IBM第一臺(tái)個(gè)人電腦51501981年8月12日當(dāng)時(shí)該個(gè)人計(jì)算機(jī)，售價(jià)2880美元。第一臺(tái)IBMPC采用Intel的8088芯片，僅64K內(nèi)存；采用低分辨率單色或彩色顯示器；有可選的盒式磁帶驅(qū)動(dòng)器；兩個(gè)160KB單面軟盤驅(qū)動(dòng)器。并配置了微軟公司的MS-DOS操作系統(tǒng)軟件。該產(chǎn)品特點(diǎn)是包含多項(xiàng)創(chuàng)新、熒幕每列能顯示80個(gè)字元、擁有大小寫(xiě)字元的鍵盤、可擴(kuò)充的記憶體、零件可向其他廠商采購(gòu)、其他的個(gè)人電腦制造商可以依照IBM的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)IBM的相容機(jī)種電腦，稱為“clones”等。5150的設(shè)計(jì)拋棄了繁文縟節(jié)，脫離了IBM正常的工作流程，這是為了對(duì)抗當(dāng)時(shí)已經(jīng)紅透半邊天的AppleII（AppleII是第一個(gè)帶有彩色圖形的個(gè)人計(jì)算機(jī)，售價(jià)為1300美元，1977年6月啟售，處理器為1MHz，內(nèi)存4KB）。IBM5150一面市即取得了巨大的成功，上市僅一個(gè)月其訂單數(shù)已達(dá)24萬(wàn)臺(tái)。由于5150，IBM品牌開(kāi)始跨越專業(yè)領(lǐng)域，“飛入尋常百姓家”，為大眾所熟知。從此，IBMPC成為高端、價(jià)高以及信賴的代名詞。1996年首款Java架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))——SUNJavaStation1996年，Sun推出的JavaStation網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，被稱做是一個(gè)“瘦客戶機(jī)”，專門用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行Java應(yīng)用程序。

其主要應(yīng)用于通信、金融業(yè)機(jī)構(gòu)等，比如可以將出納員柜臺(tái)、用戶電話咨詢中心和交易大廳的單功能PC機(jī)替換為更通用的、無(wú)須管理的JavaStation網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，以大大減少在信息技術(shù)方面的投資。Apple蘋果電腦歷史篇Apple蘋果篇：1971年的夏天對(duì)于中國(guó)人來(lái)說(shuō)是嚴(yán)酷而又燥熱的，此時(shí)的大洋彼岸正蘊(yùn)育著一場(chǎng)改變?nèi)祟悮v史進(jìn)程的革命。青年的喬布斯和沃茲喬布斯和沃茲能夠買到的最大的配件也就是一塊塊功能單一的芯片，這就是那個(gè)時(shí)代的DIYer(自己動(dòng)手者)。隨著設(shè)計(jì)的一天天深入，喬布斯只得搬出了臥室，來(lái)到了自家的車庫(kù)。1976年，他們終于制造出了一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)。喬布斯建議將它命名為Apple。AppleI1976年來(lái)自RegisMcKenna公關(guān)公司的藝術(shù)總監(jiān)RobJanov為蘋果設(shè)計(jì)了一個(gè)標(biāo)志，這就是我們今天看到的這個(gè)被咬了一口的AppleLogo。沃茲獨(dú)立完成的AppleⅡ真正的轉(zhuǎn)折發(fā)生在1977年。4月份，喬布斯帶著AppleⅡ來(lái)到了美國(guó)的西海岸，此時(shí)的西海岸正云集著眾多的計(jì)算機(jī)廠商，因?yàn)樵谶@里將舉辦美國(guó)歷史上第一屆計(jì)算機(jī)博覽會(huì)。當(dāng)AppleⅡ登上展臺(tái)的那一刻起，它頓時(shí)成為了博覽會(huì)上的明星，經(jīng)銷商紛紛簽下訂單來(lái)銷售這種有史以來(lái)最為出色的個(gè)人計(jì)算機(jī)。1984年的Macintosh斯卡利(一個(gè)人的名字)來(lái)到蘋果之后，蘋果就發(fā)布了劃時(shí)代的Macintosh，蘋果也被推上了業(yè)界之巔。1993年首臺(tái)掌上電腦——AppleNewton1993年8月2。1998年8月15日，蘋果將iMac(個(gè)人電腦品牌)帶到了我們的面前。水果般的色彩，晶瑩剔透的質(zhì)感讓我們麻木的心靈感受到了泌人心脾的清涼。天使般的iMac重新喚回了人們對(duì)蘋果那逐漸塵封的記憶，人們開(kāi)始重新審視面帶笑容的喬布斯，失去了沃茲的蘋果原來(lái)也有如此肆溢的靈感。喬布斯用iMac讓