计算机的起源可以追溯到古代的计算工具,如算盘、算筹、算术表等。这些工具虽然简单,但是能够帮助人们进行一些基本的数学运算,如加减乘除等。
随着科学技术的发展,人们对计算的需求也越来越复杂和精确,因此出现了一些更先进的计算工具,如日晷、圆规、滑尺、计时器等。这些工具能够帮助人们进行一些高级的数学运算,如三角函数、对数、微积分等。
然而,这些工具仍然不能满足人们对计算速度和容量的要求,因此人们开始尝试设计一些能够自动化和机械化的计算设备,如差分机、解析机、打孔卡片机等。这些设备虽然能够进行一定程度的自动化和机械化的计算,但是仍然需要人工干预和操作,而且精度和可靠性也不高。
直到20世纪中叶,随着电子技术和逻辑学的发展,人们才开始研制出真正意义上的电子计算机。
计算机的发展阶段根据计算机使用的电子元件和技术水平的不同,计算机的发展可以分为以下四个阶段:
- 第一代:电子管计算机(1946-1957)
- 第二代:晶体管计算机(1958-1964)
- 第三代:中小规模集成电路计算机(1965-1971)
- 第四代:大规模和超大规模集成电路计算机(1971至今)
第一代:电子管计算机第一代计算机使用电子管作为主要元件,用光屏管或汞延时线作为存储器,输入输出主要采用穿孔卡片或纸带。第一代计算机的特点是体积大、耗电量大、速度慢、存储容量小、可靠性差、维护困难且价格昂贵。第一代计算机只能通过机器指令或汇编语言进行编程,整个过程异常复杂。第一代计算机主要用于科学计算。
第一代计算机中最著名的是美国宾夕法尼亚大学研制的ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer),它是世界上第一台通用电子数字计算机¹。ENIAC使用了17468个电子管,耗电功率约150千瓦。ENIAC每秒能完成5000次加法运算,400次乘法运算¹。