1.1.1　計算機的發展史

第二次世界大戰期間產生了研制電子計算機的想法。其產生的背景是因為當時美國軍方為了對導彈的研制進行技術鑒定，如果采用當時的手工計算工具，需要多名專職計算員長時間地計算，這對軍方很不利，所以迫切需要提高運算速度，研制出新的計算工具。幸運的是當時著名數學家馮·諾依曼（John von Neumann，1903—1957，美籍匈牙利人）加入了研制小組，他對許多關鍵性問題的解決作出了杰出的貢獻，正是在這些科學家的不懈努力下，在1946年的2月14日，世界上第一臺計算機順利問世。這臺計算機的名字為ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator，電子數字積分計算機），和當時已有的計算裝置相比，ENIAC要快1000倍，并且具有自動執行算術運算、邏輯運算和存儲數據的功能。同時，它也是一個龐然大物，一共使用了18000多只電子管，占地170m2，重達30t，功率為140kW，價值40多萬美元，盡管ENIAC每秒只能做5000次加法運算，并且運算時平均不到20s就要出故障，但是它依然是一個劃時代的發明。圖1-1-1所示為第一臺計算機ENIAC的局部圖。

圖1-1-1　第一臺電子計算機ENIAC

從那以后，計算機得到了突飛猛進的發展。1956年，晶體管電子計算機誕生了，這是第二代電子計算機，體積也較第一代有了很大的縮小，只有幾個柜子的大小，但運算速度卻大大地提高了。1959年出現的是第三代集成電路計算機。到1976年，由于大規模集成電路和超大規模集成電路的出現使計算機進入了第四代，電子計算機不斷向著小型化、微型化、低功耗、智能化、系統化的方向更新換代。進入21世紀，計算機進一步微型化和專業化，每秒運算速度突破億次，而且價格更加便宜，在大部分領域可以代替人們的部分腦力勞動，由于內置傳感器的運用，計算機在某些方面擴展了人的智能。從第一臺計算機誕生以來的60多年里，計算機發展迅猛，經歷了以下四個發展階段，如表1-1-1所示。

表1-1-1　各代計算機的比較