1.2.1 计算机的发展

自从世界上第一台计算机问世以来，经过了50多年的发展历程，计算机技术突飞猛进，历经了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路4个时代的发展。特别是进入20世纪70年代以后，微型计算机的出现为计算机的广泛应用开拓了更为广阔的前景。它已渗透到国民经济的各个领域，成为信息时代的主要标志。

1.近代计算机的发展

近代计算机指的是具有程序概念的机械式计算机或机电式计算机。

1822年，英国数学家查尔斯·巴贝奇（Chars Babbage，1791-1871，见图1-1）发明了差分机，用它即可计算等式间的差距。1834年，他又设计了分析机，尝试用来执行多种类型的运算。由于技术条件的限制，查尔斯·巴贝奇的设计没有立即实现。尽管这台机器在他有生之年并未完成，但其概念其实已经具备了现代计算机的特征，所以国际上称巴贝奇为“计算机之父”。

1936年，美国数学家霍华德·艾肯（Howard Aiken）提出用机电设备实现差分机的设计思想。1944年，IBM公司根据艾肯的设计制造了Mark I计算机，并在哈佛大学投入运行。Mark I计算机使查尔斯·巴贝奇的梦想变成了现实。

英国数学家艾兰·图灵（Alan Mathison Turing，1912-1954，见图1-2）是世界上公认的计算机科学奠基人。他的主要贡献有两个：一是建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础；二是提出图灵测试，阐述了机器智能的概念。为纪念图灵对计算机科学的贡献，美国计算机学会（ACM）在1966年创立了“图灵奖”，每年颁发给在计算机科学领域的领先研究人员，号称计算机业界和学术界的诺贝尔奖。

另一个也被称为计算机之父的是美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（Von Neumann，见图1-3）。他和他的同事们研制了世界上第二台电子计算机——EDVAC，在体系结构和工作原理上对后来的计算机具有重大影响。EDVAC中首先采用了“存储程序”的概念，以此概念为基础的各类计算机统称为冯·诺依曼机。50多年来，虽然计算机系统从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域等方面与当时的计算机有很大差别，但基本体系结构没有变，都属于冯·诺依曼计算机。

图1-1 查尔斯·巴贝奇

图1-2 艾兰·图灵

图1-3 冯·诺依曼

2.现代计算机的发展

现代计算机阶段也称为传统大型电子计算机阶段，它采用先进的电子技术来代替落后的机械或继电器技术。

20世纪40年代，电子技术和电子工业的发展为电子计算机的研制提供了物质基础。1946年，美国宾夕法尼亚州州立大学莫尔学院的莫奇莱（John. W. Mauchly）教授及其学生埃克特（J.Presper Eckert Jr.）博士等人研制的电子数值积分计算机（The Electronic Numerical Integrator And Computer，ENIAC）是世界上第一台电子计算机。当时，第二次世界大战正在进行，为了完成新式武器的炮弹弹道轨迹等许多复杂问题的计算，在美国陆军军械部门出资48万美元的资助下，经过对该机制造方案与技术的多次论证，有关科研人员开展了紧张的研制工作。经过两年半时间的努力，ENIAC于1945年年底研制出来，1946年2月正式交付使用。一般认为，大型电子计算机阶段始于1946年，延续至1981年。

3.微机及网络发展阶段

微机和计算机网络的出现都早于20世纪80年代。20世纪70年代初，大规模集成电路用于计算机。1971年，第一台微机问世。但微机大范围的普及并开始部分取代大型机的地位，则始于20世纪80年代初。1981年8月，IBM公司推出个人计算机IBM-PC。此后，微机的发展十分迅猛，其功能越来越强，价格却越来越低，应用领域不断扩大。

20世纪60年代末，鉴于当时的国际背景，美国国防部高级研究计划管理局（Advanced Research Projects Agency，ARPA）建立了名为ARPAnet的计算机网络。该网络起初只连接了美国本国的4台主机，完全用于军事目的，并处于高级军事机密保护之下。当时，谁也不曾想到，20多年后这个ARPAnet竟成了全球因特网的雏形。

目前，各国科学家正在积极研制新一代智能计算机，这将对人类社会的信息化进程产生不可估量的深远影响。