美版苹果 怎么来:第一台真正意义上得计算机诞生于哪一年?

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/04/29 16:08:06

1946年2月14日,世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”(ENIAC)宣告研制成功。“埃尼阿克”的成功,是计算机发展史上的一座纪念碑,是人类在发展计算技术的历程中,到达的一个新的起点。
“埃尼阿克”最初是为了进行弹道计算而设计的专用计算机。但后来通过改变插入控制板里接线方式来解决各种不同的问题,而成为一台通用机。它的一种改型机曾用于氢弹的研制。“埃尼阿克”程序采用外部插入式,每当进行软件中心一项新的计算时,都要重新连接线路。有时几分钟或几十分钟的计算,要花几小时或1-2天的时间进行线路连接准备,这是一个致命的弱点。它的另一个弱点是存储量太小。

计算机的发展史:
第1代:电子管数字机(1946—1958年)
硬件方面,逻辑元件采用的是真空电子管,主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯;外存储器采用的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。
特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般为每秒数千次至数万次)、价格昂贵,但为以后的计算机发展奠定了基础。
第2代:晶体管数字机(1958—1964年)
硬件方的操作系统、高级语言及其编译程序。应用领域以科学计算和事务处理为主,并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高(一般为每秒数10万次,可高达300万次)、性能比第1代计算机有很大的提高。
第3代:集成电路数字机(1964—1970年)
硬件方面,逻辑元件采用中、小规模集成电路(MSI、SSI),主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。特点是速度更快(一般为每秒数百万次至数千万次),而且可靠性有了显著提高,价格进一步下降,产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。
第4代:大规模集成电路机(1970年至今)
硬件方面,逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI)。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。
由于集成技术的发展,半导体芯片的集成度更高,每块芯片可容纳数万乃至数百万个晶体管,并且可以把运算器和控制器都集中在一个芯片上、从而出现了微处理器,并且可以用微处理器和大规模、超大规模集成电路组装成微型计算机,就是我们常说的微电脑或PC机。微型计算机体积小,价格便宜,使用方便,但它的功能和运算速度已经达到甚至超过了过去的大型计算机。另一方面,利用大规模、超大规模集成电路制造的各种逻辑芯片,已经制成了体积并不很大,但运算速度可达一亿甚至几十亿次的巨型计算机。我国继1983年研制成功每秒运算一亿次的银河Ⅰ这型巨型机以后,又于1993年研制成功每秒运算十亿次的银河Ⅱ型通用并行巨型计算机。这一时期还产生了新一代的程序设计语言以及数据库管理系统和网络软件等。
随着物理元、器件的变化,不仅计算机主机经历了更新换代,它的外部设备也在不断地变革。比如外存储器,由最初的阴极射线显示管发展到磁芯、磁鼓,以后又发展为通用的磁盘,现又出现了体积更小、容量更大、速度更快的只读光盘(CD—ROM)。

认识你的那一天
“埃尼阿克”最初是为了进行弹道计算而设计的专用计算机。但后来通过改变插入控制板里接线方式来解决各种不同的问题,而成为一台通用机。它的一种改型机曾用于氢弹的研制。“埃尼阿克”程序采用外部插入式,每当进行软件中心一项新的计算时,都要重新连接线路。有时几分钟或几十分钟的计算,要花几小时或1-2天的时间进行线路连接准备,这是一个致命的弱点。它的另一个弱点是存储量太小。1946年2月14日,世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”(ENIAC)宣告研制成功。“埃尼阿克”的成功,是计算机发展史上的一座纪念碑,是人类在发展计算技术的历程中,到达的一个新的起点。
“埃尼阿克”计算机的最初设计方案,是由36岁的美国工程师莫奇利提出的。1943年,第二次世界大战在激烈进行中,当时美国制造了大量新的枪炮支援前线,枪炮的弹道计算和火力表的测试日趋重要,每一个弹道参数都需要经过大量计算。美国陆军军械部为此大伤脑筋,他们为此雇佣了200多名计算机快手,还是不够用。军方失之东隅需要开发一种新的计算机器,为此,军械部下属的弹道实验室召集几位科学家成立一个研究小组研制这种计算机器。研究小组由莫奇利负责,总工程师由年仅24岁的埃克特担任,组员格尔斯坦是位数学家,另外还有逻辑学家勃克斯。经过两年多的努力,世界上第一台电子计算机终于诞生了。“埃尼阿克”共使用了18000个电子管,另加1500个继电器以及其它器件,其总体积约90立方米,重达30吨,占地170平方米,需要用一间30多米长的大房间才能存放,是个地地道道的庞然大物。
这台耗电量为140千瓦的计算机,运算速度为每秒5000次加法,或者400次乘法,比机械式的继电器计算机快1000倍。当“埃尼阿克”公开展出时,一条炮弹的轨道用20秒钟就算出来,比炮弹本身的飞行速度还快。埃尼阿克的存储器是电子装置,而不是靠转动的“鼓”。它能够在一天内完成几千万次乘法,大约相当于一个人用台式计算机操作40年的工作量。它是按照十进制,而不是按照二进制来操作。但其中也用少量以二进制方式工作的电子管,因此机器在工作中不得不把十进制转换为二进制,而在数据输入、输出时再变回十进制。

“埃尼阿克”最初是为了进行弹道计算而设计的专用计算机。但后来通过改变插入控制板里接线方式来解决各种不同的问题,而成为一台通用机。它的一种改型机曾用于氢弹的研制。“埃尼阿克”程序采用外部插入式,每当进行软件中心一项新的计算时,都要重新连接线路。有时几分钟或几十分钟的计算,要花几小时或1-2天的时间进行线路连接准备,这是一个致命的弱点。它的另一个弱点是存储量太小。

寻访世界第一台电子计算机

世界第一台电子计算机诞生在哪里?很多人会回答诞生在美国,并且会认为1946年2月14日在费城开始运行的ENIAC计算机(电子数字式积分器和计算机)是世界第一台电子计算机。然而细心的读者会发现,这台计算机的诞生地美国宾夕法尼亚大学在其官方文件中仅称它是世界“第一台全电子数字计算机”,为什么它的主人不称它是世界第一台电子计算机呢?

1997年10月21日,英国伦敦泰晤士河南岸的帝国战争博物馆开始举办一个有关二战期间破译密码的展览,展览中赫然出现了“世界第一台电子计算机‘科洛萨斯’”的字样。据称,“科洛萨斯”比ENIAC计算机问世早两年多,在二战期间曾破译了大量德军机密,战争结束后,它被秘密销毁了。

11月14日,记者驱车来到“科洛萨斯”计算机当年的服役地点、伦敦以北约80公里处的布莱奇利园区,在那里采访了布莱奇利园区基金会主任托尼·塞尔先生。布莱奇利园区是二战期间英国主要密码破译力量所在地,目前已辟为一个战争博物馆。

塞尔先生并不急于向记者介绍“科洛萨斯”计算机,而是先向记者介绍了很多二战期间盟军与德、意、日军之间破译密码的斗争。在一台从德军那里缴获的“洛伦茨”加密机旁,塞尔先生讲述了这种加密机的故事。“洛伦茨”加密机是二战后期包括希特勒在内的德军高级将领之间通信用的主要加密机,破译经它加密过的密码难度非常大,希特勒至死都认为“洛伦茨”是不可战胜的。

研制“科洛萨斯”计算机的主要目的是破译经“洛伦茨”加密机加密过的密码。塞尔先生说:“使用其他手段破译这种密码需要6至8个星期,而使用‘科洛萨斯’计算机则仅需6至8小时,因而自它投入使用后,德军大量高级军事机密很快被破译,盟军如虎添翼。”

“科洛萨斯”计算机是1943年3月开始研制的,同年底运到布莱奇利园区。19 44年1月10日,“科洛萨斯”计算机开始运行。

塞尔先生带领记者来到一处很不起眼的建筑中,在那里记者见到了尚未完工的“科洛萨斯”计算机的复制品。塞尔先生向记者出示了照片、图表等有关原始资料,并指出,“科洛萨斯”计算机知名度不高的主要原因是它原先属于高级军事机密,直到70年代有关材料才逐渐解密,而且二战期间研制的10台同类计算机在战争结束后均被秘密销毁。他说:“‘科洛萨斯’计算机作为世界第一台电子计算机的地位已被逐渐公认。”

“科洛萨斯”计算机呈长方体状,长4.9米,宽1.8米,高 2.3米,重约4吨。它的主体结构是两排机架,上面安装了2500个大小形状如同电灯泡的电子管。它利用打孔纸带输入信息,由自动打字机输出运算结果,每秒可处理5000个字符。它的耗电量为4500瓦。

“科洛萨斯”计算机研制工作的负责人是汤米·费劳尔斯博士。现年88岁的费劳尔斯目前在伦敦北区过着隐居生活,据其亲友介绍,他的身体非常虚弱。

塞尔先生不无遗憾地指出,尽管第一台电子计算机诞生于英国,但英国没有抓住由计算机引发的技术和产业革命的机遇。相比之下,美国抓住了这一历史机遇,鼓励发展计算机技术和产业,从而崛起了一大批计算机产业巨头,大大促进了美国综合国力的发展。他说,目前全世界范围兴起了一场以信息高速公路建设为龙头的又一次信息技术革命,谁能更好地把握这一机遇,谁就有可能在21世纪立于不败之地。

第一台计算机

1946年2月14日

ENIAC问世。这是世界上第一台电子计算机。它给人类带来了难以估量的影响。仅就第一台电子计算机而言,在10年的服役生涯中,它所进行的运算比有史以来人类运算量的总和还要多。今天,电子计算机已经深入到社会生活的各个层面,并引领人类迈入“信息时代”、“计算机时代”、“互联网时代”。这一切,都肇始于ENIAC。但谁又能想到,当初制造这台计算机的理由仅仅是为了代替200多名疲惫的计算快手。

2月14日,一个特别的日子,空气都散发着浪漫的气息。不用多说,这个日子作为情人节已被世界公认。但鲜为人知的是,这天还发生过一个重大事件:有人认为世界上第一台电子计算机就在这天诞生。

选对总统的庞然大物

谁是第一台电子计算机的真正发明者?围绕这个问题,计算机界纷争了许多年,甚至大有愈演愈烈之势。多年来,人们都认定莫齐利和艾克特发明的ENIAC是世界上第一台电子数字计算机。但不少人引经论典,认为阿塔纳索夫(JohnVincentAtana?soff)和贝利(CliffordBerry)发明的ABC计算机,才是真正的“鼻祖”。

后来,又有新的史料表明,英国于1943年就曾秘密制造出一台专用电子计算机,并在二战期间建立过殊荣。但这台名为“巨人”(Colossus)的计算机主要用来破译德军的密码,而且很长时间内都属于高级机密。

今天人们庆祝情人节,没有谁会去热衷于考究哪一个来由才权威。我们需要的仅仅是一个统一的日子,让大家一起庆祝而已。对于电脑的生日也是一样。

57年前的1946年2月14日,世界上第一台通用数字电子计算机ENIAC(TheElectronicNumeri?calIntegratorAndComputer)在费城开始运行,宣告人类从此进入了电子计算机时代。

当年,人们看到的ENIAC不是一台机器,而是满满一屋子的庞然大物,密密麻麻的开关按钮,东缠西绕的各类导线,忽明忽暗的指示灯,人们仿佛来到一间正在开工中的纺织车间。ENIAC有8英尺2高,3英尺宽,100英尺长,总重量有30吨之巨。

那是一个奇异的时代:电子计算机如同十月怀胎一样,进入呱呱坠地的时刻。许多数学家、物理学家、天文学家、统计工作者甚至心理学家,都怀着热情和决心,纷纷改行转到研制高速计算机的行列中来。他们中间就有美国宾夕法尼亚州立大学摩尔工程学院的约翰·莫齐利和他的学生约翰·艾克特。

自第二次世界大战以来,枪炮的弹道计算和火力表的测试日趋重要。每一个弹道参数都需用几个不同的微分方程来计算。美国陆军军械部为此大伤脑筋,他们为此雇佣了200多名计算快手,还是不够用。军方迫切需要开发一种新的计算机器,把计算弹道参数的时间提速到以秒计。为此,军械部下属的弹道实验室找到艾克特和莫齐利,由他们负责研制新的计算机器。

1943年4月,摩尔学院和弹道实验室达成协议,由摩尔学院开发研制一种新的电子计算设备。同年5月31日,莫齐利提出了总体设计方案,艾克特则负责电路的研制。经过两年的努力,1945年春天,“ENIAC”已开始试运行。1946年年底,“ENIAC”分装启运,运往阿伯丁军械试验场的弹道实验室,开始了它的计算生涯。除了常规的弹道计算外,它后来还涉及诸多的科研领域,如天气预报、原子核能、宇宙线、热能点火、风洞试验设计等。它还为第一颗原子弹的问世出了一把大力。

50年代,ENIAC第一次为社会公众所知,是被哥伦比亚广播公司租用预测1952年的美国大选结果。选举之夜,当ENIAC仅仅利用5%~7%的选票就预测艾森豪威尔将赢得胜利时,广播公司的所有专家却拒绝报道。苦恼的工程师们只好同意调整机器程序以求与评论家们保持一致。但是,ENIAC依然坚持艾森豪威尔将大获全胜。当计算机的预测被最后证实时,美国传媒界轰动了。专家们不得不公开承认ENIAC确实略胜一筹。机器预测艾森豪威尔将获得438票,实际得票为442票,预测惊人地只有不到1%的误差率。ENIAC走向辉煌的巅峰。

1955年10月2日,“ENIAC”功德圆满,正式退休。1945年正式建成以来,实际运行了80223个小时。这十年间,它的算术运算量比有史以来人类大脑所有运算量的总和还要多。

斗嘴的巨人

ENIAC退休了,一个全新的电脑时代却开始了。继续驱动这个新时代的轮到了晶体管和集成电路。

二战结束后,贝尔实验室开始研制新一代的电子管,具体由肖克利负责。1947年圣诞节前两天的一个中午,肖克利的两位同事沃尔特·布莱登(WalterBrattain)和约翰·巴丁(JohnBardeen),用几条金箔片,一片半导体材料和一个弯纸架制成一个小模型,可以传导、放大和开关电流。他们把这一发明称为“点接晶体管放大器”(Point-ContactTransistorAm?plifier)。因为发明晶体管,肖克利和另两位同事荣获1956年度的诺贝尔物理学奖。这是一种用以代替真空管的电子信号放大元件,是电子工业的强大引擎,是计算机革命的关键,被媒体和科学界称为“20世纪最重要的发明”。也因此有人说:“没有贝尔实验室,就没有硅谷。”

20世纪重大的发明创造数不胜数,那么哪一件是最重要的?必然有不少答案。但是,如果我们将集成电路摆出来,晶体管也要退让三分。因为通过这项发明,微电子学成了所有现代技术的基础,也成了IT业发展最核心的动力。在竞争激烈的高科技领域,这样的发明无疑意味着金钱和荣誉。因此,如同谁是第一台电子计算机的发明人一样,围绕“谁是集成电路发明人”的问题,也成了一幕富有戏剧性的争斗。

1959年2月,德州仪器的杰克·基尔比为他发明的“微型电路”申请了专利。与此同时,仙童公司的罗伯特·诺伊斯却没有为他的集成电路申请专利,直到1959年7月才补了这一手续。显然,基尔比拥有第一个专利,但他的设计不够实用;是诺伊斯的平面处理设计成了后来微电子革命的基础,但他在专利申请上却是后手。这场争执似乎更像是个人的冲突,但是两人背后的公司却在整个60年代里相互控告。最后,法庭也只好一分为二,将集成电路的发明专利授予了基尔比,而将关键的内部连接技术专利授予了诺伊斯。两人也就成为集成电路的共同发明人。

基尔比成了全国闻名的发明家,诺伊斯更是由于创办了英特尔公司成了传奇人物。双方似乎都皆大欢喜,倒是基尔比对“共同发明人”这个词还心有不甘:“我不那么乐意,我认为这是诺伊斯博士的说法。”

斗嘴归斗嘴。诺伊斯因为英特尔的成功,名利双收,成为硅谷最重要的奠基人之一。而基尔比也获得了足够多的荣誉。2000年10月10日,瑞典皇家科学院宣布,基尔比与另外两位科学家共同分享诺贝尔物理学奖,以表彰他们为信息技术所作出的基础性贡献。基尔比分享了近百万美元的一半。这一次他笑得分外开心和自信,因为除了集成电路,他还是袖珍计算器的发明者之一,拥有60多项美国专利。

以小胜大的霍夫

一个想法就可以改变整个世界。有了晶体管,就有了集成电路;有了集成电路,就有了微处理器的发明;有了微处理器,就有了PC之火;有了PC,就有了互联网腾飞的基础。这是一环紧扣一环的技术创新之链。可以说,ENIAC所开启的计算机产业主要借助于三项最重要的发明:一项是贝尔实验室肖克利等三人发明的晶体管,一项是诺伊斯和基尔比发明的集成电路,另一项则是特德·霍夫1971年发明的微处理器。

微处理器这种机器是如此富于创造性和革命性。一开始,没人知道拿它来做什么用。然而,在两年之内,人们开始认识到微处理器带来的创新使计算机工业产生了根本的变革。艾克特和莫齐利的巨大工厂开始浓缩进了小小的微型宇宙中。

与前两项产品的发明者不同,霍夫既没有享受到巨大的财富,也没有因此获得什么特别的荣耀。霍夫却很知足:“如果我们没有在1971年发明‘4004’微处理器,那么别人也会在一两年里发明它”。迄今,这位发明人还未得到公众的充分认识。但是,霍夫的发明如此重要,他完全可以跻身20世纪最伟大的科学家之列。

今天,英特尔董事会主席安迪·格罗夫表示:“这款微处理器在当时代表了英特尔产品的未来,但在最初面市的15年,我们根本就没有意识到这一点。最终,这款微处理器却成了英特尔商业领域的标志性产品。”

在过去的30年里,微处理器已经无处不在。仅在2000年一年就发货3.85亿只。Linley分析公司的首席分析师林雷·吉文纳普表示:“微处理器的面市对每个人的生活都产生了根本性的影响,这么说毫不夸张。在微处理器发明之前,计算机全都是庞大的‘怪兽’。”

到今天,第一台计算机诞生已有57年了。半个世纪中,计算机以惊人的速度发展着,微电子技术的发展,使得计算机处理器和元件越来越小,数量越来越多,计算机的运算速度和存储容量迅速增加。如今,组装一台万亿次计算机已经十分寻常。

ENIAC诞生在一间巨大的房间里;后来的计算机逐渐走出玻璃房,进入办公室,占据了我们的桌面;然后,又纷纷走入家庭;今后,电脑将无所不在。ENIAC开启的事业远远没有抵达终点。

对我来说,2002年6月27日(那天我家买了电脑)