编辑: 旋风 | 2019-07-13 |
1、分析机 也是在19世纪,英国数学家兼发明家查尔斯?巴比奇,提出了现代数字计算机的原理.他构想出旨在处理复杂数学题的若干机器,如差分机.许多历史学家认为巴比奇及其合伙人,数学家奥古斯塔?埃达?拜伦,是现代数字计算机的真正先驱.巴比奇的设计之一,分析机,具有现代计算机的许多特征.它有一个以一叠穿孔卡片的形式存在的输入流、一个储存数据的 仓库 、一个进行算术运算的 工厂 和一个产生永久纪录的打印机.巴比奇未能将这个想法付诸实践,尽管在那个时代它在技术上很可能是可行的.
2、早期的计算机 模拟计算机是在19世纪末期开始制造的.早期型号是靠转动的轴和齿轮来进行计算的.用任何其他方法都难以解答的方程,可以用这样的机器来求其近似数值.开尔文勋爵制造了一台机械潮汐预报器,这实际上就是一台专用模拟计算机.第一次和第二次世界大战期间,机械模拟计算系统以及后来的电动模拟计算系统,被用作潜艇上的鱼雷航线预测器和飞机上的轰炸瞄准具的控制器.人们还设计了另一个系统,用于预测密西西比河流域春天的洪水.
3、电子计算机 第二次世界大战期间,以伦敦北面的布莱切利公园为工作地点的一组科学家和数学家,制造了最早的全电子数字计算机之一: 巨人 .到1943年12月,这个包含了1500个真空管的 巨人 开始运转了.它被以艾伦?图灵为首的小组用于破译德国用恩尼格码加密的无线电报,他们的尝试大部分是成功的. 除此而外,在美国,约翰?阿塔纳索夫和克利福德?贝里早在1939年就在艾奥瓦州立学院制造了一台原型电子机.这台原型机和后来的研究工作都是悄悄完成的,而且后来因1945年电子数字积分计算机(ENIAC)的研制而显得相形见绌.ENIAC计算机被授予了专利.但是,数十年后,在1973年,当该机被揭露吸收了在阿塔纳索夫D贝里计算机中首次使用的原理后,这项专利被废除. ENIAC计算机(见图1AD1)含有18,000个真空管,具有每分钟几百次的运算速度,但是最初程序是通过导线传送到处理器内的,必须由人工更改.根据美籍匈牙利数学家约翰?冯?诺伊曼的想法,后来制造的机器带有一个程序存储器.指令像数据一样存储在 存储器 中,使计算机在执行过程中摆脱了纸带阅读器的速度限制,并使问题在不给计算机重新接线的情况下得以解决. 20世纪50年代末,晶体管在计算机中的应用,标志着比真空管机器更小、更快、更通用的逻辑元件的出现.由于晶体管使用的功率小得多,寿命也长得多,仅这项发展本身就导致了被称之为第二代计算机的改良机器的产生.元件变小了,元件的间距也变小了,而且系统的制造成本也变得低得多.
4、集成电路 20世纪60年代末,集成电路得到采用,从而有可能将许多晶体管制作在一块硅衬底上,集体管之间以覆镀固定的导线相连接.集成电路导致价格、尺寸和故障率的进一步降低.20世纪70年代中期,随着大规模集成电路和后来的超大规模集成电路(微芯片)的采用,成千上万个彼此相连的晶体管被蚀刻在一块硅衬底上,于是微处理器成为现实. 那么,再回过头来看看现代计算机处理开关值的能力:20世纪70年代的计算机一般一次能够处理8个开关值.也就是说,在每个循环中,它们能处理8个二进制数字或比特的数据.8个比特为一组,称为一个字节;