計算機編年史(上)
計算機編年史[錦陽1]?
?????? 各位好我是“常青的綿陽“,歡迎來到計算機編年史[錦陽2]?。
?????? 我們從400年前的史前時代說起。[錦陽3]?
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史前時代(1623——1895)
1623年,便帶一提,我們中國這時候是明朝。此時德國科學家契克卡德(W. Schickard)制造了人類有史以來第一臺機械計算機,這臺機器能夠進行六位數(shù)的加減乘除運算。[錦陽4]? 接著1642年法國科學家帕斯卡(B.Pascal)發(fā)明了著名的帕斯卡機械計算機,首次確立了計算機器的概念。30年后萊布尼茨對帕斯卡的計算機進行了改進,并且提出了“二進制”數(shù)的概念。[錦陽5]?
?????? 大約50年后,法國紡織機械師布喬(B.Bouchon)發(fā)明了“穿孔紙帶”的構想。這是計算機的第一種存儲介質,伴隨了計算機一百多年的時間。之后1805年法國機械師杰卡德(J.Jacquard)根據(jù)布喬“穿孔紙帶”的構想完成了“自動提花編織機”的設計制作,在后來電子計算機開始發(fā)展的最初幾年中,在多款著名計算機中我們均能找到自動提花機的身影。[錦陽6]?
?????? 十多年后“自動提花編織機”的設計制作,在后來電子計算機開始發(fā)展的最初幾年中,在多款著名計算機中我們均能找到自動提花機的身影。[錦陽7]?之后巴貝奇還提出了分析機的我完全看不懂的概念:機器共分為三個部分:堆棧,運算器,控制器。他的助手, 英國著名詩人拜倫的獨生女阿達.奧古斯塔(Ada Augusta)為分析機編制了人類歷史上第一批計算機程序。阿達和巴貝奇為計算機的發(fā)展創(chuàng)造了不朽的功勛,他們對計算機的預見起碼超前了一個世紀以上,正是他們的辛勤努力,為后來計算機的出現(xiàn)奠定了堅實的基礎。[錦陽8]?
之后英國數(shù)學家布爾(G.Boole)分別在1847和1854年著作《邏輯的數(shù)學分析》。;和布爾發(fā)表《思維規(guī)律的研究——邏輯與概率的數(shù)學理論基礎》,并綜合自己的另一篇文章《邏輯的數(shù)學分析》,從而創(chuàng)立了一門全新的學科-布爾代數(shù),為百年后出現(xiàn)的數(shù)字計算機的開關電路設計提供了重要的數(shù)學方法和理論基礎。[錦陽9]?
1868年美國新聞工作者克里斯托夫.肖爾斯(C.Sholes)發(fā)明QWERTY鍵盤,這種鍵盤也沿用至今.
1873年美國人鮑德溫(F. Baldwin)利用自己過去發(fā)明的齒數(shù)可變齒輪制造了第一臺手搖式計算機。之后1878年一位在俄國工作的瑞典發(fā)明家奧涅爾發(fā)明子一種齒數(shù)可變的齒輪計算機。886年的時候美國人Dorr E. Felt (1862-1930), 制造了第一臺用按鍵操作的計算器。[錦陽10]?
在美國第11次人口普查艱難的完成時,下一次比上次增長了10倍的人口普查又開始了,人們完全接受不了,[錦陽11]?此時霍列瑞斯(H.Hollerith)博士發(fā)明的制表機使用紙帶來存儲數(shù)據(jù),方便了數(shù)據(jù)的記錄,從而完成了人類歷史上第一次大規(guī)模數(shù)據(jù)處理。這也是存儲介質上的一大里程碑。(1890)[錦陽12]?
1893年德國人施泰格爾研制出一種名為“大富豪”的計算機,該計算機是在手搖式計算機的基礎上改進而來,并依靠良好的運算速度和可靠性而占領了當時的市場,直到1914年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)之前,這種“大富豪”計算機一直暢銷不衰。[錦陽13]?
1850年英國青年工程師弗萊明(J.Fleming)通過“愛迪生效應”發(fā)明了人類第一只電子管。從此史前時代到此結束,之后便進入了電子管時代。[錦陽14]?
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電子機械時代(1911——1946)[錦陽15]?
電子機械時代,計算機的發(fā)展逐漸加快。
1911年6月15日,Charles R. Flint籌劃了國際時間記錄公司、計算尺公司和制表機器公司 三家公司的合并,成立了計算-制表-記錄公司(Computing-Tabulating-Recording Company,即C-T-R公司)。George Fairchild成為公司的董事會董事長。 (C-T-R公司后來在1924年改名為國際商用機器公司)[錦陽16]?
?????? 1912年美國青年發(fā)明家德.福雷斯特(L.De Forest)在帕洛阿托小鎮(zhèn)首次發(fā)現(xiàn)了電子管的放大作用,為電子工業(yè)奠定了基礎,而今日的帕洛阿托小鎮(zhèn)也已成為硅谷的中心地帶。下一年,美國麻省理工學院教授萬.布什(V.Bush)領導制造了模擬計算機“微分分析儀”。機器采用一系列電機驅動,利用齒輪轉動的角度來模擬計算結果。[錦陽17]?
?????? 1924年,硅谷之父特曼擔任斯坦福大學教授,對創(chuàng)建HP、成立斯坦福工業(yè)園區(qū)起到決定性作用。2月,由霍列瑞斯創(chuàng)辦的制表機公司幾經演變,最終更名為國際商用機器公司,即我們今天看到的IBM。[錦陽18]?
?????? 同年IBM制造了IBM601穿孔卡片式計算機,該計算機能夠在一秒鐘內計算出乘法運算。之后1937年11月美國AT&T貝爾實驗室研究人員斯蒂比茲(G. Stibitz)制造了電磁式數(shù)字計算機“Model-K”。[錦陽19]?
?????? 1939年,元旦,美國斯坦福大學研究生比爾.休利特(B.Hewllet)和戴維.帕卡德(D.Packard)正式簽署企業(yè)合伙協(xié)議,創(chuàng)辦了Hewllet-Packard(HP)公司,即國內通稱的惠普公司。比爾·休利特和戴維·帕卡德(Dave Packard)被尊為硅谷之父。[錦陽20]?當年9月貝爾實驗室研制出M-1型計算機,10月約翰.阿塔納索夫(John Vincent Atanasoff(1903-1995))制造了后來舉世聞名的ABC計算機的第一臺樣機,并提出了計算機的三條原則:
1.以二進制的邏輯基礎來實現(xiàn)數(shù)字運算,以保證精度;[錦陽21]?
2. 利用電子技術來實現(xiàn)控制,邏輯運算和算術運算,以保證計算速度;
3. 采用把計算功能和二進制數(shù)更新存貯的功能相分離的結構。這就是著名的計算機三原則[錦陽22]?。
?????? 1940年9月貝爾實驗室在美國達特默思大學演示M—1型機。他們用電報線把安置在校園內的M—1型機和相連,當場把一個數(shù)學問題打印出來并傳輸?shù)郊~約,M— 1型機在達特默思大學的成功表演,首次實現(xiàn)了人類對計算機進行的遠距離控制的夢想??刂普撝妇S納提出了計算機五原則。[錦陽23]?
????????????? (1) 不是模擬式,而是數(shù)字式;
????????????? (2)由電子元件構成,盡量減少機械部件
????????????? (3) 采用二進制,而不是十進制;
????????????? (5) 內部存放計算表;
????????????? (5) 在計算機內部存貯數(shù)據(jù)。[錦陽24]?
?????? 1941年楚澤完成了Z3計算機的研制工作,可編程的電子計算機??商幚?位指數(shù)、14位小數(shù)。使用了大量的真空管。每秒種能作3到4次加法運算,一次乘法需要3到5秒。[錦陽25]?
1942年時任美國依阿華州立大學數(shù)學物理教授的阿塔納索夫(John V. Atanasoff)與研究生貝瑞(Clifford Berry)組裝了著名的ABC(Atanasoff-Berry Computer)計算機,共使用了300多個電子管,但是不幸遇到第二次世界大戰(zhàn),這臺計算機并沒有正式投入運行。阿塔納索夫和克利福德·貝瑞的計算機工作直到1960年才被發(fā)現(xiàn)和廣為人知,并且陷入了誰才是第一臺計算機的沖突中。那時候,ENIAC普遍被認為是第一臺現(xiàn)代意義上的計算機,但是在1973年,美國聯(lián)邦地方法院注銷了ENIAC的專利,并得出結論:ENIAC的發(fā)明者從阿塔納索夫那里繼承了電子數(shù)字計算機的主要構件思想。因此,ABC被認定為世界上第一臺計算機。[錦陽26]?
1943年10月綽號為“巨人”的計算機采用暴力運算的方式用來破譯德軍密碼的計算機在英國布雷契萊莊園制造成功,此后又制造多臺,為第二次世界大戰(zhàn)的勝利立下了汗馬功勞。[錦陽27]?
1944年8月7日由IBM出資,美國人霍德華.艾肯(H.Aiken)負責研制的馬克1號計算機在哈佛大學正式運行,它裝備了15萬個元件和長達800公里的電線,每分鐘能夠進行200次以上運算。女數(shù)學家格雷斯.霍波(G.Hopper)為它編制了計算程序,并聲明該計算機可以進行微分方程的求解。馬克1號計算機的問世不但實現(xiàn)了巴貝奇的夙愿,而且也代表著自帕斯卡計算機問世以來機械計算機和電動計算機的最高水平。[錦陽28]?
1946年2月14日美國賓西法尼亞大學摩爾學院教授莫契利(J. Mauchiy)和??颂兀↗.Eckert)共同研制成功了ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer):計算機。這臺計算機總共安裝了17468只電子管,7200個二極管,70000多電阻器,10000多只電容器和6000只繼電器,電路的焊接點多達50萬個,機器被安裝在一排2.75米高的金屬柜里,占地面積為170平方米左右,總重量達到30噸,其運算速度達到每秒鐘5000次加法,可以在3/1000秒時間內做完兩個10位數(shù)乘法。它通過不同部分之間的重新接線編程,還擁有并行計算能力,但功能受限制,速度也慢。ENIAC的問世標志現(xiàn)代計算機的誕生,是計算機發(fā)展史上的里程碑。在人們未發(fā)現(xiàn)ABC計算機前的第一臺電子計算機。[錦陽29]?也是除ABC計算機之外的第一臺電子管計算機。
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之后進入了電子管時代1947-1958[錦陽30]?
?????? 電子管時代可以說是計算機真正的開始,我們的信息書上的第一臺電子計算機就是電子管時代的ENIAC。
?????? 1947年世界著名的貝爾電話實驗室研制出了第一個半導體三極管,也就是晶體管。
?????? 晶體管有三個電極,通過三根導線引出管外。三個電極中有一個電極能起控制作用,如果給這一個電極通上電流,晶體管內部的電子開關就接通,另外兩個電極就會有電流通過;如果不給這個電極電流,開關就斷開,另外兩個電極也就沒有電流,這是晶體管的基本功能。晶體管還有放大功能。
晶體管能代替電子管工作,又沒有玻璃管殼,不需要真空,體積很小,生產成本很低,并且壽命比電子管長得多。因此,晶體管問世后,立即得到了迅速發(fā)展并且代替了電子管的位置。
同年12月23號貝爾實驗室的肖克利(William B. Shockley),布拉頓(John Bardeen),巴丁(Walter H. Brattain)創(chuàng)造出了世界上第一只半導體放大器件,他們將這種器件重新命名為“晶體管” 從上到下依次為:肖克利,布拉頓和巴丁
1948年6月10日,香農在《貝爾系統(tǒng)技術雜志》(Bell System Technical Journal)上連載發(fā)表了他影像深遠的論文《通訊的數(shù)學原理》,并于次年在同一雜志上發(fā)表了自己的另一著名論文《噪聲下的通信》。在這兩篇論文中,香農闡明了通信的基本問題,給出了通信系統(tǒng)的模型,提出了信息量的數(shù)學表達式,并解決了信道容量、信源統(tǒng)計特性、信源編碼、信道編碼等一系列基本技術問題。兩篇論文成為了信息論的奠基性著作,此時尚不足三十歲的香農也成為了信息論的奠基人。
同年12月,ENAIC的兩位締造者共同創(chuàng)辦了世界上第一家電腦公司“??颂亍趵嬎銠C公司”(EMCC)。[錦陽31]?
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1949年當時尚在美國哈佛大學計算機實驗室的上海籍華人留學生王安向美國國家專利局申請了磁芯的專利。貝爾實驗室制造了M系列計算機的最后一個型號:M-6,并從此不在涉足計算機的研制與生產。貝爾實驗室所研制的M系列繼電器計算機,是從機械計算機過波到電子計算機的重要橋梁。[錦陽32]?
同年9月“馬克”3號計算機研制成功,“馬克”3號也是霍德華.艾肯研制的第一臺內存程序的大型計算機,他在這臺計算機上首先使用了磁鼓作為數(shù)與指令的存儲器,替換掉了紙帶,這是計算機發(fā)展史上的一項重大改進,從此磁鼓成為第一代電子管計算機中廣泛使用的存儲器。[錦陽33]?
英國劍橋大學數(shù)學實驗室的Wilkes和他的小組建成了一臺存儲程序的計算機EDSAC,輸入輸出設備仍是紙帶。[錦陽34]?
磁鼓雖然可以存放并快速的讀取數(shù)據(jù)但是成本和體積極高所以 1950年東京帝國大學的Yoshiro Nakamats發(fā)明了軟磁盤,從而開創(chuàng)了計算機存儲的新紀元。[錦陽35]?
同年10月阿蘭.圖靈發(fā)表自己另外一篇及其重要的論文《機器能思考嗎》,從而為人工智能奠定了基礎,圖靈也獲得了“人工智能之父”的美譽。甚至有人說在第一代電腦占統(tǒng)治地位的那個時代,這篇論文我們可以把它看作第五代,第六代電腦的宣言書。[錦陽36]?
1951年6月14日當時已在雷明頓—蘭德(Remington-Rand)公司任職的莫契利和??颂卦俅温?lián)袂制造的UNIVAC計算機正式移交美國人口普查局使用,從而使電腦走出了實驗室,開始為人類社會服務,從此人類社會進入了計算機時代。[錦陽37]?
6月王安創(chuàng)辦王安實驗室,即王安電腦公司的前身,從此開始了王安電腦傳奇般的歷程。[錦陽38]?
1952 年1月由計算機之父,馮.諾伊曼(Von Neumann)設計的IAS電子計算機EDVAC問世。這臺IAS計算機總共采用了2300個電子管,運算速度卻比擁有18000個電子管的“埃尼阿克”提高了10倍,馮.諾伊曼的設想在這臺計算機上得到了圓滿的體現(xiàn)。[錦陽39]????? 1953年4月7日IBM正式對外發(fā)布自己的第一臺電子計算機 IBM701。并邀請了馮.諾依曼、肖克利和奧本海默等人共150名各界名人出席揭幕儀式,為自己的第一臺計算機宣傳。
同年8月IBM發(fā)布了應用與會計行業(yè)的IBM702計算機。
IBM推出了中型計算機IBM650,以低廉的價格和優(yōu)異的性能在市場中獲得了極大的成功,至此,IBM在市場中確立了領導者的地位。[錦陽40]?
貝爾實驗室使用800只晶體管組裝了世界上第一臺晶體管計算機TRADIC。[錦陽41]?
?????? 1956 年美國達特莫斯大學(Dartmouth)青年助教麥卡錫,哈佛大學明斯基、貝爾實驗室香農(E.Shannon)和IBM公司信息研究中心羅徹斯特(N. Lochester)共同在達特莫斯大學舉辦了一個沙龍式的學術會議,他們邀請了卡內基—梅隆大學紐厄爾和赫伯特.西蒙、麻省理工學院塞夫里奇(O. Selfridge)和索羅門夫(R.Solomamff),以及IBM公司塞繆爾(A.Samuel)和莫爾(T.More)。這就是著名的“達特莫斯”會議。在經過充分的討論后,他們首次提出了“人工智能”這一術語,從而標志著人工智能作為一門新興學科的出現(xiàn)。[錦陽42]?
1957年8月“數(shù)字設備公司”(簡稱DEC)在美國波士頓成立。創(chuàng)立者是來自于麻省理工學院的肯.奧爾森(K.Olsen)。此后的數(shù)十年中,DEC公司依靠自己的PDP系列,開創(chuàng)了小型機時代。
?????? 10 月諾依斯(N. Noyce)、摩爾(R.Moore)、布蘭克(J.Blank)、克萊爾(E.Kliner)、赫爾尼(J.Hoerni)、拉斯特(J.Last)、羅伯茨(S.Boberts)和格里尼克(V.Grinich)共同從晶體管之父肖克利的實驗室出走,創(chuàng)辦了仙童(fairchild)公司,這就是歷史上著名的“八天才叛逆”,從此,才有了我們熟悉的intel, AMD,IDT等等一大批我們熟知的企業(yè)。
八天才叛逆的兩個重要人物,諾里斯和摩爾。[錦陽43]?
1958年:11月,IBM推出了自己的IBM709大型計算機,這時IBM公司自IBM701以來性能最為優(yōu)秀的電子管計算機,但同時它也是IBM最后一款電子管計算機。[錦陽44]?
?????? 1959年美國首先研制成軍用小型晶體管計算機,1958 年底到1959年初,第一批批量生產的民用晶體管計算機投入運行,這就是IBM 1403 機。它們標志著晶體管計算機時代的到來。人們又稱晶體管計算機為第二代電子計算機。 [錦陽45]?
晶體管計算機重量輕、體積小、耗電量小、成本低,因而在軍事、工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)、科研等各行業(yè)逐步得到應用。[錦陽46]?
?????? 電子管時代結束?。。。?![錦陽47]?