说到电子计算机的历史,中国的算盘被公认为世界上最早的手动计算机。算盘包括现代计算机的基本功能:歌曲公式相当于控制操作的指令;拨号算盘珠相当于计算;算盘珠的位置表示计算结果,起着存储和记忆的作用,感兴趣的读者可以一起向下看。
1834年,英国数学家巴贝奇为计算机的发展做出了重要贡献。他提议用穿孔卡携带计算指令来控制计算过程,并设计了一台机械计算机,包括控制部分、计算部分和存储部分。但由于缺乏必要的技术基础,这种计算机还没有制造出来。1937年,美国人艾肯设计了类似巴贝奇计划的计算机。哈佛大学物理系研究生艾肯的设计得到了国际商业机械公司的支持。1939年,该公司派出4名有经验的工程师与年轻的艾肯合作。
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到1944年,使用继电器的机电计算机成功开发并投入使用,每秒计算三次。几乎和艾肯同时代,德国人也试制出类似成功的计算机。这些计算机的主要部件是普通电话中的继电器。然而,继电器开关的速度约为1%,这极大地限制了操作速度,注定了机电计算机的短命。第二次世界大战促进了电子计算机的发展。第二次世界大战期间,宾夕法尼亚大学莫尔电工学院和阿伯丁弹道研究实验室共同负责为陆军提供弹道表。这是一项非常困难的工作。每个表格需要计算数百个弹道,一个熟练的计算机需要20个小时才能用台式计算机计算出一个飞行时间为60秒的弹道。显然,现有的操作工具很难保证战争的需要。
在这种情况下,莫尔电工学院的莫希莱于1942年8月撰写了《高速电子管计算机设备使用》的备忘录,实际上提出了第一台电子计算机的初步计划。这一计划得到了军方代表格尔斯坦中尉的支持,也引起了研究生埃克特的兴趣。在格尔斯坦向军方提出申请后,获得了15万美元的开发资金。就这样,研发小组正式成立并开始工作。24岁的埃克特担任总工程师,30多岁的莫希莱提供了计算机的总体想法,格尔斯坦是一个聪明而强大的组织者。
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1945年底,该计算机成功开发,第一台电子计算机诞生。该计算机由控制、计算、存储、输入、输出五部分组成,每秒计算5000次,比原计算机快1000多倍。制作这台计算机共用1电子管8万,电阻7万,电容10万,重30吨,耗电140千瓦,占地面积170平方米,几乎有十栋房子。它的实际成本约为48万美元。在计算机制造过程中,科学家们已经考虑设计更先进的计算机。1944年夏天的一天,参与原子弹开发的冯·诺伊曼遇到了格尔斯坦,并在谈话中了解到了计算机开发。冯·诺伊曼非常感兴趣。几天后,他赶到莫尔,参与了计算机的改进。
1944年8月至1945年6月,在冯·诺伊曼的领导下,开发团队制定了新的改进计划。重大改进有三个方面:一是将十进位制改为二进位制;二是使用含水银柱的特殊电路作为存储器;三是将程序插入到程序内存中。根据这一新设计,英国在1949年首次开发了程序内存计算机,它有一个存储1000多个数据的存储器。后来,美国还开发、生产和使用程序内存计算机。程序内存的电子管计算机通常被称为第一代电子计算机。其结构复杂,价格昂贵,调试困难,发展不快。
1956年,电子计算机采用晶体管制,这是第二代电子计算机,其运行速度增长了100倍。
20世纪60年代初,每秒运算数十万次的晶体管计算机问世。
1964年,每秒2300万次的大型晶体管计算机成功开发并批量生产。
20世纪60年代初,集成电路取代了晶体管,第三代计算机出现了。
20世纪60年代末,每秒投入使用数千万台大型计算机。到20世纪70年代,大型集成电路取代了计算机中的集成电路,电子计算机进入了第四代。
1978年,每秒1500万次的巨型计算机已经运行。由于集成电路和大规模集成电路的发展,计算机向小型化和微型化发展。
到1977年,世界上有800万台微机。目前计算机技术还在发展中,未来还有哪些新的突破还有待观察。
谁发明了最早的电子计算机?经历了哪些变化?