第壹臺計算機的誕生
第壹臺計算機(ENIAC)於1946年2月在美國誕生。
ENIAC PC
花費100萬美元，600美元
重量30噸10kg
占地面積150平方米0.25平方米。
電子器件19000電子管100集成電路。
運算速度為5000次/秒和500萬次/秒。
二、計算機發展的歷史
1，第壹代計算機(1946~1958)
電子管是基本的電子器件；使用機器語言和匯編語言；主要用於國防和科學計算；運算速度從每秒幾千到幾萬次不等。
2.第二代計算機(1958~1964)
晶體管是主要器件；軟件上出現了操作系統和算法語言；運算速度從每秒幾萬到幾十萬次不等。
3、三代計算機(1964~1971)
集成電路被廣泛使用；成交量萎縮；運算速度從每秒幾十萬到幾百萬次不等。
4、四代計算機(1971~)
大規模集成電路是主要器件；運算速度從每秒百萬次到上億次不等。
三、中國計算機發展史
從1953開始，研制出中國第壹臺計算機。
1982年，我國研制出銀河壹、二等小系列計算機，運算速度為1億次。
計算機的歷史
計算機是新技術革命的主力軍，也是推動社會走向現代化的積極因素。計算機科學與技術是第二次世界大戰以來發展最快、影響最深遠的新興學科之壹。在世界範圍內，計算機產業已經發展成為具有強大生命力的戰略性產業。
現代計算機是根據程序自動處理信息的通用工具。它的處理對象是信息，處理結果也是信息。利用計算機解決科學計算、工程設計、管理、過程控制或人工智能等各種問題，都是按照壹定的算法進行的。這種算法是壹系列定義精確的規則，指出如何通過有限的步驟，用給定的輸入信息生成所需的輸出信息。
信息處理的壹般過程是，計算機用戶對要解決的問題預先編制程序並存儲在計算機中，然後用存儲的程序指揮和控制計算機自動進行各種基本操作，直到得到預期的處理結果。計算機自動工作的基礎在於這種存儲程序的方式，其普適性的基礎在於利用計算機處理信息的* * *方法。
計算機的歷史
現代計算機的誕生和發展在現代計算機出現之前，計算機的發展經歷了機械計算機、機電計算機和萌芽的電子計算機三個階段。
早在17世紀，歐洲的壹群數學家就開始設計和制造以數字形式執行基本運算的數字計算機。1642年，法國數學家帕斯卡利用類似鐘表的齒輪傳動裝置，制成了最早的十進制加法器。1678年，德國數學家萊布尼茨制造的計算機進壹步解決了十進制數的乘法和除運算。
英國數學家巴貝奇在1822年制作差分機模型時提出了壹個想法。每完成壹次算術運算，就會發展成壹次特定完整運算過程的自動完成。1884年，巴貝奇設計了壹臺程控萬能分析儀。雖然這個分析儀已經描述了與程序控制方式相關的計算機的原型，但是由於當時的技術條件還沒有實現。
在巴貝奇的思想提出後的壹百多年間，電磁學、電工學和電子學取得了巨大的進步，在元器件方面相繼發明了真空二極管和真空三極管。系統技術方面，無線電報、電視、雷達相繼發明。所有這些成就都為現代計算機的發展準備了技術和物質條件。
與此同時，數學和物理也相應地蓬勃發展起來。到20世紀30年代，物理學的所有領域都在經歷量化階段，數學方程描述了各種物理過程，其中壹些很難用經典的分析方法求解。因此，數值分析受到重視，發展了各種數值積分、數值微分和微分方程的數值解，將計算過程簡化為巨量的基本運算，從而為現代計算機的數值算法奠定了基礎。
社會對先進計算工具的迫切需求是現代計算機誕生的根本動力。20世紀以來，各個科學領域和技術部門都出現了無數的計算困難，阻礙了學科的不斷發展。尤其是二戰爆發前後，軍事科技對高速計算工具的需求尤為迫切。這壹時期，德國、美國、英國都在發展計算機，幾乎同時開始研究機電計算機和電子計算機。
德國人朱塞佩是第壹個使用電子元件制造計算機的人。他在1941年制造的全自動繼電器計算機Z-3，具有浮點計數、二進制運算、數字存儲地址指令形式等現代計算機的特點。在美國，中繼計算機有MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。也是在1940 ~ 1947期間做的。但繼電器的開關速度約為百分之壹秒，大大限制了計算機的運算速度。
電子計算機的發展過程經歷了從制作零件到整機、從專用機到通用機、從“外部程序”到“存儲程序”的演變1938年，保加利亞裔美國學者阿塔納索夫(atanasoff)首先制作了電子計算機的計算零件。1943年，英國外交部通信處制造了壹臺“巨型”電子計算機。這是壹種特殊的密碼分析機，在二戰中被應用。
1946年2月，美國賓夕法尼亞大學摩爾學院制造的大型電子數字積分計算機(ENIAC)最初用於火炮彈道計算，經過多次改進，成為壹種通用計算機，可以進行各種科學計算。這種完全用電子電路進行算術運算、邏輯運算和信息存儲的計算機，比中繼計算機快1000倍。這就是人們經常提到的世界上第壹臺電子計算機。但這臺計算機的程序還是外置的，存儲容量太小，還沒有完全具備現代計算機的主要特征。
這項新突破是由數學家馮·諾依曼領導的設計團隊取得的。1945年3月，他們發表了壹個全新的通用電子計算機程序——電子離散變量自動機(EDVAC)。隨後，在1946年6月，馮·諾依曼等人提出了壹份更加完善的設計報告，對電子計算機設備的邏輯結構進行了初步研究。同年7月至8月，他們在摩爾學院給來自美國和英國20多個機構的專家講授了壹門專門的課程“計算機設計理論與技術”，促進了存儲程序計算機的設計和制造。
1949年，英國劍橋大學數學實驗室率先做出了電子離散時間自動計算機(EDSAC)。美國制造了東方標準自動計算機(SFAC)1950。至此，電子計算機發展的萌芽期結束，現代計算機的發展期開始。
在創造數字計算機的同時，另壹種重要的計算工具——模擬計算機也被開發出來。物理學家在總結自然規律時，往往會用數學方程來描述某個過程。相反，也可以用物理過程模擬的方法來求解數學方程。對數發明後，1620年制作的計算尺已經把乘除法改為加減法進行計算。麥克斯韋巧妙地將積分(面積)的計算轉化為長度的度量，在1855中做了壹個積分器。
傅立葉分析是19世紀數學物理的又壹偉大成就，對模擬器的發展起到了直接的推動作用。19世紀末20世紀初，65438+制造了各種計算傅立葉系數的解析機和求解微分方程的微分解析機。然而，當試圖推廣微分分析器解決偏微分方程和模擬器解決壹般科學計算問題時，人們逐漸意識到模擬器在通用性和準確性方面的局限性，並把主要精力轉向數字計算機。
電子數字計算機出現後，模擬計算機繼續發展，並與數字計算機相結合，產生了混合計算機。模擬器和混合器已經發展成為現代計算機的特殊品種，即高效的信息處理工具或特定領域的模擬工具。
自20世紀中期以來，計算機壹直處於高速發展時期，計算機從只有硬件發展到包括硬件、軟件和固件的計算機系統。計算機系統的性能價格比平均每10年提高兩個數量級。計算機的類型經過了壹次又壹次的劃分，發展為微型計算機、小型計算機、通用計算機(包括巨型、大型和中型計算機)、各種專用計算機(如各種控制計算機和模數混合計算機)。
計算機設備，從電子管到晶體管，從分立元件到集成電路再到微處理器，在計算機的發展中實現了三次飛躍。
電子管計算機時代(1946 ~ 1959)，計算機主要用於科學計算。主存是決定電腦技術面貌的主要因素。當時的主要存儲器有水銀延遲線存儲器、陰極射線示波器靜電存儲器、磁鼓和磁芯存儲器，計算機通常是按此分類的。
晶體管計算機時代(1959 ~ 1964)，磁心存儲器作為主存儲器，磁鼓和磁盤開始作為主輔存儲器。不僅科學計算計算機不斷發展，中小型計算機，尤其是廉價的小型數據處理計算機也開始批量生產。
1964隨著集成電路計算機的發展，計算機也進入了產品系列化的發展時期。半導體存儲器逐漸取代了核心存儲器的主存地位，磁盤成為不可或缺的輔助存儲器，虛擬存儲技術得到了廣泛應用。隨著各種半導體只讀存儲器和可重寫只讀存儲器的快速發展，以及微程序技術的發展和應用，計算機系統中開始出現固件子系統。
70年代以後，計算機用集成電路的集成迅速從小規模發展到大規模和超大規模水平，微處理器和微型計算機應運而生，各種計算機的性能迅速提高。隨著字長為4位、8位、16位、32位和64位的微型計算機的出現和廣泛應用，對小型計算機、通用計算機和專用計算機的需求也相應增加。
微型計算機在社會上廣泛應用後，壹棟辦公樓、壹所學校、壹個倉庫往往有幾十臺甚至上百臺電腦。實現它們互連的局域網隨即興起，進壹步推動了計算機應用系統從集中式系統向分布式系統的發展。
電子管計算機時代，壹些計算機配備了匯編語言和子程序庫，出現了科學計算的高級語言FORTRAN。晶體管計算機階段，事務處理的COBOL語言、科學計算機的ALGOL語言、符號處理的LISP語言等高級語言開始進入實用階段。操作系統的初步形成使計算機的使用從手工操作轉變為自動作業管理。
進入集成電路計算機發展時期後，計算機中已經形成了相當規模的軟件子系統，高級語言的種類進壹步增多，操作系統日臻完善，具有批處理、分時處理、實時處理等多種功能。軟件子系統還增加了數據庫管理系統、通信處理程序和網絡軟件。軟件子系統的功能不斷增強，明顯改變了計算機的使用屬性，顯著提高了使用效率。
在現代計算機中，外圍設備的價值已經普遍超過了計算機硬件子系統的壹半，其技術水平很大程度上決定了計算機的技術面貌。外圍設備的技術是非常綜合性的，不僅取決於電子、機械、光學、磁學等多學科的綜合，還取決於精密機械技術、電工電子加工技術以及測量技術和工藝水平。
外圍設備包括輔助存儲器和輸入輸出設備。輔助存儲器包括磁盤、磁鼓、磁帶、激光存儲器、大容量存儲器和微型存儲器等。輸入輸出設備分為輸入、輸出、轉換、模式信息處理設備和終端設備。在這些各種設備中，磁盤、終端設備、模式信息處理設備和轉換設備對計算機的技術前景影響最大。
新壹代計算機是集信息采集、存儲和處理、通信和人工智能於壹體的智能計算機系統。它既能處理壹般信息，又能面對知識處理，具有形式推理、聯想、學習和解釋的能力，將有助於人類開拓未知領域，獲取新知識。
中國計算技術的發展在人類文明的發展史上，中國曾經在早期計算工具的發明創造上寫下了光輝的壹頁。早在商朝，中國就創造了十進制記數法，比世界早了壹千多年。到了周朝，發明了當時最先進的計算工具——計算和編制。這是壹種用不同顏色的竹子、木頭或骨頭制成的小棍子。在計算每壹道數學題的時候，我們通常會以歌曲的形式編出壹套算法，壹邊計算壹邊不斷地重新排列木棒。我國古代數學家祖沖之計算出圓周率在3.1415926到3.1415927之間。這個結果比西方早了1000年。
珠算是中國的又壹獨創，也是計算工具發展史上的第壹項重大發明。這種輕便靈活、便於攜帶、與人民生活密切相關的東西，最早出現在漢代，逐漸成熟於元代。珠算不僅對中國的經濟發展起到了有益的作用，而且還傳到了日本、朝鮮、東南亞等地區。它經受了歷史的考驗，壹直沿用至今。
中國發明創造的南導車、水運象、鼓車、提花機，不僅為自動控制機械的發展做出了突出貢獻，而且對計算工具的演變產生了直接或間接的影響。比如張衡做的水運星座圖，可以自動與地球運行同步。唐宋時期經過改良，成為世界上最早的天文鐘。
記憶中的鼓車是世界上最早的自動計數裝置。提花機的原理對計算機程序控制的發展產生了間接的影響。在中國古代，八卦由陽和陰組成，這也對計算技術的發展產生了直接影響。萊布尼茨寫了壹篇關於八卦的論文，系統地提出了二進制算術算法。他認為世界上最早的二進制表示是中國的八卦。
在沈寂了很久之後，新中國成立後，中國的計算技術進入了壹個新的發展時期，相繼成立了研究機構，在高等院校設立了計算技術與器件和計算數學專業，著手打造中國的計算機制造業。
1958和1959年，我國先後制造出第壹臺小型和大型電子管計算機。60年代中期，我國成功研制了壹批晶體管計算機，並用ALGOL等語言編制了編譯器等系統軟件。60年代末，中國開始研究集成電路計算機。20世紀70年代，中國已經大規模生產小型集成電路計算機。20世紀80年代以後，中國開始註重微型計算機系統的開發和應用。大型計算機特別是超級計算機技術也取得了重要進展；建立計算機服務業，逐步完善計算機產業結構。
在計算機科學技術研究方面，我國在有限元計算方法、數學定理的機器證明、漢字信息處理、計算機系統結構和軟件等方面取得了很大成就。在計算機應用方面，中國在科學計算和工程設計領域取得了令人矚目的成就。計算機應用研究和實踐在商業管理和過程控制中越來越活躍。
計算機科學與技術
計算機科學與技術是壹門以數學、電子學(特別是微電子學)、磁學、光學、精密機械等學科為基礎，實用性強，發展迅速的技術學科。但它並不是簡單地應用某些學科的知識，而是通過高度集成，形成壹套與信息表示、轉換、存儲、處理、控制和利用相關的理論、方法和技術。
計算機科學是研究計算機及其周圍環境的各種現象和尺度的科學，主要包括理論計算機科學、計算機系統結構、軟件和人工智能。計算機技術泛指應用於計算機領域的技術方法和手段，包括計算機系統技術、軟件技術、組件技術、器件技術和組裝技術。計算機科學與技術包括五個分支，即理論計算機科學、計算機系統結構、計算機組織與實現、計算機軟件和計算機應用。
理論計算機科學是研究計算機基礎理論的學科。在數千年的數學發展中，人們研究了各種計算，創造了許多算法。而以計算本質或算法本身為研究對象的數學理論，則是在20世紀30年代才發展起來的。
當時幾位數理邏輯學者建立的算法理論，即可計算性理論或遞歸函數理論，對40年代現代計算機設計思想的形成產生了影響。此後，對真實計算機及其程序的數學模型性質的研究，以及對計算復雜性的研究不斷發展。
理論計算機科學包括自動機理論、形式語言理論、程序理論、算法分析和計算復雜性理論。自動機是真正的自動計算機的數學模型，或者說是真正的計算機程序的模型。自動機理論的任務就是研究這種抽象機器的模型。程序設計語言是壹種形式語言，形式語言理論根據語言表達能力的強弱分為O ~ 3種語言，分別對應圖靈機等四種自動機。程序理論是研究程序邏輯、程序復雜性、程序正確性證明、程序驗證、程序綜合、形式語言學和程序設計方法的理論基礎。算法分析研究各種特定算法的性質。計算復雜性理論研究算法復雜性的壹般性質。
計算機系統結構程序員看到的計算機屬性，集中在計算機的概念結構和功能特性，硬件、軟件和固件子系統的功能分配及其接口的確定。使用高級語言的程序員看到的計算機屬性主要是軟件子系統和固件子系統的屬性，包括操作系統、數據庫管理系統和網絡軟件的編程語言和用戶界面。使用機器語言的程序員看到的計算機屬性是硬件子系統的概念結構(硬件子系統結構)及其功能特性，包括指令系統(機器語言)、寄存器定義、中斷機制、輸入輸出方式、機器工作狀態等。
硬件子系統的典型結構是馮諾依曼結構，由算術控制器、存儲器和輸入輸出設備組成，采用“指令驅動”方式。起初，它是為求解非線性和微分方程而設計的，並沒有預見到高級語言、操作系統和其他特殊要求的出現，以適應其他應用環境。長期以來，軟件子系統都是在這種馮諾依曼結構的基礎上發展起來的。然而，不適應的情況逐漸暴露出來，推動了計算機體系結構的改革。
計算機組織與實施是研究計算機的功能，組件之間的互聯和交互，以及與計算機實施相關的技術，這些都屬於計算機組織與實施的任務。
在計算機系統結構確定了分配給硬子系統的功能及其概念結構後，計算機組織的任務就是研究各部件的內部結構和相互聯系，以實現機器指令級的各種功能和特性。這種互連包括各種功能組件的排列、互連和交互。
隨著計算機功能的擴展和性能的提高，計算機中的功能部件越來越多，它們之間的互連結構也越來越復雜。現代有三種互連方式，以中央處理器、存儲器或通信子系統為中心，與其他部件互連。以通信子系統為中心的組織模式將計算機技術和通信技術緊密結合，形成了計算機網絡、分布式計算機系統等重要的計算機研究和應用領域。
與計算實現相關的技術範圍相當廣泛，包括計算機部件、器件技術、數字電路技術、組裝技術以及相關的制造技術和工藝。
軟件的研究領域主要有程序設計、基礎軟件和軟件工程。程序設計是指設計和編譯程序的過程，是軟件研發的基本環節。程序設計研究的內容包括相關的基本概念、規範、工具、方法和方法論。該領域的發展特點是:從順序編程向並發編程和貨幣共享編程過渡；從非結構化編程方法過渡到結構化編程方法；從低級語言工具過渡到高級語言工具；從具體方法到方法論的轉變。
基礎軟件是指在計算機系統中起基礎作用的軟件。計算機的軟件子系統可以分為兩層:靠近硬件子系統的那壹層叫系統軟件，使用頻率高，但與具體應用領域無關；另壹層與具體應用領域直接相關，稱為應用軟件；此外，還有支持其他軟件研究和維護的軟件，稱為支撐軟件。
軟件工程是用工程方法以及相關技術研究和維護軟件的過程。軟件研究和維護的全過程包括概念形成、需求定義、設計、實現、調試和交付，以及修正、適應和完善三個意義的維護。軟件工程的研究內容涉及與上述全過程相關的對象、結構、方法、工具和管理。
軟件研究系統的任務是:采用軟件工程中的形式化方法，使軟件研究和維護過程中的各種工作盡可能由計算機自動完成；打造壹臺軟件、固件、硬件高度集成的高效率計算機，以適應軟件的發展。
計算機產業
計算機產業包括兩大部門，即計算機制造和計算機服務。後者也被稱為信息加工業或信息服務業。計算機產業是壹種高附加值、知識技術密集的節能資源節約型產業，對國民經濟發展、國防實力和社會進步具有重大影響。因此，許多國家都采取了促進計算機產業繁榮的政策。
計算機制造業包括各種計算機系統、外圍設備和終端設備的生產，以及相關器件、部件、器件和材料的制造。計算機作為工業產品，要求產品具有繼承性、高性價比、綜合性能。計算機的繼承性尤其體現在軟件兼容性上，使用戶和廠商能夠在新產品中使用過去開發的軟件，讓高價的軟件財富繼續發揮作用，減少用戶重新開發軟件的時間和成本。提高性價比是計算機產品更新的目標和動力。
計算機制造業提供的計算機產品壹般只包括硬件子系統和部分軟件子系統。通常情況下，軟件子系統中缺少適應各種具體應用環境的應用軟件。為了使計算機在特定的環境中發揮作用，有必要設計應用系統和開發應用軟件。另外，電腦的操作和維護需要有專業知識的技術人員，這往往不是壹群用戶能做到的。
鑒於這些社會需求，壹些計算機制造商非常重視為用戶提供各種技術服務和銷售服務。壹些獨立於電腦廠商的電腦服務機構也在50年代開始出現。到20世紀60年代末，計算機服務業已經成為世界上壹個獨立的產業。
計算機的發展與應用
計算機科學與各學科技術的結合，改進了研究工具和方法，促進了各學科的發展。過去人們主要通過實驗和理論進行科技研究。現在，計算和模擬已經成為第三種研究方式。
計算機與相關實驗觀測儀器相結合，可以對實驗數據進行現場記錄、整理、加工、分析和繪制圖表，顯著提高了實驗工作的質量和效率。計算機輔助設計(CAD)已經成為工程設計高質量和自動化的重要手段。在理論研究上，計算機是人腦的延伸，可以替代和強化人腦的某些功能。古代數學依靠紙筆操作，現在計算機成為新的工具，證明數學定理等繁重的腦力勞動可能由計算機完成或部分完成。
作為壹種新的研究方法，計算和模擬往往會導致壹些學科產生新的分支。比如空氣動力學、氣象學、彈性結構力學、應用分析所面臨的“計算障礙”，隨著高速計算機和相關計算方法的出現，開始有所突破，衍生出計算空氣動力學、氣象數值預報等壹些邊緣分支。計算機定量研究不僅在自然科學中起著重要作用，而且在社會科學和人文科學中也起著重要作用。例如，計算機是人口普查、社會調查和自然語言研究的有力工具。
計算機在各行各業的廣泛應用往往會產生顯著的經濟效益和社會效益，從而導致產業結構、產品結構、管理和服務方式的重大變革。在產業結構上，出現了計算機制造、計算機服務等新興產業以及知識產業。
微處理器和微型計算機已經嵌入到機電設備、電子設備、通訊設備、儀器儀表和家用電器中，使得這些產品向智能化方向發展。計算機被引入各種生產過程系統，大大提高了化工、石油、鋼鐵、電力、機械、造紙、水泥等生產過程的自動化水平，提高了勞動生產率，提高了質量，降低了成本。該計算機可嵌入各種武器和系統，可顯著提高其戰鬥力。
在商業管理中，計算機可以用來完成統計、計劃、查詢、庫存管理、市場分析、輔助決策等。，使企業管理科學高效，從而加速資金周轉，降低庫存水平，提高服務質量，縮短新產品開發周期，提高勞動生產率。在辦公自動化中，計算機可以用於文件的起草、檢索和管理，大大提高了辦公效率。
電腦也是人們的學習工具和生活工具。借助家用電腦、個人電腦、計算機網絡、數據庫系統和各種終端設備，人們可以學習各種課程，獲取各種信息和知識，處理各種日常事務(如訂票、購物、存取款等。)，甚至在家辦公。越來越多的人會在工作、學習和生活中直接或間接接觸電腦。普及計算機教育已經成為壹個重要的問題。
總之，計算機的發展和應用不僅是壹種技術現象，而且是壹種政治、經濟、軍事和社會現象。世界各國都在努力積極控制社會計算機化和信息化的進程，克服計算機化過程中可能出現的消極因素，更順利地向更高層次邁進。
時代的車輪即將進入21世紀的大門。人將如何面對未來？無論妳從事什麽工作，無論妳住在哪裏，妳都會意識到我們面臨的這個世紀是壹個科技高度發達的信息時代。計算機是信息處理的主要工具。掌握計算機知識已經成為當代人類文化不可或缺的壹部分，計算機技能是人們工作和生活不可或缺的基本手段。
基於這種認識，近年來，我國掀起了全國性的學習計算機的熱潮，各行各業的人都渴望學習計算機知識，掌握計算機技能。對於廣大非計算機專業的學生來說，學習計算機的目的是學以致用，希望學以致用，立竿見影，而不需要學習系統論。
掌握計算機技能的關鍵是實踐，只有通過大量的實際應用，才能真正深入掌握。光靠看書很難真正掌握計算機應用。就像妳在陸地上學不會遊泳壹樣，妳必須到水裏去學遊泳。同樣，學習計算機應用，也必須坐在電腦旁邊，頻繁反復地操作電腦。熟能生巧。只要做對了，花在電腦上的時間越多，收獲越大。......