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计算机的历史是什么(古今计算机精彩简史)

计算机的诞生:从军事用途到人类未来的引擎

提到人类的第一台电子计算机,通常会提到年的“ENIAC”。它是由美国宾夕法尼亚大学的莫奇利和埃克特两位教授发明的。尽管关于其“第一”称号的争议不断,但ENIAC确实对人类社会产生了深远的影响。

现代电子计算机,通常称为电脑。在电脑发明之前,人类为了节省脑力,发明了许多巧妙的计算工具。

早期计算工具

首先是中国的算盘。算盘的雏形可以追溯到汉代的筹算,宋朝时,算盘采用上一珠、下四珠的形式,上一珠代表五。明代后期,算盘形式进一步演变,适应了多种进制的计算。算盘不仅在东亚地区广泛使用,古罗马、俄罗斯、印加帝国等地也出现过类似的计算工具。

其次是西方发明的乘法计算机。年,苏格兰数学家约翰·纳皮尔发明了“纳皮尔的骨头”。在年至年间,滑尺的出现使得复杂的数值计算变得更加直观,成为科学家和工程师的标志性工具。年,年仅岁的帕斯卡在滑尺的基础上发明了帕斯卡计算器,旨在减轻父亲的税务计算负担。随后,德国的莱布尼兹在年至年间发明了“步进计算器”,这种计算器不仅能进行普通的乘除法,还能处理较大数值的计算,直接推动了欧洲机械计算机的发展。

年,法国诞生了第一款商业化的“四则计算器”,它是一款机械台式计算器,能够进行加减乘除四则运算。世纪年代,手摇式机械计算器开始流行。年,美国设计了电控“穿孔卡片”机械式计数器,之后又发展出使用键盘录入的电池驱动计算器,逐渐演变成现代计算器的雏形。

这些早期计算工具为后来的计算机设计奠定了基础。随着世纪末热电子三极管的发明,电子技术在一战后迅速发展,雷达、电信和电视等技术相继问世,电子电路和元件的技术理论也达到了新的高度。

计算机的诞生

计算机的诞生与军事需求密切相关。二战期间,美军需要计算数百条弹道以组成“火力表”,弹道计算成为一项重要任务。宾夕法尼亚大学的莫奇利和埃克特提出了研制高速电子计算机的方案,并得到了军方的重视。年4月,研制小组成立,开始了ENIAC的秘密计划。

然而,项目经费远超预算,电子管的需求从原计划的个增加到个,最终耗资高达万美元。研发时间也超出了预期,ENIAC直到年月才投入试运行,并未能在二战前完成。就在军方考虑撤资之际,计算机之父冯诺依曼将ENIAC用于氢弹的研发,ENIAC在退役前共运算超过8万小时,为氢弹研发、天气预测和风洞开发做出了卓越贡献。

ENIAC的争议与影响

关于ENIAC是否为第一台电子计算机,历史上存在争议。德国工程师康拉德·楚泽的Z-3和阿塔那索夫与贝瑞的ABC计算机都是有力的竞争者。Z-3是电磁计算机,于年完成,具备良好的数学性能,但在年的空袭中被毁。ABC计算机则在年完成,采用了电子管和二进制,但未能投入实际应用。

ENIAC的发明者之一莫奇利曾在阿塔那索夫的家中研究ABC,但在申请专利时并未提及其贡献。经过调查,最终于年撤销了莫奇利对ENIAC的专利权。然而,大多数人仍然认为ENIAC是真正意义上的第一台电子计算机,主要因为它的实际应用和所产生的巨大影响。

计算机的发展历程

ENIAC及其同时代的计算机,如英国的巨人计算机和霍华德·艾肯的马克一号,属于第一代计算机。这些计算机的共同特点是庞大的体积,例如ENIAC重达吨,占地面积超过平方米。第一代计算机的“二进制”使用和“存储程序”技术为后续发展奠定了基础。

进入年代,第二代计算机开始出现,采用晶体管技术,体积大幅缩小。年,英特尔的创始人罗伯特·诺伊斯发明了集成电路和微处理器,进一步提升了计算机的运算速度和稳定性。

第三代计算机(年)广泛使用集成电路,以IBM 系列为代表,计算速度更快,应用领域扩展到文字处理和图形图像处理。

年,英特尔推出了全球第一款微处理器Intel ,开启了微型计算机的新时代。到年,微电脑开始普及,个人电脑逐渐进入家庭和学校,真正实现了计算机的普及。

如今,计算机的应用已经渗透到各行各业。电子计算机的每一代都显著超越了前一代的性能,这一现象被称为“摩尔定律”。回顾历史,电子计算机的发明极大地改变了人类的生活,其重要性与蒸汽机和电的使用一样,被誉为第三次科技革命的标志。

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