電腦的誕生

計算機最早是作為一種先進的數值計算工具而產生的。計算工具的發展經曆了漫長的曆史,而且總是與人類社會生產、經濟、文化的發展相聯係的。

人類最原始的計數方法是利用自身附屬物(如手指)或身邊的石塊、貝殼等進行的。後來,許多民族都曾用人工製成的小棒來計數,我國稱之為算籌。早在春秋戰國時期,我國就有了算籌。大約在我國漢代,出現了“珠算”。算盤的定型,大約是在我國宋代(公元10世紀)完成的。可以說,算盤是最早產生的計算工具。到了公元17世紀,英國人奧托裏(Oughtred)利用對數原理製成了計算尺。計算尺是一種模擬計算工具。

隨著工業革命的興起,計算工具也開始采用機械化技術。1642年,法國哲學家和數學家帕斯卡(Blaise Pascal)發明了世界上第一台加減法計算機。它是利用齒輪傳動原理製成的機械式計算機,通過手搖方式操作運算。他稱“這種算術機器所進行的工作,比動物的行為更接近人類的思維”。這一思想對以後計算機的發展產生了重大的影響。1671年,著名的德國數學家萊布尼茲(G.W.Leibnitz)製成了第一台能夠進行加、減、乘、除四則運算的機械式計算機。最後,機械式l計算機發展成為不久前還能見到的手搖或電動的台式計算機。1833年,英國科學家巴貝奇(Charles Babbage)提出了製造自動化計算機的設想,他所設計的分析機,引進了程序控製的概念。盡管由於當時技術上和工藝上的局限性,這種機器未能完成製造,但它的設計思想,可以說是現代計算機的雛型。

20世紀初期。隨著機電工業的發展,出現了一些具有控製功能的電器元件,並逐漸為計算工具所采用。1925年,美國麻省理工學院由布什(Vannever Bush)領導的一個小組製造了第一台機械模擬式計算機。1942年,又製成了采用繼電器、速度更快的模擬式計算機。1944年,艾肯(HowardAiken)在美國國際商用機器公司(IBM)的讚助下領導研製成功了世界上第一台數字式自動計算機Mark I,實現了當年巴貝奇的設想。這台機器使用了三千多個繼電器,故有繼電器計算機之稱。

20世紀以來,產生了電子技術,並取得了迅速的發展。第二次世界大戰期間,出於軍事上的迫切需要,美國賓夕法尼亞大學的莫奇萊(John William Mauchly)和艾克特(J.Presper Eckert)在美國陸軍部的讚助下於1946年研製成功了一台電子數字積分機和計算機(Electronic Numerical Intergrator and Calculator,簡稱ENIAC),它是世界上第一台電子數字計算機。ENIAC是一個龐然大物,它使用了18000多隻電子管,1500個繼電器,功率14O千瓦,重量 30噸,占地約 170 平方米,運算速度達到每秒5000次。

ENIAC雖然有存儲數據的存儲器,然而由指令組成的程序則由控製盤上的布線或穿孔卡片的方式存儲。運算之前,先要按照程序用手工把相應的電路接通或由讀卡機讀卡以執行各個指令,既費時又費力,無法發揮它的運算速度。這一問題引起了在美國工作的匈牙利數學家馮·諾依曼(Von Neu-mann)的注意,他與賓夕法尼亞大學摩爾電機係小組合作發展了“存儲程序”的概念,提出了“馮·諾依曼原理”,確立了計算機由輸入器、存儲器、運算器、控製器、輸出器等五個基本部件組成的結構,而且將指令也和數據一樣地存儲和處理。依照此原則製成的第一台存儲程序、順序控製的計算機EDSAC於1949年在英國的劍橋大學投入使用。直到今天,我們使用的計算機仍遵循此原則,一般稱作馮·諾依曼計算機。在電子計算機產生的過程中,英國科學家圖靈(Alan Mathison Turing)在計算機理論方麵,做了許多開創性的工作。

隨著信息技術的突飛猛進,計算機的功能已遠遠不限於數值計算,“計算”的概念也有了很大的擴展。目前的電子計算機已經發展到可以處理多種類型的信息,並可以進行近、遠距離的傳輸。

總之,我們今天所說的計算機,是指具有邏輯運算、算術運算及記憶功能的自動比的高速數據處理裝置以及與其相連的記憶裝置和通信裝置。