计算机的发展.pdfVIP

1.1计算机的发展

现代计算机的历史开始于20世纪放40年代后期。一般认为，第一台真正意义上的电

子计算机是1964年在美国宾夕法尼亚大学诞生的名为ENIAC的电子计算机。但应该看到，

自从人类社会形成以来，人们对自动计算的追求就一直没有停止过。人类从用石头、刻痕

或结绳来计数和计算开始，陆续发明了算盘、计算尺等计算工具。计算机的诞并不是一个

孤立事件，它是几千年人类文明发展的产物，是长期的客观需求和技术准备的结果。在现

代计算机问世之前，计算机的发展经历了机械计算机、机电计算机和萌芽期的电子计算机3

个阶段。

1.机械计算机

从17世纪到19世纪长达200多年的时间里，一批杰出的科学家相继进行了机械计算

机的研制，其中的代表人物有帕斯卡、莱布尼茨和巴贝奇。这一时期的计算机虽然构造和

性能还非常简单，但是其中体现的许多原理和思想已经开始接近现代计算机。

英国数学家巴贝奇在1882年发明了差分机，这是最早采用寄存式（齿轮式装置）来存

储数据的计算机，体现了早期程序设计思想的萌芽。1834年，巴贝奇设计了一种程序控制

的通用分析机，其中采用了3个具有现代意义的装置：保存数据的寄存器；从寄存器取出

数据进行运算的装置，并且机器的乘法以累次加法来实现；控制操作顺序、选择所需处理

的数据以及输出结果的装置。虽然限于当时的技术条件而未能实现，但这台分析机已经描

绘出有关程序控制方式计算机的雏形，其设计思想为现代电子计算机的产生奠定了基础。

2.机电计算机

在巴贝奇的设想提出以后100多年间，电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展，

在元器件方面连接发明了真空电子二极管和真空电子三极管；在系统技术方面，相继发明

了无线电报、电视和雷达等。所有这些成就为现代电子计算机的发展准备了技术和物质条

件。

1944年，美国科学家艾肯成功研制了一台机电式计算机，它被命名为自动顺序控制计

算器MARK—I。1947年，艾肯又研制出一台机电式计算机MARK—II。到1949年，由于

当时电子管技术已取得重大进步，于是艾肯研制出采用电子管的计算机MARK—III。

至此，在计算机技术上存在着两条发展道路：一条是各种台式机械和较大机械式计算

机的发展道路；另一条是采用继电器作为计算机电路元件的发展道路。后来建立在电子管

和晶体管之类电子元件基础上的计算机正是受益于这两条发展道路。

3.萌芽期的电子计算机

几乎是在制造机电计算机的同时，人们开始了制造电子计算机的努力。电子计算机的

研制过程，经历了从制作部件到整机、从专用机到通用机、从“外加式程序”到“储存程

序”的演变。在20世纪30年代后期，许多目光敏锐的科学家们纷纷跻身于制造电子管计

算机这一大有可为的领域，其中最著名的是美国衣阿华州立大学教授阿塔诺索夫。1939年，

阿塔诺索夫提出设计计算机三原则“采用二进制进行运算；采用电子技术来实现控制和运

算；采用把计算功能和存储功能相分离的结构。”1939年，阿塔诺索夫和他的学生伯瑞还设

计并试制了数字电子计算机的样机“ABC计算机”，但未能完工。ABC计算机是计算机发

展史上的一个里程碑，有些科学、史学家认为，如果ABC计算机当时能制造出来，那将是

世界上第一台电子数字计算机。

4.现代电子计算机的诞生与发展

计算机硬件性能与电子开关器件密切相关，因此，器件更新换代也作为现代计算机换

代的主要标志。按所用的逻辑元器件的不同，现代计算机经历了4代变迁，它使计算机的

功能越来越强，应用越来越广泛。

·第一代电子计算机（1946年—1958年）

1946年，ENIAC的问世开创了计算机发展的新纪元。第一台计算机ENICA即“电子

数字积分计算机”，诞生于1946年2月，由美国宾夕法尼亚大学莫西莱和埃克等人研制并

使用，直至1995年10月停止使用，服务了9年多。ENIAC是一个庞然大物:占地170平方

米，重30吨，使用了18000个电子管、7000个电阻、10000个电容和6000个开关，功率

150千瓦，每秒钟完成5000次加法运算。但是它的出现在当时是一个伟大的、了不起的创

举，至此，人类开始步入信息时代。ENICA是第一台正式投入运行的计算机，但它还不具