计算机的历史和未来
公元前1200年前，苏美尔一些受过教育的居民把他们的商业事务记录在泥板上。
公元前3000年，巴比伦发明了算盘。
从公元前250年到公元前230年，厄拉多塞的筛子被用来确定质数。
大约在公元79年，当“安提基西拉装置”根据纬度和星期几进行正确调整时，可以获得29日和30日交替出现的太阴月。
大约在1300年，由金属丝和珠子制成的算盘取代了中国的计算杆。算盘是当时商人用来计算商业交易的。
从1612到1614，约翰·耐普尔发明了带小数点的对数，并用数轴计数。
1622年，威廉·奥特雷德根据纳皮尔的对数表发明了圆形计算尺。精度只有3位数，但是对于很多工作已经达到足够的精度了。
从1642到1643，Blaise Pascalene发明了齿轮操作加法器，这是第一个机械加法器。这个“帕斯卡林”有八个活动表盘，最多能加八位数。
机械加法器
1666年，英国的塞缪尔·莫兰发明了一种可以计算加数和减法的机械计数机器。
1673年，戈特弗里德·莱布尼茨制作了一个带有阶梯形圆柱轮的计数器，称为“阶梯计算器”。这台计算机能把重复的数相乘，并自动加到加法器上。
1694德国数学家戈特弗里德·莱布尼茨对帕斯卡的帕斯卡进行了改进，制成了一台可以计算乘数的机器。它仍然由齿轮和刻度盘操作。
1773年，菲利普-马特乌斯制造并销售了少量精确到12位数的计算机。
计算机历史1773
1775斯坦霍普第三伯爵发明了类似莱布尼茨的乘法计算机。
在1786年，J.H.Mueller设计了一种差动延伸，但不幸的是没有资金来制造它。
约瑟夫-玛丽·雅卡尔1801年的织布机，是通过连接顺序打孔卡控制的花型。
穿孔卡片织机
1811年，卢德分子摧毁了这些使人失业的机器。
1820托马斯算术计，法国科学学会出版。它是根据莱布尼茨的阶梯鼓原理制成的。它是第一台量产的计算机，可以计算乘数，如果得到用户的配合，甚至可以计算除数。这台机器已经卖了90年左右了。
1822年，查尔斯·巴贝奇开始设计和制造差速发动机。这种差速发动机由蒸汽启动，体积巨大。它有一个存储程序，可以自动计算和打印结果。
贝格及其设计的差分机
1829威利安·奥斯丁·伯特获得了一项实用但笨拙的打字机的专利，这是美国第一台书写机器。
1832年，贝格和约瑟夫·克莱门特制作了差动器的样机。
从1833到1835，巴贝奇转而设计分析机器。因为分析机器拥有现代计算机的基本部件，巴贝奇被称为“计算机之父”。
10月塞缪尔·莫尔斯和阿尔弗雷德·维尔发表了电报系统的组成部分。
1842洛夫莱斯伯爵夫人奥古斯塔·爱达·拜伦翻译了路易吉·梅纳布雷亚关于分析机器的小册子，并添加了自己的笔记，成为第一个程序员。
Ada的介绍和照片
在1843中，Scheutz和他的儿子Edvard Scheutz做了一个三阶差分扩展。
1844塞缪尔·莫尔斯从华盛顿寄了一件电装到美国马里兰州的城市巴尔的摩。
从1847到1849，贝格完成了二十一个差分机改进版的组成，可以运算7阶差分和31位数。但是因为没有赞助商，机器没有完成。
1854年，乔治·布尔发表了《思想规律的考察》，讲的是符号和逻辑推理，后来成为计算机设计的基本概念。
1858一封电报？第一次横渡大西洋，提供了几天服务。
一条横贯大陆的电报线连接了大西洋和太平洋海岸。
亚历山大·格雷厄姆·贝尔发明了电话，并于1876获得专利。
从1876到1878，开尔文男爵制造了泛音分析仪和潮汐预报机。
1882威廉·S·巴罗斯辞去了银行职员的工作，专心致力于发明加法器。
1889年赫尔曼·何乐礼的电动制表机在竞赛中表现出色，并在1890年的人口调查中使用。赫尔曼·何乐礼采用了提花织机的概念来计算。他用一张卡存储数据，然后将其注入机器，以汇编结果。这种机器使人口调查的结果在短短六周内就能得到，而这需要十年的时间。
计算机历史1890
第一台四功能计算机被发明出来。
1895古列尔莫·马可尼传输广播信号。
1896霍尔瑞斯创立制表机公司。
打孔键出现在1901年，在随后的半个世纪里变化不大。
1904年，约翰·A·弗莱明获得真空二极管专利，奠定了无线电通信的基础。
1906 Lee de Foredt在费尔明加了一个带第三个阀的二极管，造了一个三电极真空管。
1907录制的音乐组成了纽约第一个官方电台。
1908英国科学家坎贝尔·斯温顿？描述了电子扫描方法和用阴极射线管制作电视的预测。
1911年，霍尔瑞斯的手表机器公司与另外两家公司合并，成立了电脑制表录音公司(C-T-R)，这是一家制表和录音公司。但在1924年更名为国际商业机器公司(IBM)。
1911年，荷兰物理学家Kamerlingh Onnes在莱顿大学发现了超导。
1931年，范尼弗·布什发明了一种可以解差分程序的计数机器。这台机器可以解决一些让数学家和科学家头疼的复杂差分程序。
1935年，IBM(国际商业机器公司)推出了“IBM 601”，这是一种带算术部件的穿孔卡片机，能在1秒内计算出乘数。
它在科学计算和商业计算中发挥着巨大的作用。总共制造了1500个单位。
1937年，艾伦·图灵提出了“通用机器”的概念，可以执行任何算法，形成了“可计算性”的基本概念。图灵的概念优于其他同类型的发明，因为他使用了符号处理的概念。
1938年，康拉德·楚泽完成了一台可以编程的二进制机器。原名“V1”，后来改名为“Z1”。此计数器采用浮点运算，具有7位指数、16位尾数和一个正负位。内存采用滑动金属部分存储16的数字，效果非常好，但是算术部分不是很成功。程序由穿孔带(不是纸带，而是35MM胶片)读取，数据可以通过数字键盘输入，输出显示在一个灯上。
计算机历史1935-38和康拉德·楚泽照片
约翰·文森特·阿坦索夫和约翰·伯里做了一个16位加法器。这是第一台用真空管计算的机器。
1939年，祖泽和施雷尔制作了“V2”[后来称为Z2]。这台机器沿用了Z1的机械存储，并增加了一个新的使用继电器逻辑的算术组件。但当祖泽完成草案后，这个计划中断了一年。
1939-40年，Schreyer用真空管完成了10位加法器，用氖灯完成了存储器。
1940 1在贝尔实验室，塞缪尔·威廉姆斯和斯蒂比茨完成了一台可以计算复数的机器，被称为“复数计算器”，后来改名为I (Model I Relay Calculator)。它使用电话开关作为逻辑元件:145断路器和10条形开关。数字用“加3BCD”表示。同年9月，电传打字机被安装在一个数学会议上，并由新罕布什尔州连接到纽约。
1940，Zuse终于完成了Z2，比Z2好用，但是不太靠谱。
1941年夏天，阿塔纳索夫和贝里完成了一台专门为解线性方程组而设计的计算机，后来被称为“ABC(阿塔纳索夫-贝里计算机)”。它有60Hz的50位存储器，以电容器的形式安装在两个旋转的鼓上。时钟
1941二月，Zuse完成了“V3”(后来叫Z3)，这是第一台可以编程操作的电脑。它也使用浮点运算，7位指数，14位尾数和一个符号。存储器可以存储64个字，所以需要1400个断路器。它有1200以上的运算和控制元件，编程、输入和输出与Z1相同。
1943 65438+10月霍华德·h·艾肯完成了“ASCC马克I”(自动顺序控制计算器马克I)，也被称为“哈沃德马克I”。这台机器长51英尺，重5吨。它由75万个零件组成。它有72个累加器，每个累加器都有自己的算术单元和一个23位寄存器。
1943 65438+2月Tommy Flowers和他的团队完成了第一个“巨像”，它有2400个真空管作为逻辑元件，5个纸带阅读器，每个阅读器每秒可以工作5000个字符。
1947年，威廉姆·肖克利、约翰·巴丁和瓦尔特·布拉顿发明了一种转移电阻，后来被称为晶体管，它大大改进了计算机，比真空管更可靠。
计算机的历史
计算机是新技术革命的主力军，也是推动社会走向现代化的积极因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最深远的新兴学科之一。在世界范围内，计算机产业已经发展成为具有强大生命力的战略性产业。
现代计算机是根据程序自动处理信息的通用工具。它的处理对象是信息，处理结果也是信息。利用计算机解决科学计算、工程设计、管理、过程控制或人工智能等各种问题，都是按照一定的算法进行的。这种算法是一系列定义精确的规则，指出如何通过有限的步骤，用给定的输入信息生成所需的输出信息。
信息处理的一般过程是，计算机用户对要解决的问题预先编制程序并存储在计算机中，然后用存储的程序指挥和控制计算机自动进行各种基本操作，直到得到预期的处理结果。计算机自动工作的基础在于这种存储程序的方式，其普适性的基础在于利用计算机处理信息的* * *方法。
计算机的历史
现代计算机的诞生和发展在现代计算机出现之前，计算机的发展经历了机械计算机、机电计算机和萌芽的电子计算机三个阶段。
早在17世纪，欧洲的一群数学家就开始设计和制造以数字形式执行基本运算的数字计算机。1642年，法国数学家帕斯卡利用类似钟表的齿轮传动装置，制成了最早的十进制加法器。1678年，德国数学家莱布尼茨制造的计算机进一步解决了十进制数的乘法和除运算。
英国数学家巴贝奇在1822年制作差分机模型时提出了一个想法。每完成一次算术运算，就会发展成一次特定完整运算过程的自动完成。1884年，巴贝奇设计了一台程控万能分析仪。虽然这个分析仪已经描述了与程序控制方式相关的计算机的原型，但是由于当时的技术条件还没有实现。
在巴贝奇的思想提出后的一百多年间，电磁学、电工学和电子学取得了巨大的进步，在元器件方面相继发明了真空二极管和真空三极管。系统技术方面，无线电报、电视、雷达相继发明。所有这些成就都为现代计算机的发展准备了技术和物质条件。
与此同时，数学和物理也相应地蓬勃发展起来。到20世纪30年代，物理学的所有领域都在经历量化阶段，数学方程描述了各种物理过程，其中一些很难用经典的分析方法求解。因此，数值分析受到重视，发展了各种数值积分、数值微分和微分方程的数值解，将计算过程简化为巨量的基本运算，从而为现代计算机的数值算法奠定了基础。
社会对先进计算工具的迫切需求是现代计算机诞生的根本动力。20世纪以来，各个科学领域和技术部门都出现了无数的计算困难，阻碍了学科的不断发展。尤其是二战爆发前后，军事科技对高速计算工具的需求尤为迫切。这一时期，德国、美国、英国都在发展计算机，几乎同时开始研究机电计算机和电子计算机。
德国人朱塞佩是第一个使用电子元件制造计算机的人。他在1941年制造的全自动继电器计算机Z-3，具有浮点计数、二进制运算、数字存储地址指令形式等现代计算机的特点。在美国，中继计算机有MARK-1、MARK-2、Model-1、Model-5等。也是在1940 ~ 1947期间做的。但继电器的开关速度约为百分之一秒，大大限制了计算机的运算速度。
电子计算机的发展过程经历了从制作零件到整机、从专用机到通用机、从“外部程序”到“存储程序”的演变1938年，保加利亚裔美国学者阿塔纳索夫(atanasoff)首先制作了电子计算机的计算零件。1943年，英国外交部通信处制造了一台“巨型”电子计算机。这是一种特殊的密码分析机，在二战中被应用。
1946年2月，美国宾夕法尼亚大学摩尔学院制造的大型电子数字积分计算机(ENIAC)最初用于火炮弹道计算，经过多次改进，成为一种通用计算机，可以进行各种科学计算。这种完全用电子电路进行算术运算、逻辑运算和信息存储的计算机，比中继计算机快1000倍。这就是人们经常提到的世界上第一台电子计算机。但这台计算机的程序还是外置的，存储容量太小，还没有完全具备现代计算机的主要特征。
这项新突破是由数学家冯·诺依曼领导的设计团队取得的。1945年3月，他们发表了一个全新的通用电子计算机程序——电子离散变量自动机(EDVAC)。随后，在1946年6月，冯·诺依曼等人提出了一份更加完善的设计报告，对电子计算机设备的逻辑结构进行了初步研究。同年7月至8月，他们在摩尔学院给来自美国和英国20多个机构的专家讲授了一门专门的课程“计算机设计理论与技术”，促进了存储程序计算机的设计和制造。
1949年，英国剑桥大学数学实验室率先做出了电子离散时间自动计算机(EDSAC)。美国制造了东方标准自动计算机(SFAC)1950。至此，电子计算机发展的萌芽期结束，现代计算机的发展期开始。
在创造数字计算机的同时，另一种重要的计算工具——模拟计算机也被开发出来。物理学家在总结自然规律时，往往会用数学方程来描述某个过程。相反，也可以用物理过程模拟的方法来求解数学方程。对数发明后，1620年制作的计算尺已经把乘除法改为加减法进行计算。麦克斯韦巧妙地将积分(面积)的计算转化为长度的度量，在1855中做了一个积分器。
傅立叶分析是19世纪数学物理的又一伟大成就，对模拟器的发展起到了直接的推动作用。19世纪末20世纪初，65438+制造了各种计算傅立叶系数的解析机和求解微分方程的微分解析机。然而，当试图推广微分分析器解决偏微分方程和模拟器解决一般科学计算问题时，人们逐渐意识到模拟器在通用性和准确性方面的局限性，并把主要精力转向数字计算机。
电子数字计算机出现后，模拟计算机继续发展，并与数字计算机相结合，产生了混合计算机。模拟器和混合器已经发展成为现代计算机的特殊品种，即高效的信息处理工具或特定领域的模拟工具。
自20世纪中期以来，计算机一直处于高速发展时期，计算机从只有硬件发展到包括硬件、软件和固件的计算机系统。计算机系统的性能价格比平均每10年提高两个数量级。计算机的类型经过了一次又一次的划分，发展为微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型和中型计算机)、各种专用计算机(如各种控制计算机和模数混合计算机)。
计算机设备，从电子管到晶体管，从分立元件到集成电路再到微处理器，在计算机的发展中实现了三次飞跃。
电子管计算机时代(1946 ~ 1959)，计算机主要用于科学计算。主存是决定电脑技术面貌的主要因素。当时的主要存储器有水银延迟线存储器、阴极射线示波器静电存储器、磁鼓和磁芯存储器，计算机通常是按此分类的。
晶体管计算机时代(1959 ~ 1964)，磁心存储器作为主存储器，磁鼓和磁盘开始作为主辅存储器。不仅科学计算计算机不断发展，中小型计算机，尤其是廉价的小型数据处理计算机也开始批量生产。
1964随着集成电路计算机的发展，计算机也进入了产品系列化的发展时期。半导体存储器逐渐取代了核心存储器的主存地位，磁盘成为不可或缺的辅助存储器，虚拟存储技术得到了广泛应用。随着各种半导体只读存储器和可重写只读存储器的快速发展，以及微程序技术的发展和应用，计算机系统中开始出现固件子系统。
70年代以后，计算机用集成电路的集成迅速从小规模发展到大规模和超大规模水平，微处理器和微型计算机应运而生，各种计算机的性能迅速提高。随着字长为4位、8位、16位、32位和64位的微型计算机的出现和广泛应用，对小型计算机、通用计算机和专用计算机的需求也相应增加。
微型计算机在社会上广泛应用后，一栋办公楼、一所学校、一个仓库往往有几十台甚至上百台电脑。实现它们互连的局域网随即兴起，进一步推动了计算机应用系统从集中式系统向分布式系统的发展。
电子管计算机时代，一些计算机配备了汇编语言和子程序库，出现了科学计算的高级语言FORTRAN。晶体管计算机阶段，事务处理的COBOL语言、科学计算机的ALGOL语言、符号处理的LISP语言等高级语言开始进入实用阶段。操作系统的初步形成使计算机的使用从手工操作转变为自动作业管理。
进入集成电路计算机发展时期后，计算机中已经形成了相当规模的软件子系统，高级语言的种类进一步增多，操作系统日臻完善，具有批处理、分时处理、实时处理等多种功能。软件子系统还增加了数据库管理系统、通信处理程序和网络软件。软件子系统的功能不断增强，明显改变了计算机的使用属性，显著提高了使用效率。
在现代计算机中，外围设备的价值已经普遍超过了计算机硬件子系统的一半，其技术水平很大程度上决定了计算机的技术面貌。外围设备的技术是非常综合性的，不仅取决于电子、机械、光学、磁学等多学科的综合，还取决于精密机械技术、电工电子加工技术以及测量技术和工艺水平。
外围设备包括辅助存储器和输入输出设备。辅助存储器包括磁盘、磁鼓、磁带、激光存储器、大容量存储器和微型存储器等。输入输出设备分为输入、输出、转换、模式信息处理设备和终端设备。在这些各种设备中，磁盘、终端设备、模式信息处理设备和转换设备对计算机的技术前景影响最大。
新一代计算机是集信息采集、存储和处理、通信和人工智能于一体的智能计算机系统。它既能处理一般信息，又能面对知识处理，具有形式推理、联想、学习和解释的能力，将有助于人类开拓未知领域，获取新知识。
中国计算技术的发展在人类文明的发展史上，中国曾经在早期计算工具的发明创造上写下了光辉的一页。早在商朝，中国就创造了十进制记数法，比世界早了一千多年。到了周朝，发明了当时最先进的计算工具——计算和编制。这是一种用不同颜色的竹子、木头或骨头制成的小棍子。在计算每一道数学题的时候，我们通常会以歌曲的形式编出一套算法，一边计算一边不断地重新排列木棒。我国古代数学家祖冲之计算出圆周率在3.1415926到3.1415927之间。这个结果比西方早了1000年。
珠算是中国的又一独创，也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻便灵活、便于携带、与人民生活密切相关的东西，最早出现在汉代，逐渐成熟于元代。珠算不仅对中国的经济发展起到了有益的作用，而且还传到了日本、朝鲜、东南亚等地区。它经受了历史的考验，一直沿用至今。
中国发明创造的南导车、水运象、鼓车、提花机，不仅为自动控制机械的发展做出了突出贡献，而且对计算工具的演变产生了直接或间接的影响。比如张衡做的水运星座图，可以自动与地球运行同步。唐宋时期经过改良，成为世界上最早的天文钟。
记忆中的鼓车是世界上最早的自动计数装置。提花机的原理对计算机程序控制的发展产生了间接的影响。在中国古代，八卦由阳和阴组成，这也对计算技术的发展产生了直接影响。莱布尼茨写了一篇关于八卦的论文，系统地提出了二进制算术算法。他认为世界上最早的二进制表示是中国的八卦。
在沉寂了很久之后，新中国成立后，中国的计算技术进入了一个新的发展时期，相继成立了研究机构，在高等院校设立了计算技术与器件和计算数学专业，着手打造中国的计算机制造业。
1958和1959年，我国先后制造出第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期，我国成功研制了一批晶体管计算机，并用ALGOL等语言编制了编译器等系统软件。60年代末，中国开始研究集成电路计算机。20世纪70年代，中国已经大规模生产小型集成电路计算机。20世纪80年代以后，中国开始注重微型计算机系统的开发和应用。大型计算机特别是超级计算机技术也取得了重要进展；建立计算机服务业，逐步完善计算机产业结构。
在计算机科学技术研究方面，我国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面取得了很大成就。在计算机应用方面，中国在科学计算和工程设计领域取得了令人瞩目的成就。计算机应用研究和实践在商业管理和过程控制中越来越活跃。
计算机科学与技术
计算机科学与技术是一门以数学、电子学(特别是微电子学)、磁学、光学、精密机械等学科为基础，实用性强，发展迅速的技术学科。但它并不是简单地应用某些学科的知识，而是通过高度集成，形成一套与信息表示、转换、存储、处理、控制和利用相关的理论、方法和技术。
计算机科学是研究计算机及其周围环境的各种现象和尺度的科学，主要包括理论计算机科学、计算机系统结构、软件和人工智能。计算机技术泛指应用于计算机领域的技术方法和手段，包括计算机系统技术、软件技术、组件技术、器件技术和组装技术。计算机科学与技术包括五个分支，即理论计算机科学、计算机系统结构、计算机组织与实现、计算机软件和计算机应用。
理论计算机科学是研究计算机基础理论的学科。在数千年的数学发展中，人们研究了各种计算，创造了许多算法。而以计算本质或算法本身为研究对象的数学理论，则是在20世纪30年代才发展起来的。
当时几位数理逻辑学者建立的算法理论，即可计算性理论或递归函数理论，对40年代现代计算机设计思想的形成产生了影响。此后，对真实计算机及其程序的数学模型性质的研究，以及对计算复杂性的研究不断发展。
理论计算机科学包括自动机理论、形式语言理论、程序理论、算法分析和计算复杂性理论。自动机是真正的自动计算机的数学模型，或者说是真正的计算机程序的模型。自动机理论的任务就是研究这种抽象机器的模型。程序设计语言是一种形式语言，形式语言理论根据语言表达能力的强弱分为O ~ 3种语言，分别对应图灵机等四种自动机。程序理论是研究程序逻辑、程序复杂性、程序正确性证明、程序验证、程序综合、形式语言学和程序设计方法的理论基础。算法分析研究各种特定算法的性质。计算复杂性理论研究算法复杂性的一般性质。
计算机系统结构程序员看到的计算机属性，集中在计算机的概念结构和功能特性，硬件、软件和固件子系统的功能分配及其接口的确定。使用高级语言的程序员看到的计算机属性主要是软件子系统和固件子系统的属性，包括操作系统、数据库管理系统和网络软件的编程语言和用户界面。使用机器语言的程序员看到的计算机属性是硬件子系统的概念结构(硬件子系统结构)及其功能特性，包括指令系统(机器语言)、寄存器定义、中断机制、输入输出方式、机器工作状态等。
硬件子系统的典型结构是冯诺依曼结构，由算术控制器、存储器和输入输出设备组成，采用“指令驱动”方式。起初，它是为求解非线性和微分方程而设计的，并没有预见到高级语言、操作系统和其他特殊要求的出现，以适应其他应用环境。长期以来，软件子系统都是在这种冯诺依曼结构的基础上发展起来的。然而，不适应的情况逐渐暴露出来，推动了计算机体系结构的改革。
计算机组织与实施是研究计算机的功能，组件之间的互联和交互，以及与计算机实施相关的技术，这些都属于计算机组织与实施的任务。
在计算机系统结构确定了分配给硬子系统的功能及其概念结构后，计算机组织的任务就是研究各部件的内部结构和相互联系，以实现机器指令级的各种功能和特性。这种互连包括各种功能组件的排列、互连和交互。
随着计算机功能的扩展和性能的提高，计算机中的功能部件越来越多，它们之间的互连结构也越来越复杂。现代有三种互连方式，以中央处理器、存储器或通信子系统为中心，与其他部件互连。以通信子系统为中心的组织模式将计算机技术和通信技术紧密结合，形成了计算机网络、分布式计算机系统等重要的计算机研究和应用领域。
与计算实现相关的技术范围相当广泛，包括计算机部件、器件技术、数字电路技术、组装技术以及相关的制造技术和工艺。
软件的研究领域主要有程序设计、基础软件和软件工程。程序设计是指设计和编译程序的过程，是软件研发的基本环节。程序设计研究的内容包括相关的基本概念、规范、工具、方法和方法论。该领域的发展特点是:从顺序编程向并发编程和货币共享编程过渡；从非结构化编程方法过渡到结构化编程方法；来自低级语言