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《計算機科學導論》一1.4 曆史
本節書摘來異步社區《計算機科學導論》一書中的第1章 ，第1.4節，［美］貝赫魯茲A. 佛羅讚（Behrouz A. Forouzan）著 劉藝劉哲雨等譯, 更多章節內容可以訪問雲棲社區“異步社區”公眾號查看。
1.4 曆史
在本節，我們簡要回顧一下計算和計算機的曆史。我們將其分為三個階段。
1.4.1 機械計算機器（1930年以前）
在這個階段，人們發明了一些用來進行計算的機器，它們與計算機的現代概念幾乎沒有相似之處。
- 在17世紀，法國著名的數學家和物理學家布萊斯·帕斯卡（Blaise Pascal）發明了Pascsline，一個用來進行加減運算的計算機器。到了20世紀，當尼克勞斯·沃思（Niklaus Wirth）發明了一種結構化的程序設計語言，他將其命名為Pascal語言，用來紀念這位發明首台機械計算器的科學家。
- 在17世紀後期，德國數學家戈特弗裏德·萊布尼茨（Gottfried Leibnitz）發明了既能夠做乘除運算又能做加減運算的一台更加複雜的計算機器。這台機器被稱為萊布尼茨之輪（Leibnitz抯 Wheel）。
- 第一台利用存儲和編程概念的機器是雅卡爾提花織機（Jacquard loom），它是由約瑟夫-瑪麗·雅卡爾（Joseph-Marie Jacquard）在19世紀初期發明的。這種織布機是利用穿孔卡（類似於存儲程序）來控製在織布過程中經線的提升。
- 1823年，查爾斯·巴比奇（Charles Babbage）發明了一種差分引擎，它不僅能夠很容易地進行數學運算，還可以解多項式方程。後來，他發明了一種叫做分析引擎的機器，在某種程度上和現代計算機的概念類似。該機器有4個組成部分，一個製造場（現在的算術邏輯單元）、一個存儲單元（存儲器）、一個操作者（控製單元）和輸出單元（輸入/輸出）。
- 1890年，在美國人口普查辦公室工作的赫爾曼·何勒裏斯（Herman Hollerith）設計並製造出具有編程能力的機器，該機器可以自動閱讀、計數和排列存儲在穿孔卡上的數據。 1.4.2 電子計算機的誕生（1930～1950年） 1930～1950年，那些被視為電子計算機工業先驅的科學家們發明了一些計算機。 1.早期的電子計算機 這一時期的早期計算機並不是將程序存儲到存儲器中，所有的計算機都是在外部進行編程的。有以下5種比較傑出的計算機：
- 第一台用來完成特定任務的計算機是通過將信息進行電子編碼來實現其功能的，它是由約翰·阿塔納索夫（John V. Atanasoff）及其助手克利福德·貝裏（Clifford Berry）於1939年發明的。它又被稱為ABC（Atanasoff Berry Computer），主要用於實現解線性方程的係統。
- 在同一時期，名為康拉德·朱斯（Konrad Zuse）的德國數學家設計出通用計算機，並命名為“Z1”。
- 在20世紀30年代，美國海軍和IBM公司在哈佛大學發起創建了一項工程，在霍華德·艾肯（Howard Aiken）的直接領導下發明建造了一台名為MarkⅠ的巨型計算機。這種計算機既使用了電子部件，也使用了機械部件。
- 在英國，阿蘭·圖靈發明了一台名為巨人（Colossus）的計算機，這台計算機是為破譯德國Enigma密碼而設計的。
- 第一台通用的、完全電子的計算機由約翰·莫奇勒（John Mauchly）和普雷斯波·埃克特（J. Presper Eckert）發明，這台計算機被稱為ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator，電子數字集成器和計算器）。它是在1946年完成設計的，利用了將近18 000個集成塊，有100英尺長，10米英尺高，重達30噸。
2.基於馮·諾依曼模型的計算機
前麵5種計算機的存儲單元僅僅用來存放數據。它們利用配線或開關進行外部編程。馮·諾依曼提出了程序和數據應該存儲在存儲器中。按照這種方法，每次使用計算機來完成一項新的任務。你隻需要改變程序，而不用重新布線或者調節成百上千的開關。
第一台基於馮氏思想的計算機於1950年在賓夕法尼亞大學誕生，命名為EDVAC。與此同時，英國劍橋大學的莫裏斯·威爾克斯（Maurice Wilkes）製造了同樣類型的被稱為EDSAC的計算機。
1.4.3計算機的誕生（1950年至今）
1950年以後出現的計算機都差不多基於馮·諾依曼模型。它們變得更快、更小、更便宜，但原理幾乎是相同的。曆史學家將這一時期劃分為幾代，每一代計算機的改進主要體現在硬件或軟件方麵（而不是模型）。
1.第一代計算機 **
第一代計算機（大約1950～1959年）以商用計算機的出現為主要特征。在這個時期，計算機隻有專家們才能使用。它們被鎖在房子裏，限製操作者和計算機專家以外的人員進入。計算機體積龐大，且使用真空管作為電子開關。此時的計算機隻有大的機構才能負擔得起。
**2.第二代計算機 **
第二代計算機（大約1959～1965年）使用晶體管代替真空管。這既減小了計算機的體積，也節省了開支，從而使得中小型企業也可以負擔得起。FORTRAN和COBOL（參見第9章）兩種高級計算機程序設計語言的發明使得編程更加容易。這兩種語言將編程任務和計算機運算任務分離開來。一個土木工程師能夠直接編寫一個FORTRAN程序來解決問題，而不必涉及計算機結構中的具體電子細節。
**3.第三代計算機
集成電路（晶體管、導線以及其他部件做在一塊單芯片上）的發明更加減少了計算機的成本和大小。小型計算機出現在市場上。封裝的程序，就是通常所說的軟件包也已經有售。小型公司可以買到需要的軟件包（如會計程序），而不必寫自己的程序。一個新的工業—軟件工業就此誕生了。這個時期大概從1965年持續到1975年。
4.第四代計算機
第四代計算機（大約1975～1985年）出現了微型計算機。第一個桌麵計算器（Altair 8800）出現在1975年。電子工業的發展允許整個計算機子係統做在單塊電路板上。這一時代還出現了計算機網絡（參見第6章）。
5.第五代計算機
這個還未終止的時代始於1985年。這個時代見證了掌上計算機和台式計算機的誕生、第二代存儲媒體（CD-ROM、DVD等）的改進、多媒體的應用以及虛擬現實現象。
最後更新：2017-06-21 16:01:48