電腦是在什么時候開始出現(xiàn)的？電腦的演變過程是怎樣的？

【專家解說】：腦 英文:computer 用電子等部件模擬的具有運算能力的物體，學名計算機。 最初由約翰·馮·諾依曼發(fā)明(那時電腦的計算能力相當于現(xiàn)在的計算器)，有三間庫房那么大，后逐步發(fā)展而成。 是一種能夠按照指令對各種數(shù)據(jù)和信息進行自動加工和處理的電子設備。它由多個零配件組成，如中央處理器、主板、內(nèi)存、電源、顯卡...... 電腦的學名為電子計算機，是由早期的電動計算器發(fā)展而來的。1945年，世界上出現(xiàn)了第一臺電子數(shù)字計算機“ENIAC”，用于計算彈道。是由美國賓夕法尼亞大學莫爾電工學院制造的，但它的體積龐大，占地面積500多平方米，重量約30噸，消耗近100千瓦的電力。顯然，這樣的計算機成本很高，使用不便。1956年，晶體管電子計算機誕生了，這是第二代電子計算機。只要幾個大一點的柜子就可將它容下，運算速度也大大地提高了。1959年出現(xiàn)的是第三代集成電路計算機。 從20世紀70年代開始，這是電腦發(fā)展的最新階段。到1976年，由大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路制成的“克雷一號”，使電腦進入了第四代。超大規(guī)模集成電路的發(fā)明，使電子計算機不斷向著 小型化、微型化、低功耗、智能化、系統(tǒng)化的方向更新?lián)Q代。 20世紀90年代，電腦向“智能”方向發(fā)展，制造出與人腦相似的電腦，可以進行思維、學習、記憶、網(wǎng)絡通信等工作。 進入21世紀，電腦更是筆記本化、微型化和專業(yè)化，每秒運算速度超過100萬次，不但操作簡易、價格便宜，而且可以代替人們的部分腦力勞動，甚至在某些方面擴展了人的智能。于是，今天的微型電子計算機就被形象地稱做電腦了。 世界上第一臺個人電腦由IBM于1981年推出。 計算機發(fā)展史 1945年，由美國生產(chǎn)了第一臺全自動電子數(shù)字計算機“埃尼阿克”(英文縮寫詞是ENIAC，即Electronic Numerical Integrator and Calculator，中文意思是電子數(shù)字積分器和計算器)。它是美國奧伯丁武器試驗場為了滿足計算彈道需要而研制成的。主要發(fā)明人是電氣工程師普雷斯波·?？颂?J. Prespen Eckert)和物理學家約翰·莫奇勒博士(John W. Mauchly)。這臺計算機1946年2月交付使用，共服役9年。它采用電子管作為計算機的基本元件，每秒可進行5000次加減運算。它使用了18000只電子管，10000只電容，7000只電阻，體積3000立方英尺，占地170平方米，重量30噸，耗電140~150千瓦，是一個名副其實的“龐然大物”。 ENIAC機的問世具有劃時代的意義，表明計算機時代的到來，在以后的40多年里，計算機技術發(fā)展異常迅速，在人類科技史上還沒有一種學科可以與電子計算機的發(fā)展速度相提并論。 下面介紹各代計算機的硬件結構及系統(tǒng)的特點： 一、第一代(1946~1958)：電子管數(shù)字計算機 計算機的邏輯元件采用電子管，主存儲器采用汞延遲線、磁鼓、磁芯；外存儲器采用磁帶；軟件主要采用機器語言、匯編語言；應用以科學計算為主。其特點是體積大、耗電大、可靠性差、價格昂貴、維修復雜，但它奠定了以后計算機技術的基礎。 二、第二代(1958~1964)：晶體管數(shù)字計算機 晶體管的發(fā)明推動了計算機的發(fā)展，邏輯元件采用了晶體管以后，計算機的體積大大縮小，耗電減少，可靠性提高，性能比第一代計算機有很大的提高。 主存儲器采用磁芯，外存儲器已開始使用更先進的磁盤；軟件有了很大發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的高級語言及其編譯程序，還出現(xiàn)了以批處理為主的操作系統(tǒng)，應用以科學計算和各種事務處理為主，并開始用于工業(yè)控制。 三、第三代(1964~1971)：集成電路數(shù)字計算機 20世紀60年代，計算機的邏輯元件采用小、中規(guī)模集成電路(SSI、MSI)，計算機的體積更小型化、耗電量更少、可靠性更高，性能比第十代計算機又有了很大的提高，這時，小型機也蓬勃發(fā)展起來，應用領域日益擴大。 主存儲器仍采用磁芯，軟件逐漸完善，分時操作系統(tǒng)、會話式語言等多種高級語言都有新的發(fā)展。 四、第四代(1971年以后)：大規(guī)模集成電路數(shù)字計算機 計算機的邏輯元件和主存儲器都采用了大規(guī)模集成電路(LSI)。所謂大規(guī)模集成電路是指在單片硅片上集成1000~2000個以上晶體管的集成電路，其集成度比中、小規(guī)模的集成電路提高了1~2個以上數(shù)量級。這時計算機發(fā)展到了微型化、耗電極少、可靠性很高的階段。大規(guī)模集成電路使軍事工業(yè)、空間技術、原子能技術得到發(fā)展，這些領域的蓬勃發(fā)展對計算機提出了更高的要求，有力地促進了計算機工業(yè)的空前大發(fā)展。隨著大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展，計算機除了向巨型機方向發(fā)展外，還朝著超小型機和微型機方向飛越前進。1971年末，世界上第一臺微處理器和微型計算機在美國舊金山南部的硅谷應運而生，它開創(chuàng)了微型計算機的新時代。此后各種各樣的微處理器和微型計算機如雨后春筍般地研制出來，潮水般地涌向市場，成為當時首屈一指的暢銷品。這種勢頭直至今天仍然方興未艾。特別是IBM-PC系列機誕生以后，幾乎一統(tǒng)世界微型機市場，各種各樣的兼容機也相繼問世。 二．現(xiàn)代計算機階段（即傳統(tǒng)大型機階段） 所謂現(xiàn)代計算機是指采用先進的電子技術來代替陳舊落后的機械或繼電器技術。 現(xiàn)代計算機經(jīng)歷了半個多世紀的發(fā)展，這一時期的杰出代表人物是英國科學家圖靈和美籍匈牙利科學家馮·諾依曼。 圖靈對現(xiàn)代計算機的貢獻主要是：建立了圖靈機的理論模型，發(fā)展了可計算性理論；提出了定義機器智能的圖靈測試。 馮·諾依曼的貢獻主要是：確立了現(xiàn)代計算機的基本結構，即馮·諾依曼結構。其特點可以概括為如下幾點： （1）使用單一的處理部件來完成計算、存儲以及通信的工作； （2）存儲單元是定長的線性組織； （3）存儲空間的單元是直接尋址的； （4）使用機器語言，指令通過操作碼來完成簡單的操作； （5）對計算進行集中的順序控制。 現(xiàn)代計算機的劃代原則主要是依據(jù)計算機所采用的電子器件不同來劃分的，這就是人們通常所說的電子管、晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路等四代。 1642至1643年，巴斯卡(Blaise Pascal)為了幫助做收稅員的父親，他就發(fā)明了一個用齒輪運作的加法器，叫 “Pascalene” ，這是第一部機械加法器。 1666年，在英國Samuel Morland發(fā)明了一部可以計算加數(shù)及減數(shù)的機械計數(shù)機。 1673年, Gottfried Leibniz 制造了一部踏式(stepped)圓柱形轉輪的計數(shù)機,叫“Stepped Reckoner”，這部計算器可以把重復的數(shù)字相乘，并自動地加入加數(shù)器里。 1694年,德國數(shù)學家，Gottfried Leibniz ，把巴斯卡的Pascalene 改良，制造了一部可以計算乘數(shù)的機器，它仍然是用齒輪及刻度盤操作。 1773年, Philipp-Matthaus 制造及賣出了少量精確至12位的計算機器。 1775年,The third Earl of Stanhope 發(fā)明了一部與Leibniz相似的乘法計算器。 1786年,J.H.Mueller 設計了一部差分機，可惜沒有撥款去制造。 1801年, Joseph-Marie Jacquard 的織布機是用連接按序的打孔卡控制編織的樣式。 1854年,George Boole 出版 "An Investigation of the Laws of Thought”，是講述符號及邏輯理由，它后來成為計算機設計的基本概念。 1858年,一條電報線第一次跨越大西洋，并且提供了幾日的服務。 1861年,一條跨越大陸的電報線把大西洋和太平洋沿岸連接起來。 1876年,Alexander Graham Bell 發(fā)明了電話并取得專利權。 1876至1878年,Baron Kelvin 制造了一部泛音分析機及潮汐預測機。 1882年,William S. Burroughs 辭去在銀行文員的工作，并專注于加數(shù)器的發(fā)明。 1889年,Herman Hollerith 的電動制表機在比賽中有出色的表現(xiàn)，并被用于 1890 中的人口調(diào)查。Herman Hollerith 采用了Jacquard 織布機的概念用來計算，他用咭貯存資料,然后注入機器內(nèi)編譯結果。這機器使本來需要十年時間才能得到的人口調(diào)查結果，在短短六星期內(nèi)做到。 1893年,第一部四功能計算器被發(fā)明。 1895年,Guglielmo Marconi 傳送廣播訊號。 1896年,Hollerith 成立制表機器公司(Tabulating Machine Company)。 1901年,打孔鍵出現(xiàn)，之后的半個世紀只有很少的改變。 1904年,John A.Fleming 取得真空二極管的專利權，為無線電通訊建立基礎。 1906年,Lee de Foredt 加了一個第三活門在Felming 的二極管， 創(chuàng)制了三電極真空管。 1907年,唱片音樂在紐約組成第一間正式的電臺。 1908年,英國科學家 Campbell Swinton 述了電子掃描方法及預示用陰極射線管制造電視。 1911年,Hollerith 的表機公司與其它兩間公司合并，組成 Computer Tabulating Recording Company (C-T-R)，制表及錄制公司。但在1924年，改名為International Business Machine Corporation (IBM)。 1911年,荷蘭物理學家 Kamerlingh onnes 在 Leiden Unversity 發(fā)現(xiàn)超導電。 1931年,Vannever Bush 發(fā)明了一部可以解決差分程序的計數(shù)機，這機器可以解決一些令數(shù)學家，科學家頭痛的復雜差分程序。 1935年,IBM (International Business Machine Corporation) 引入 "IBM 601”，它是一部有算術部件及可在1秒鐘內(nèi)計算乘數(shù)的穿孔咭機器。 它對科學及商業(yè)的計算起很大的作用?？偣仓圃炝?500 部。 1937年,Alan Turing 想出了一個 "通用機器(Universal Machine)” 的概念，可以執(zhí)行任何的算法，形成了一個"可計算(computability)”的基本概念。Turing 的概念比其它同類型的發(fā)明為好，因為他用了符號處理(symbol processing) 的概念。 1939年11月,John Vincent Atannsoff 與 John Berry 制造了一部16位加數(shù)器。它是第一部用真空管計算的機器。 1939年,Zuse 與 Schreyer 開鈶制造了"V2”〔后來叫Z2〕，這機器沿用 Z1的機械貯存器，加上一個用斷電器邏輯(Relay Logic)的新算術部件。但當 Zuse完成草稿后，這計劃被中斷一年。 1939-40年,Schreyer 完成了用真空管的10位加數(shù)器，以及用氖氣燈(霓虹燈)的存貯器。 1940年1月,在 Bell Labs, Samuel Williams 及Stibitz 完成了一部可以計算復雜數(shù)字的機器， 叫“復雜數(shù)字計數(shù)機(Complex Number Calculator)”，后來改稱為“斷電器計數(shù)機型號I (Model I Relay Calculator)” 。它用電話開關部份做邏輯部件：145個斷電器，10個橫杠開關。數(shù)字用“Plus 3BCD”代表。在同年9月，電傳打字 etype 安裝在一個數(shù)學會議里，由New Hampshire 連接去紐約。 1940年, Zuse 終于完成Z2，它比運作得更好，但不是太可靠。 1941年夏季，Atanasoff及Berry完成了一部專為解決聯(lián)立線性方程系統(tǒng)(system of simultaneous linear equations) 的計算器，后來叫做"ABC (Atanasoff-Berry Computer)”，它有60個50位的存貯器，以電容器(capacitories)的形式安裝在2個旋轉的鼓上，時鐘速度是60Hz。 1941年2月,Zuse 完成"V3”(后來叫Z3)，是第一部操作中可編寫程序的計數(shù)機。它亦是用浮點操作，有7個位的指數(shù)，14位的尾數(shù)，以及一個正負號。存貯器可以貯存64個字，所以需要1400個斷電器。它有多于1200個的算術及控制部件，而程序編寫，輸入，輸出的與 Z1 相同。 1943年1月 Howard H. Aiken完成"ASCC Mark I”(自動按序控制計算器 Mark I ，Automatic Sequence -- Controlled Calculator Mark I)，亦稱“Haward Mark I”。這部機器有51尺長，重5頓，由 750,000部份合并而成。它有72個累加器，每一個有自己的算術部件，及23位數(shù)的寄存器。 1943年12月, Tommy Flowers與他的隊伍，完成第一部“Colossus”，它有2400個真空管用作邏輯部件，5 個紙帶圈讀取器(reader)，每個可以每秒工作5000字符。 1943年,由 John Brainered領導，ENIAC開始研究。而 John Mauchly 及J. Presper Eckert負責這計劃的執(zhí)行。 1946v第一臺電子數(shù)字積分計算器(ENIAC)在美國建造完成。 1947年,美國計算器協(xié)會(ACM)成立。 1947年,英國完成了第一個存儲真空管O 1948貝爾電話公司研制成半導體。 1949年,英國建造完成"延遲存儲電子自動計算器"(EDSAC) 1950年,"自動化"一詞第一次用于汽車工業(yè)。 1951年,美國麻省理工學院制成磁心 1952年,第一臺"儲存程序計算器"誕生。 1952年,第一臺大型計算機系統(tǒng)IBM701宣布建造完成。 1952年,第一臺符號語言翻譯機發(fā)明成功。 1954年,第一臺半導體計算機由貝爾電話公司研制成功。 1954年,第一臺通用數(shù)據(jù)處理機IBM650誕生。 1955年,第一臺利用磁心的大型計算機IBM705建造完成。 1956年,IBM公司推出科學704計算機。 1957年,程序設計語言FORTRAN問世。 1959年,第一臺小型科學計算器IBM620研制成功。 1960年,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)IBM1401研制成功。 1961年,程序設計語言COBOL問世。 1961年,第一臺分系統(tǒng)計算機由麻省理工學院設計完成。 1963年,BASIC語言問世。 1964年,第三代計算機IBM360系列制成。 1965年,美國數(shù)字設備公司推出第一臺小型機PDP-8。 1969年,IBM公司研制成功90列卡片機和系統(tǒng)--3計算機系統(tǒng)。 1970年,IBM系統(tǒng)1370計算機系列制成。 1971年,伊利諾大學設計完成伊利阿克IV巨型計算機。 1971年,第一臺微處理機4004由英特爾公司研制成功。 1972年,微處理機基片開始大量生產(chǎn)銷售。 1973年,第一片軟磁盤由IBM公司研制成功。 1975年,ATARI--8800微電腦問世。 1977年,柯莫道爾公司宣稱全組合微電腦PET--2001研制成功。 1977年,TRS--80微電腦誕生。 1977年,蘋果--II型微電腦誕生。 1978年,超大規(guī)模集成電路開始應用。 1978年,磁泡存儲器第二次用于商用計算機。 1979年,夏普公司宣布制成第一臺手提式微電腦。 1982年,微電腦開始普及，大量進入學校和家庭。 1984年,日本計算機產(chǎn)業(yè)著手研制"第五代計算機"---具有人工智能的計算機。1984: DNS (Domain Name Server) 域名服務器發(fā)布，互連網(wǎng)上有1000多臺主機運行。 1984: Hewlett-Packard發(fā)布了優(yōu)異的激光打印機，HP也在噴墨打印機上保持領先技術。 1984年1月: Apple 的Macintosh發(fā)布。基于Motorola 68000微處理器?？梢詫ぶ?6M。 1984 年8月: MS-DOS 3.0、PC-DOS 3.0、IBM AT發(fā)布，采用ISA標準，支持大硬盤和1.2M高密軟驅。 1984年9月: Apple 發(fā)布了有512Kb 內(nèi)存的Macintosh，但其他方面沒有什么提高。 1984 底: Compaq開始開發(fā)IDE接口，可以以更快的速度傳輸數(shù)據(jù)，并被許多同行采納，后來更進一步的EIDE推出，可以支持到528MB的驅動器。數(shù)據(jù)傳輸也更快。 1985: Philips和Sony合作推出CD-ROM驅動器。 1985: EGA標準推出。 1985年3月: MS-DOS 3.1、PC-DOS 3.1。這是第一個提供部分網(wǎng)絡功能支持DOS版本。 1985年10月17日: 80386 DX推出。時鐘頻率到達33MHz，可尋址1GB內(nèi)存。比286更多的指令。每秒6百萬條指令，集成275000個晶體管。 1985年11月: Microsoft Windows發(fā)布。但在其3.0版本之全面沒有得到廣泛的應用。需要DOS的支持，類似蘋果機的操作界面，以致被蘋果控告。訴訟到1997年8月才終止。 1985 年12月: MS-DOS 3.2、PC-DOS 3.2。這是第一個支持3.5英寸磁盤的系統(tǒng)。但也只是支持到720KB。到3.3版本時方可支持1.44兆。 1986 年1月: Apple 發(fā)布較高性能的Macintosh。有四兆內(nèi)存，和SCSI適配器。 1986 年9月: Amstrad Announced發(fā)布便宜且功能強大的計算機Amstrad PC 1512。具有CGA圖形適配器、512KB內(nèi)存、8086處理器20兆硬盤驅動器。采用了鼠標器和圖形用戶界面，面向家庭設計。 1987: Connection Machine超級計算機發(fā)布。采用并行處理，每秒鐘2億次運算。 1987: Microsoft Windows 2.0發(fā)布，比第一版要成功，但并沒有多大提高。. 1987: 英國數(shù)學家Michael F. Barnsley找到圖形壓縮的方法。 1987: Macintosh II發(fā)布，基于Motorola 68020處理器。時鐘16MHz，每秒260萬條指令。有一個SCSI適配器和一個彩色適配器。 1987年4月2日: IBM推出PS/2系統(tǒng)。最初基于8086處理器和老的XT總線。后來過渡到80386，開始使用3.5英寸1.44MB軟盤驅動器。引進了微通道技術，這一系列機型取得了巨大成功。出貨量達到200萬臺。 1987: IBM發(fā)布VGA技術。 1987: IBM發(fā)布自己設計的微處理器8514/A。 1987年4月: MS-DOS 3.3、PC-DOS 3.3。隨IBM PS/2一起發(fā)布，支持1.44MB驅動器和硬盤分區(qū)?？蔀橛脖P分出多個邏輯驅動器。 1987年4月: Microsoft和IBM發(fā)布S/2Warp操作系統(tǒng)。但并未取得多大成功。 1987年8月: AD-LIB聲卡發(fā)布。一個加拿大公司的產(chǎn)品。 1987年10月: Compaq DOS (CPQ-DOS) v3.31發(fā)布。支持的硬盤分區(qū)大于32Mb。 1988: 光計算機投入開發(fā)，用光子代替電子，可以提高計算機的處理速度。 1988: XMS標準建立。 1988: EISA標準建立。 1988 6月6日: 80386 SX為了迎合低價電腦的需求而發(fā)布。 1988年7月到8月: PC-DOS 4.0、MS-DOS 4.0。支持EMS內(nèi)存。但因為存在BUG，后來又陸續(xù)推出4.01a。 1988年9月: IBM PS/20 286發(fā)布，基于80286處理器，沒有使用其微通道總線。但其他機器繼續(xù)使用這一總線。 1988年10月: Macintosh Iix發(fā)布?；贛otorola 68030處理器。仍使用16 MHz主頻、每秒390萬條指令，支持128M RAM。 1988年11月: MS-DOS 4.01、PC-DOS 4.01發(fā)布。 1989: Tim Berners-Lee 創(chuàng)立World Wide Web雛形,他工作于歐洲物理粒子研究所。通過超文本鏈接，新手也可以輕松上網(wǎng)瀏覽。這大大促進了INTERNET的發(fā)展。 1989: Phillips和Sony發(fā)布CD-I標準。 1989年1月: Macintosh SE/30 發(fā)布?；谛滦?8030處理器。 1989年3月: E-IDE標準確立，可以支持超過528MB的硬盤容量。可達到 33.3 MB/s 的傳輸速度。并被許多CD-ROM所采用。 1989年4月10日: 80486 DX發(fā)布，集成120萬個晶體管。 其后繼型號時鐘頻率達到100MHz。 1989年11月: Sound Blaster Card（聲卡）發(fā)布。 1990: SVGA標準確立。 1990年3月 : Macintosh Iifx發(fā)布，基于68030CPU，主頻40MHz，使用了更快的SCSI接口。 1990年5月22日: 微軟發(fā)布Windows 3.0。兼容MS-DOS模式。 1990年10月: Macintosh Classic發(fā)布，有支持到256色的顯示適配器。 1990年11月: 第一代MPC (多媒體個人電腦標準)發(fā)布。處理器至少80286/12MHz，后來增加到80386SX/16 MHz ，及一個光驅，至少150 KB/sec的傳輸率。 1991: 發(fā)布ISA標準。 1991年5月: Sound Blaster Pro發(fā)布。 1991年6月: MS-DOS 5.0、PC-DOS 5.0。為了促進OS/2的發(fā)展，Bill Gates說：DOS5.0是DOS終結者,今后將不再花精力于此。該版本突破了640KB的基本內(nèi)存限制。這個版本也標志著微軟與IBM在DOS上的合作的終結。 1992: Windows NT發(fā)布，可尋址2G RAM。 1992年4月: Windows 3.1發(fā)布。 1992年6月: Sound Blaster 16 ASP發(fā)布。 1993: INTERNET開始商業(yè)化運行。 1993: 經(jīng)典游戲Doom發(fā)布。 1993: Novell并購Digital Research, DR-DOS成為Novell DOS。 1993年3月22: Pentium發(fā)布。集成了300多萬個晶體管。初期工作在60-66MHz。每秒鐘執(zhí)行1億條指