计算机基础——计算机的发展史

计算机的发展史

计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。

在过去的几十年里，计算机科学经历了令人瞩目的飞速发展。经历了电子管、晶体管、集成电路的世代发展，体积越来越小、性能越来越强，为人类带来了巨大的便利和变革，下面我们来回顾计算机的发展历程。

计算机奠定人——图灵

1936年英国数学家阿兰·麦席森·图灵（Alan Mathison Turing）发表了论文“论可计算及其在判定问题中的应用（On Computable Numbers With an Application to the Enstcheidungs Problem）”。有趣的是，该论文的主题是回答德国大数学家戴维 · 希尔伯特在1900年提出的著名的“23个数学难题”中的一个问题，只是在其论文的一个脚注中“顺便”提出来一种计算机抽象模型或称为理想中的计算机，利用这种计算机，可以把推理化作一些简单的机械动作。可真是“歪打正着”，正是这个脚注，开辟了计算机科学技术史的新纪元。图灵提出的这种计算模型现在被大家称为“图灵机”（Turing Machine），图灵机的出现为现代计算机科学奠定了理论基础。

图灵的论文发表后，立刻引起了美国科学家的重视，暜林斯顿大学立即向图灵发出邀请，于是图灵首次远涉重洋来到美国，并在暜林斯顿大学进修。在这段时间里，图灵还遇到了计算机科学理论的另一位重要奠基人——约翰·冯·诺依曼（John von Neumann）。

冯·诺依曼对图灵发表的论文极度赞赏，冯·诺依曼在提出了著名的“冯·诺依曼体系结构”后一再强调他的“存储程序”的主要思想就来自于图灵。

在图灵去世后的12年，美国的计算机协会ACM (Association for Computing Machinery) 确定设立图灵奖，专门奖励那些在计算机科学研究中作出创造性贡献、推动计算机科学技术发展的杰出科学家，它是计算机界最负盛名、最崇高的一个奖项，有“计算机界的诺贝尔奖”之称。

信息论创始人——香农

1938年美国数学家、信息论创始人克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon）在其硕士毕业论文《中继及开关电路的符号分析》论证了数字计算机及数字线路逻辑设计的可能性，深刻的揭示了布尔代数与开关电路之间的关系，这篇论文奠定了计算机电路设计的基础。另外，香农在1948年发表的划时代论文《通信的数学理论》中，宣告了“信息论”作为一门学科的诞生，信息论为计算机领域的信息处理和通信提供了理论基础。

第一台电子数字计算机——ABC

世界上真正意义上的第一台电子数字计算机是由美国物理学家约翰·文森特·阿塔纳索夫 （John Vincent Atanasoff）和当时还是物理系研究生的贝瑞在1937年开始设计，该计算机不可编程，仅仅设计用于求解线性方程组，并在1942年成功进行了测试，该计算机是一台样机，并未完全实现阿塔纳索夫的构想。这台样机被称为阿塔纳索夫-贝瑞计算机（Atanasoff–Berry Computer，通常简称ABC计算机），是目前公认的计算机先驱，ABC计算机为今天大型机和小型机的发展奠定了坚实的基础。

第一台真正使用的电子数字计算机——ENIAC

1946年美国物理学家莫奇利（Mauchly,John William）任总设计师，和他的学生约翰·埃克特（John Presper Eckert）基于ABC计算机的设计思想研制成功出了一台真正使用的电子数字计算机，取名埃尼阿克（Electronic Numerical Integrator And Computer,ENIAC，简称ENIAC）。

ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑。莫奇利和他的学生埃克特成功研制ENIAC后就立即为其申请并获得了美国专利，这就导致了ABC于ENIAC之间的“世界上第一台电子数字计算机”头衔之争。不过莫奇利的专利于1973年被美国明尼苏达地区法院宣判取消，因而现在公认的第一台电子计算机为ABC。不过至今为止国内外的不少文献上仍将ENIAC列为“第一台”计算机，在此我们也不做过多的讨论，值得肯定的是无论是ACB还是ENIAC无疑都是人类历史上最伟大的发明之一。

计算机的发展历程

自1946年ENIAC诞生后，计算机随着硬件设备的发展也迎来了飞速进步，大致分为四个阶段，如表所示。