电脑是谁发明的？
电脑发展史
手指、算筹与算盘
几千年来，人类为了征服自然、改造自然，发明出的工具多得谁也数不清，从原始的石斧、独木舟，到现代的起重机、潜艇，虽然这些工具的作用不可同日而语，却有一点是相同的：他们都是人的运动器官或感觉器官的延伸。 例如，石斧、起重机是人的手臂的延伸，而独木舟、轮船则可以代步；望远镜扩展了我们的视界，无线电使我们成了?顺风耳?……。
任何一项伟大的发明，都不会是凭空产生的。电子计算机也是如此。人类寻求高速计算工具的努力，可以追溯到遥远的古代。
人的手指是一种天然的计算工具，也是最古老的计算工具之一。远古时期，人借助扳着指头数的方法，不仅获得了许多数的概...全部
电脑发展史
手指、算筹与算盘
几千年来，人类为了征服自然、改造自然，发明出的工具多得谁也数不清，从原始的石斧、独木舟，到现代的起重机、潜艇，虽然这些工具的作用不可同日而语，却有一点是相同的：他们都是人的运动器官或感觉器官的延伸。
例如，石斧、起重机是人的手臂的延伸，而独木舟、轮船则可以代步；望远镜扩展了我们的视界，无线电使我们成了?顺风耳?……。
任何一项伟大的发明，都不会是凭空产生的。电子计算机也是如此。人类寻求高速计算工具的努力，可以追溯到遥远的古代。
人的手指是一种天然的计算工具，也是最古老的计算工具之一。远古时期，人借助扳着指头数的方法，不仅获得了许多数的概念，还大大提高了计算速度。
可是，人的双手要做很多的事情，不能老是用来记数，于是，小石子、贝壳、小木棍、绳结等等，都成了人类的计算工具。
在千百万次计算的实践中，我国古代人民发现，将小竹棍按一定的规则摆成各种形状，就能表示一切的自然数，能够很大的提高计算速度，于是又发明了算筹。算筹轻巧灵便，用它不仅可以进行加减乘除法运算，还能进行乘方、开方和其它代数运算，计算程序与现在算盘的运算，还能程序基本相同。
它是我国古代人民一项极为出色的创造。
算筹也有不足之处。运算时需要经常改变它的形状，遇到很复杂的计算问题，常常是心算己经得出某一步骤的结果，而手中的算筹仍在慢慢摆放，给人一种得心不应手的感觉。
所以，大约在15世纪，算筹就被更快速的计算工具算盘所取代了。
在世界各种古算盘中，我国的算盘是最先进的。它用竹签串联一粒粒算珠代替一根根零散的算筹，用快速的拨珠代替缓慢的?运筹?，因而既便于演算，又便于携带，算起来又快又准。
尤其是通常的加减运算，用算盘甚至比用电子计算器算得还快！
算盘已经基本具备了现代计算器的主要结构特征。例如，拨动算盘珠，也就是向算盘输入数据，这时算盘起着?存贮器?的作用；运算时，珠算口诀起着?运算指令?的作用，而算盘则起着?运算器?的作用，．．．．．当然，算盘珠毕竟要靠人手来拨动，其运算速远远比不上电子计算器，而且也根本谈不上?自动运算?。
，因此人类便一直想发明一种「神奇的机器」，这个重担自然而然地落在数学家身上。像目前大多认为巴斯卡发明的齿轮式计算器是第一台计算器。
世界上现存最早的一台机械计算器，是1642年由法国数家巴斯卡发明的。
这台能进行6位数加减法运算的机器问世之时，曾经轰动了整个欧洲，吸引了许多人前去参观。在此先介绍巴斯卡的生平：
（1）巴斯卡的生平
巴斯卡（Blaise Pascal）是法国著名的科学家，他在物理、数学，甚至于文学上都有着崇的地位。
他在很小的时候母亲就去世了，因此，在税务局上班的父亲便负担起所有的教育工作。他的父亲虽然非常喜好数学，但却认为数学对于小孩是有害的，而且会伤脑筋，应该等到十五、六岁时再开始学习。再加上巴斯卡的身体不好，因此更是不敢让他接触数学，而只是教他语文及历史。
但在巴斯卡12岁时，他偶然发现父亲在读几何书，而好奇的问父亲什幺是几何学，他的父亲为了不想让他知道太多，只是简单的说几何学是研究图形，如三角形、四方形及圆形的性质，主要的用处就是教人画出正确美观的图，并且将所有的数学书都藏起来。
但这却引起了巴斯卡浓厚的兴趣，凭着父亲所讲的一些简单的知识而开始研究几何学。当他把自己研究的结果「任何三角形的三内角和均为180度」告诉父亲时，父亲惊喜交集，感动之余竟哭了起来。于是他拿出了欧基里得的
《几何原本》给他看，巴斯卡这才接触到数学书籍。
在他13岁时发明了「巴斯卡三角形」，17岁便写出了含有四百多个定理的关于圆锥曲线的论文，19岁时，他为了减轻父亲计算税务的麻烦而发明了世界上最早的计算器，还有，数学归纳法也是他最早使用的。
在物理学上，他不但发现了水压机原理，更证明空气是有压力的，也奠定了流体静力学的基础理论。
巴斯卡不仅提出了三角阵，并把这三角阵当成一种成果，充分的应用于数学的其它方面。如他把二项式定理与三角阵连系起来，并借着三角阵简单的扩展，得出二项式任意次展开的系数。
并且借着赌博游戏与数学家费马一同建立了一门新的数学基础理论。
巴斯卡与费马想过一个问题：「丢一个铜板几次，所期望的结果出现的机会有多大？于是他们研究了最简单的情形，一个硬币有?花?与?人头?两面，他们将硬币的花设为Ａ，人头设为Ｂ，则掷一次硬币出现的可能情形有：
A，B
掷二次硬币出现的可能情形有：
AA，AB，BA，BB
掷三次硬币出现的可能情形有：
AAA，AAB，ABA，BAA，ABB，
BAB，BBA，BBB。
掷四次硬币出现的可能情形有：
AAAA，AAAB，AABA，ABAA，
BAAA，AABB，ABAB，ABBA，
BABA，BAAB，BBAA，ABBB，
BABB，BABB，BBBA，BBBB，
共16种。
若我不考虑先后次序，只考虑人头与花所出现的次数（即把ＡＢ与看成相同），那幺我们可以将上面结果再整理如下：
掷一次1A1B
掷二次1A2AB1B
掷三次1A3AB3AB1B
掷四次1A4AB6AB4AB1B
我们将A、B略去，这不正是前面所讲的「巴斯卡三角形」吗？巴斯卡与费马就是借着这个有趣的问题，慢慢的将研究扩大，最后建立起「概率论」的基础理论。
帕斯卡计算器是一个不太大的黄铜盒子，里面并排装着一些齿轮。每个齿轮都可以记录0－9这10个数字，几个齿轮排成一行，相当于处在个位、十位、百位等数字的位置，当低位齿轮转动10圈时，高位齿轮刚好转动1圈，从而实现了自动进位。
1694年，德国数学家莱布尼兹更上一层楼，发明了世界上第一台能进行加减乘除法运算的机械计算器。
（2）莱布尼兹（Leibniz）简介：
17世纪时，有位很著名的德国数学家叫莱布尼兹。
他与牛顿一起，共同奠定了微积分学的基础，对世界数学的发展作出了非常重要的贡献。
在数学史上，莱布尼兹还以发明现代电子计算器二进制概念而闻名，他最先提出了二进制的加、减、乘、除运算。
谈到这一成就时，莱布尼兹曾经激动地说：「我的这种不可思议的新发明，．．．．．是因为我发现了一位圣人的古代文字的秘密，这位古代圣人，就是3000年多前，中早期的君王伏羲氏。
」他对伏羲发明的太极八卦图尤赞赏，称赞它是?流传在宇宙间科学中的最古老的纪念物?。
太极八卦图是一幅什幺样的图画呢﹖太极八卦图由太极图和八卦图组合而成。太极图是一幅圆形的图案，裹面画着头尾相交的两条阴阳鱼；八卦图是一个正8边形图案，每条边上都有一个特殊的符号。
这8个符号就叫做?八卦?：
──────────
─────────
──────────
干坤震艮
──────────
───────────
──────────
离坎兑巽
古时候，我国人民认为宇宙中共有8个基本要素，于是就用8个个卦来表示它们，其中，干表示天，坤表示地，艮表示山，兑表示泽，震表示雷，巽表示风，坎表示水，离表示火。
那幺，太极图又是什幺意思呢﹖古人认为，宇宙的基本矛盾是阴阳二气，于是就用阴阳鱼来表示它们，并置放在整个图形的中央。
相传，太极八卦图是我国远古神话中的祖先伏羲发明的。那时候，人类还没有发明文字，他就用这种?连续的长划?和?间断的短划?来表示对客观世界的认识，后人曾编出歌诀来帮助记忆这8个符号：
干三连，坤六断，震仰孟，艮覆碗，离中虚，坎中满，兑上缺，巽下断。
每一句歌诀中，第一个字都是卦名，后面的两个字则用来形容卦的形状。例如?干三连?，指干卦的上中下三划都是连而不断的；又如?震仰孟?，指震卦形如一个仰放着的钵子。
太极八卦图在我国民间流传极广。
神魔小说《西游记》里，有一段精彩故事叫?八卦炉中逃大圣?，天兵天将抓住大闹天宫的孙大圣后，刀砍斧剁，雷轰火烧，都不能伤他一根毫毛。太上老君把孙悟空推进?八卦炉?中，用文武火锻炼，要将他化为灰烬。
后来，孙悟空躲在炉中巽卦的方位，才侥幸逃得性命。在《三国演义》中，诸葛亮用江边巨石布下了一座?八卦石阵?，阵势变幻莫测，隐含无限杀机，吓得东吴的追兵不敢举步向前．．．．．
其实，太极八卦图并非神幻莫测的鬼符，它是我国古代人民用来描述客观世界的一种模式，蕴含在其中的宏奥哲理，曾启迪过无数科学家的智能。
相传在17世纪末期，莱布尼兹正是在太极八卦图的启示下，发明了二进制的记数方法。
当时，莱布尼兹正在研制乘法计算器，他反复试验了许多种方案，却总也提不高机器的运算速度。后来他发现，要提高速度，就必须采用一种适合机器运算的记数方法。
可是，他苦苦思索了很长时间，也没有想出一个好主意来。一位在中国传教的友人，给他寄来了一幅太极八卦图。这幅古老而神奇的图案，引起了莱布尼兹极大的兴趣，触发了他的灵感。他发现，如果把图中?连续的长划?看作是1，把?间断的短划?看作是0，那幺，用八卦就可以表示出从0到7的这8个整数。
后来，他又作了进一步的研究，终于发明了二进制的记数方法。
在常用的记数方法中，二进制是最低的一种进位制。由于它只有0和1这两个数字，遇到比1大的数就得进位，因而产生出许多令人?不可思议?的算式。
譬如，1＋1＝10，11＋1＝100，等等。
不过，这里的10不能读作?十?，要读作?一零?；100也不能读作?一百?，要读作?一零零?。它们分别相当于十进制中的2和4。
八卦与二进制数的关系：
┌────┬───┬────┬────┐
│八卦符号│卦名│二进制数│十进制数│
├────┼───┼────┼────┤
│──││││
│──│坤│000│0│
│──││││
├────┼───┼────┼────┤
│──││││
│──│震│001│1│
│───││││
├────┼───┼────┼────┤
│──││││
│───│坎│010│2│
│──││││
├────┼───┼────┼────┤
│──││││
│───│兑│011│3│
│───││││
├────┼───┼────┼────┤
│───││││
│──│艮│100│4│
│──││││
├────┼───┼────┼────┤
│───││││
│──│离│101│5│
│───││││
├────┼───┼────┼────┤
│───││││
│───│巽│110│6│
│──││││
├────┼───┼────┼────┤
│───││││
│───│干│111│7│
│───││││
└────┴───┴────┴────┘
不难想象，如果用二进制来表示1987，不知要??锣滦瓷隙喑さ囊淮∧晴郏缱蛹扑闫魑茬燮捎谜庵吱???锣篓?的进位制呢﹖
原来，在电子计算器内部，是用电子器件的不同稳定状态来表示不同的数字符号。
二进制中只有2个不同的数字，对于每一个数字，计算器只要准备一个具有两种不同稳定状态的器件就行了。例如，利用电路的?开?和?关?，电脉冲的?有?和?无?，都可以在机器中表示二进制数。如果采用其它的进位制，那幺，对于每一个数字，计算器都得准备一个具有更多种不同稳定状态的器件，这样不仅会给计算器的设计制造增添麻烦，还会影响计算的精确性，降低运算速度。
不过，电子计算器并不觉得二进制???锣篓?。因为电脉冲的频率很高，一秒钟里就可产生几百万个、甚至上亿个电脉冲。要表示一个10位的二进制数，大约10微秒钟就够了，还不到一眨眼的工夫呢！
莱布尼兹计算器是一个长100厘米、宽30厘米、高25厘米的盒子，里面用梯形轴齿轮结构代替了帕斯卡用铁钉制成的齿轮结构，从而利用齿数的变换，实现了乘除法运算。
梯形轴齿轮是可变齿轮的前驱，莱布尼兹的这一发明，以后长期为各种机械计算器所采用。机械计算器的出现，是计算技术上一个重大的进步。虽然它没有过程控制机构，还谈不上是?自动计算?，但人们毕竟从中看到了?用机器代替思维?的希望。
（三）自动与电器计算器
世界上第一台能够自动运算的计算器，是1822年由英国数学家巴贝其发明的。是以蒸汽为动力代替人类进行具体运算。20世纪上半叶，科学技术的迅速发展，更发明了不少电器型计算器，进一步为巴贝奇的梦想实现提供了物质、技术基础。
（四）电子计算器
1943年，由于二次世大战的紧迫需要，一个美国科研小组在军方的大力支持下，决定将电子真空管应用到计算器装置上，研制出一种自动高速的新型计算器。在研制人员富有成效的合作和发奋努力下，研制工作进展很顺利，不到2年的时间，世界上第一台电子计算器ENIAC便研制成功了。
ENIAC是?电子数值积分和计算器?的英文缩写，它耗资48万美元，用去18000个电子管、70000个电阻、10000个电容、1500个继电器，是一个占地170平方米、重达30吨的庞然大物。
1946年2月15日，ENIAC正式投入运行。它能它在1秒钟内进行5000次加法运算，比当时最快的电器计算机还快1000多倍。
而从1944年夏天起，世界著名数学大师冯．诺伊曼就参与了ENIAC的研制工作，并以超群的智能对一些关键问题作出了贡献。
1945年3月，冯．诺伊曼起草了一份关于?离散变量自动电子算机?EDVAC的设计报告，对ENIAC作了两项重大的改进：一是在计算机内采用二进制，大大简化了计算器的结构和运算过程；一是把程序和数据一起存贮在计算器内，使得计算器的全部运算成为真正的自动过程。
尤其是后一项改进，标志着电子计算器时代的真正开始。直到目前为止，几乎所有电子计算器都采用了冯．诺伊曼的这一设计思想。冯．诺伊曼也因此被誉为是?电子计算器之父?。
（1）冯．伊诺曼（Neumann）简介
1946年2月15日，在美国宾夕法尼亚大学，世界上第一台电子计算器ENIAC正式投入了运行。
在隆重的揭幕仪式上，ENIAC表演了它的?绝招?：在1秒钟内进行5000次加法运算；在1秒钟内进行500次乘法运算。这比当时最快的电器计算器的运算速度要抉1000多倍。全场起立欢呼，欢呼科学技术进入了一个新的历史发展时期。
然而，从技术上讲，ENIAC尚未正式运行也就几乎过时了。因为在它正式运行之前，一份新型电子计算器的设计报告，又在计算器发展史上树起了一座新的里程碑！这份设计报告的起草人，就是20世纪天才的数学大师之一、美籍匈牙利数学家冯．诺伊曼。
1903年12月28日，冯．伊曼诞生于匈牙利的布达佩斯市。他从小就显示惊人的数学天赋，相传在6岁时就能心算8位数学除法，8岁时就掌握了微积分，12岁时竟读懂了一部高深的数学著作《函数论》的大意！后来，冯．诺伊曼在?匈牙利数学之父?费叶尔的指导下，接受了严格的训练。
18岁时，他与指导老师合作，在国外的杂志上发表了第一篇数学论文。
1926年，冯．诺伊曼几乎同时毕业于两所大学：在苏黎世高等技术学院获得?化学工程?文凭；在布达佩斯大学获得数学博士证书。
1930年，冯．诺伊曼到了美国，被聘为普林斯顿大学的访问教授。3年之后，年仅30岁的冯．诺伊曼与大科学家爱因斯坦一道，成为普林斯顿高级研究院的首批常任成员。
与冯．诺伊曼一起工作过的人，一致公认他才智过人。
他的老师、著名数学家波利亚说：?冯．诺伊曼是我唯一感到害怕的学生，如果我在讲演中列出一道难题，那幺当我讲演结束时，他总会拿着一张潦草写就的纸片说已把难题解出来了。?有一次，一个数学家对一个题的5种情况分别用手摇计算器算了一个通宵，第二天去请教冯．诺伊曼，结果他只用7分钟就算出了全部的答案，接着，冯．诺伊曼思考了半个小时，又发现了一种更好的简捷算法。
不过，冯．诺伊曼的妻子却认为他?一点几何头脑也没有?。有一次，她让冯．诺伊曼去取一杯水，冯．诺伊曼在这幢房子里生活了17年，竟弄不清杯子放在什幺地方，他转了半天，又走回来问妻子玻璃杯放在哪里……。
对生活琐事的心不在焉，从另一个侧面反映了他对科学研究的专注。冯．诺伊曼研究问题时精神高度集中，因而能敏锐地抓住问题的本质。
1940年以前，冯．诺伊曼对数学的页献集中在纯粹数学方面。
他曾研究?算子环?领域达20年之久，一直是这个领域内无可争辩的世界权威；他的另一项辉煌的科学成就，是部分解决了希尔伯特第5问题，为完全解决这著名数学难题作出了重大贡献。
1940年，冯．诺伊曼积极投身于反法西斯战争的洪流，开始了由纯粹数学家到杰出应用数学家的转变过程。
在战争年代，他先后被聘为美国海军兵工局等许多单位的顾问，还直接参与了核武器的研制工作，为设计原子弹的最佳结构提出了许多重要建议。
冯．诺伊曼有一个突出的优点，就是善于把人们认为不能用数学处理的实际问题加以公理化、系统化，将抽象的数学理论巧妙地应用于实际生活领域。
譬如一次几十名商人参加的交易会，商人们都会谋求有利于自己的最优策略，其数学复杂程度远远超过了太阳系行星的运动，冯．诺伊曼敢于知难而进，用一系列的数学创造揭示这类现象的规律，从而奠定了对策论这门数学分支的基础。
冯．诺伊曼对计算器科学的贡献，尤其为人们所赞赏。有趣的是，将他引向这个领域却纯粹是一个偶然的机会。
1944年夏天，冯．诺伊曼在一个火车站候车时，偶然遇见ENIAC研制小组的负责人之一、数学家格尔斯坦中尉。
当时，冯．诺伊曼正为原子弹实验中遇到的大量计算问题而苦恼，譬如有关原子核裂变反应过程问题，需要进行数十亿次初等算术运算，上百名女计算员用台式计算日夜不停地工作，仍然不能按时完成任务。在与格尔斯坦中尉闲聊中冯．诺伊曼听到了ENIAC正在研制的消息，立刻理解了这项工作的深远意义。
不久，他就成了研制小组的常客，并对一些关键问题的解决作出了贡献。
那时候，ENIAC的研制工作已经接近尾声，冯．诺伊曼与大一起集中讨论了ENIAC的不足处。1945年3月，他起草了一份?离散变量自动电子计算器?的设计报告，对ENIAC作了两项重大的改进。
一项改进是将10进制改为2进制，从而大大简化了计算器的结构和运算过程；另一项改进是将程序与数据一起存贮在计算器内，使得电子计算器的全部运算成为真正的自动过程。
这份设计报告是计算器结构思想一次最重要的改革，标志着电子计算器时代的真正开始。
连一向专搞理论的普林斯顿高级研究院，也破例批准了冯．诺伊曼的研制工作。从此，他那崭新的设计思想，深深地烙记在现代电子计算器的基本设计之中。西方科学家们对冯．诺伊曼的工作给予了极高的评价，尊他为?电子计算器之父?。
后来，冯．诺伊曼又进一步研究了自动机理论，他用惊人的毅力克服癌症带来的病痛，探索了计算器和人脑机制的类似现象。不幸的是，1957年2月8日，《计算器与人脑》的讲搞尚未写完，冯．诺伊曼便被骨癌夺去了生命。
冯．诺伊曼给世界留下了丰富的科学遗产。他是20世纪最多产的科学家之一，在理论物理学、经济学、气象学等许多科学领域，也都留有他辛勤耕耘的足迹。例如他早年撰写的《量子力学的数学基础》一书，首次将量子力学纳入严格的数学系统，至今仍是理论物理学的经典著作。
专家们指出：?如果按年代先后去探讨冯．诺伊曼的个人志向和学术成就，那就等于探讨了过去30年来科学发展史的概要。?
到1956年，全世界已经生产了几千台大型电子计算机，其中有的运算速度已经高达每秒几万次。
这些电子计算器都以真空管为主要组件，所以叫真空管计算器。利用这一代电子计算器，人们将人造卫星送上了天。这是第一代电子计算器。
第二代电子计算器是晶体管计算器。1956年，美国贝尔实验室用晶体管代替真空管，制成了世界上第一台全晶体管管计算器Lepreachaun。
它使计算器的体积、重量、耗电都大为减少。至60年代，世界上已产了3万多台晶体管计算器，运算速度达到了每秒300万次。
第三代电子计算器是中小规模集成电路计算器。1962年，美国得克萨斯公司与美国空军合作，以集成电路为计算器的基本电子组件，制成了一台实验性的样机。
在这时期，计算器的体积、功耗都进一步减少，可靠性却大为提高，运算速度达到了每秒4000万次。
第四代电子计算器是大规模集成电路计算器。一般认为这是1970年开始的事。现在，巨型机的运算速度已达到每秒几亿次，在科学研究和经济管理中起着不可替代的作用；而微型机则使计算器的体积与成本大幅度减少，并渗透到工业生产和日常生活的各个角落。
今天，要制造一台具有ＥＮＩＡＣ同样功能的计算器，体积只要有它的百万分之一也就足够了。
第五代电子计算器的研制工作已经开展多年了，无论是?梦幻式?的超导计算器，还是光计算器、生物计算器、人工智能放大器，都已取得了一定的进展。
这一代计算机的速度将达到每秒万亿次，能在更大程度上仿真人的智能，并在某些方面超过人的智能。
数学家把聪明给了电子计算器，电子计算器将使数学家变得更加聪明。而且电子计算器不仅是一种工具，它与其它的工具都不相同：电子计算器是人脑的一个侧面的延伸。
因为电子计算器不仅具有非凡的计算能力，速度之快令人望尘莫及，而且还能够仿真人的某些思维功能，按照一定的规则进行逻辑判和逻辑推理，代替人的部分脑力劳动。1976年，数学家凭借电子计算器去证明四色定理，?依靠机器完成了人没有能够完成的事情?，轰动了整个国际数学界。
电子计算器把人的思维更加有效地引向未知领域。仅仅从这个角度，也不难认识到电子计算器是一项多幺伟大的科学发明了。
。收起
