计算机的历史,现代计算机的诞生和发展?
巴贝奇的思想提出后,100多年来,电磁学、电工学和电子学都取得了巨大的进步,在元器件上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经历了量化阶段,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k .朱塞佩首先使用电子元件制造计算机。早在1941,全自动中继计算机Z-3就具备了现代计算机的特点,如浮点计数、二进制运算、数字存储地址的指令形式等。在美国,中继计算机有MARKⅰ、MARKⅱ、Modelⅰ、Model ⅴ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造零件到整机、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J. atanasoff首先制造了电子计算机的计算部件。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规模电子数字积分计算机(ENIAC)最初是专门用于火炮弹道计算的,经过多次改进,成为能够进行各种科学计算的通用计算机。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。另一项重大突破是由数学家j .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存储程序通用电子计算机方案──电子离散变量自动计算机(EDVAC)。随后,1946年6月,诺依曼等人提出了更完善的设计报告,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。