计算机的发展史

生活在二十一世纪的我们，衣食住行都离不开计算机。下到出门买菜，上到载人航天都有它的身影出现。大部分人对计算机的理解可能只存在于：计算机=电脑。其实不然，计算机定义可以说十分广泛：可以用来处理信息的机器都可以被称作计算机。它的原理是把一个复杂的问题分解为无数的是非题，只存在“是”或“否”两种状态用“0”和“1”表示，这也就是我们所说的二进制计算机的原理，也是现代计算机运行的原理。这里就有人想问了，为什么非要用二进制，为什么不用十进制？既然是人类使用计算机，那么十进制不是更高效。其实不然，之所以使用二进制是因为在发展计算机的年代二进制最容易实现，计算机是由逻辑电路组成，而电路中只有两种状态—开和关，它们刚好对应0和1，所以在计算机发展过程中自然而然的选择了二进制。其实历史上也出现过非二进制计算机，比如苏联制造的Сетунь。
它就使用三进制，只不过它使用的不是我们平常认为的三进制，而是平衡三进制，没有使用0,1,2三个数字，使用的是-1,0,1对应的是电路中的正电势，零电势，负电势三种状态，这样设计有什么巧妙之处？三进制代码的一个特点是对称，即相反数的一致性，因此它就和二进制代码不同，不存在“无符号数”的概念。这样，三进制计算机的架构也要简单、稳定、经济得多。其指令系统也更便于阅读，而且非常高效。

计算机从产生到发展至今不过百年左右，先后经历了几次大的变革而发展至今：

1930～1950年，那些被视为电子计算机工业先驱的科学家们发明了一些计算机。这一时期的早期计算机并不是将程序存储到存储器中，所有的计算机都是在外部进行编程的。有以下5种比较杰出的计算机：

第一台用来完成特定任务的计算机是通过将信息进行电子编码来实现其功能的，它是由约翰·阿塔纳索夫(John V.Atanasoff)及其助手克利福德·贝里(Clifford Berry)于1939年发明的。它又被称为ABC(Atanasoff Berry Computer)，主要用于实现解线性方程组。在同一时期，名为康拉德·朱斯(Konrad Zuse)的德国数学家设计出通用计算机，并命名为“Z1”。20世纪30年代，美国海军和IBM公司在哈佛大学发起了一项工程，在霍华德·艾肯(Howard Aiken)的直接领导下建造了一台名为MarkⅠ的巨型计算机。这种计算机既使用了电子部件，也使用了机械部件。在英国，阿兰·图灵发明了一台名为巨人(Colossus)的计算机，这台计算机是为破译德国Enigma密码而设计的。第一台通用的、完全电子的计算机由约翰·莫奇勒(John Mauchly)和普雷斯波·埃克特(J.Presper Eckert)发明，这台计算机被称为ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator,电子数字积分器和计算器)。它是在1946年完成设计的，利用了将近18000个真空管，有100英尺长，10英尺高，重达30吨。而后来产生的是基于冯·诺依曼模型的计算机前面5种计算机的存储器仅仅用来存放数据，它们利用配线或开关进行外部编程。冯·诺依曼提出程序和数据应该存储在存储器中。按照这种方法，每次使用计算机来完成一项新的任务。你只需要改变程序，而不用重新布线或者调节成百上千的开关。

第一台基于冯氏思想的计算机于1950年在宾夕法尼亚大学诞生，命名为EDVAC。与此同时，英国剑桥大学的莫里斯·威尔克斯(Maurice Wilkes)制造了同样类型的被称为EDSAC的计算机。

真正意义上计算机的诞生是从1950年至今。

1950年以后出现的计算机都差不多基于冯·诺依曼模型。它们变得更快、更小、更便宜，但原理几乎是相同的。历史学家将这一时期划分为几代，每一代计算机的改进主要体现在硬件或软件方面(而不是模型)。

发展史

第一代计算机

第一代计算机(大约1940年代～1959年)以商用计算机的出现为主要特征。在这个时期，计算机只有专家们才能使用。它们被锁在房子里，限制操作者和计算机专家以外的人员进入。计算机体积庞大，且使用真空管作为电子开关。此时的计算机只有大的机构才能负担得起。

第二代计算机

第二代计算机(大约1959～1965年)使用晶体管代替了真空管。这既减小了计算机的 体积，也节省了开支，从而使得中小型企业也可以负担得起。FORTRAN和COBOL这两种高级计算机程序设计语言的发明使得编程更加容易。这两种语言将编程任务和计算机运算任务分离开来。例如，土木工程师能够直接编写一个FORTRAN程序来解决问题，而不必涉及计算机结构中的具体电子细节。

第三代计算机

集成电路(晶体管、导线以及其他部件做在一块单芯片上)的发明更加减少了计算机的成本和大小。小型计算机出现在市场上。封装的程序，就是通常所说的软件包也已经有售。小型公司可以买到需要的软件包(如会计程序)，而不必写自己的程序。一个新的行业——软件行业就此诞生了。这个时期大概从1965年持续到1975年。

第四代计算机

第四代计算机(大约1975～1985年)出现了微型计算机。第一个桌面计算器(Altair8800)出现在1975年。电子工业的发展允许整个计算机子系统做在单块电路板上。这一时代还出现了计算机网络。

第五代计算机

这个还未终止的时代始于1985年。这个时代见证了掌上计算机和台式计算机的诞生。

第二代存储媒体(CD-ROM、DVD等)的改进、多媒体的应用以及虚拟现实现象。

计算机的发展时间还很短，二进制只是开始，随着科技的高速发展，二进制也逐渐展现出强弩之末的趋势。我们必将向着不同的进制探索，也会走向不同的计算机体系，无论如何，这都值得我们期待！