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第一章 计算机的诞生
世界上第一台电子计算机是有美国宾西法尼亚大学于1946年2月研制成功的，取名为 ENIAC（Electronic Numerical Integrator And puter；中文名称为“电子数值积分计算机”）。ENIAC使用电子管作为其主要元器件，全机共使用了18000个电子管，1500个继电器以及其他元件，重达30吨，占地170平方米，是个地地道道的庞然大物。这台耗电量为140千瓦·；时的计算机，运算速度为每秒5000次加法，或者400次乘法。ENIAC的诞生开辟了高速度运算的可能性，标志着人类社会计算机时代的开始。
1946年2月14日，在美国宾夕法尼亚大学的莫尔电机学院，到处洋溢着喜庆的气氛。许多来宾怀着激动的心情来到这里，因为他们要参加人类历史上第一台现代电子计算机的揭幕典礼。呈现在人们面前的是一个外形奇怪、浑身闪闪发光的庞然大物。它，就是世界上第一台现代电子计算机“埃尼阿克”（ENIAC）。这个庞然大物占地面积达170平方米，重达30吨。在揭幕仪式上，“埃尼阿克”为来宾表演了它的“绝招”—分别在1秒钟内进行了5000次加法运算和500次乘法运算，这比当时最快的继电器计算机的运算速度要快1000多倍。这次完美的亮相，使得来宾们喝彩不已。然而谁又知道，在这个庞然大物诞生的过程中，有多少人为之倾注了无数的心血！
战火催生的庞然大物
电子计算机的出现尽管只有60年的时间，但它的诞生却是人类数百年努力的积累。早在17世纪，一批欧洲数学家就已开始研制计算机。1642年，为了协助担任税务局长的父亲，年仅19岁的法国数学家帕斯卡成功地制造了第一台钟表齿轮式机械计算机，但仅能做加减法运算。在此基础上，德国数学家莱布尼兹于1678年发明了可做乘除运算的计算机。但这些机械计算机的性能过于落后，远远满足不了人们的需要。一百多年后，英国数学家巴贝奇于1822年设计出了一种更为先进的计算机。遗憾的是，由于当时工业水平所限，巴贝奇的设计根本无法实现。
此后一百年间，人类在电磁学、电工学、电子学领域不断取得重大进展，为电子计算机的出现奠定了坚实的基础。二战爆发后，美国陆军军械部为研制和开发新型大炮，在马里兰州的阿伯丁设立了“弹道研究实验室”。极为繁重的计算任务令那里的研究人员大伤脑筋。尽管实验室雇用了200多名计算快手，还是捉襟见肘。他们迫切需要一种新的计算机器，以提高工作效率。就在人们一筹莫展之时，宾夕法尼亚大学莫尔电机学院的莫克利博士提出了试制第一台电子计算机的设想。他的设想吸引了陆军军械部，他们立即要求莫尔学院拟定一份研制计划。
按照科学家们的估计，制造一台电子计算机所需的经费为15万美元，这在当时是一笔巨款，因此遭到了军方内部很多人的坚决反对。眼看研制电子计算机的计划就要夭折，美国著名数学家维伯伦博士坚定地站到了支持者的行列里，他最终说服了美国军方。经过两年多的紧张研制，第一台电子计算机终于在1946年2月14日问世。而它的开发经费几经追加，最后达到48万美元。
这台名为“埃尼阿克”的电子计算机，如今看来简直就是一个怪物。其内部有成千上万个电子管、二极管、电阻器等元件，电路的焊接点多达50万个；在机器表面，则布满电表、电线和指示灯。令人哭笑不得的是，它的耗电量超过174千瓦小时，据说在使用时全镇的电灯都会变暗；而且它的电子管平均每隔15分钟就要烧坏一只，科学家们不得不满头大汗地不停更换。然而，“埃尼阿克”的计算速度却是手工计算的20万倍、继电器计算机的1000倍。美国军方也从中尝到了甜头，因为它计算炮弹弹道只需要3秒钟，而在此之前，则需要200人手工计算两个月。除了常规的弹道计算外，它后来还涉及诸多的科研领域，曾在第一颗原子弹的研制过程中发挥了重要作用。
1955年10月2日，“埃尼阿克”宣告“退役”后，被陈列在华盛顿的一家博物馆里。
三台电子计算机竞争“世界第一”头衔
有趣的是，对于“埃尼阿克”头上的光环，多年来始终存有争议。实际上，有相当一部分人认为，英国1943年研制出来的“巨人”计算机才是世界第一台电子计算机，只不过它一直处于保密状态。直到1975年，英国当局解密了相关档案，人们才对这一内幕有所了解。
原来在第二次世界大战中，为了破译德国人的一种机械式密码，英国情报机关与数学、电子学专家合作，于1943年研制出了一种大型电子运算装置，并称其为“巨人”机。在“巨人”机发明前，英国破译德军的高级密码需要6至8个星期，而使用“巨人”机后则仅需6至8小时，自它投入使用后，德军大量高级军事机密很快被破译，大大加快了纳粹德国败亡的进程。出于战争的需要，英国将其视为“超级机密”。据说为保守秘密，英国不惜将10台同类计算机在战后秘密销毁。不过也有人认为，“巨人”机还算不上真正的电子计算机，而是介于继电器计算机与现代电子计算机之间。
还有一种说法认为，美籍保加利亚人、物理学家阿塔纳索夫才是第一台电子计算机的发明者。早在1939年12月，他就造出了世界上第一台电子计算机，但由于当时正值二战，他没有申请专利，也没有公布资料。尽管众说纷纭，“埃尼阿克”仍然是多数人公认的世界上第一台电子计算机，60年前的情人节也因此被永远载入了人类发明史册。
电子计算机因总统大选一夜成名
“埃尼阿克”诞生之初，由于它存在诸多缺陷，无法广泛应用。直到1951年，莫克利和埃克特在“埃尼阿克”基础上研制出了UNIVAC（通用自动计算机），电子计算机才开始从实验室走向社会。不久，一件偶然事件的发生，又使其知名度迅速提高。
1952年，适逢美国大选。为了对选举资料进行处理，哥伦比亚广播公司租用UNIVAC，用来预测大选结果。选举结束后仅仅45分钟，UNIVAC就计算出艾森豪威尔将以438票的绝对优势赢得胜利。但在选举前，几乎所有的专家和媒体都预测竞选双方势均力敌。所以对于计算机的预测结果，广播公司拒绝报道。工程师们只好重新计算，但该计算机仍坚持艾森豪威尔将大获全胜。当选举结果正式揭晓后，所有的人都惊呆了：艾森豪威尔实际得票为442票，
UNIVAC的预测只有不到1％的误差率！从此，整个世界开始对电子计算机的功能有了新的认识，电子计算机的发展进入了一个新时代。
从那时起到今天，电子计算机的发展可谓一日千里，它不但广泛地应用于人们的社会生活中，而且直接引导着当今信息社会的发展。毫无疑问，电子计算机是人类历史上最伟大的发明之一。如今，它已成为现代社会不可或缺的一部分，并将在未来继续扮演重要的角色。
计算机产生的动力是人们想发明一种能进行科学计算的机器，因此称之为计算机。它一诞生，就立即成了先进生产力的代表，掀开自工业革命后的又一场新的科学技术革命。
要追溯计算机的发明，可以由中国古时开始说起，古时人类发明算盘去处理一些数据，利用拨弄算珠的方法，人们无需进行心算；通过固定的口诀就可以将答案计算出来。这种被称为“计算与逻辑运算”的运作概念传入西方后，被美国人加以发扬光大。直到十六世纪；发明了一部可协助处理乘数等较为复杂数学算式的机械，被称为“棋盘计算器”，但这时期只属于纯计算的阶段；要到十九世纪才有急速的发展。
第一代电子管计算机（1945…1956）
在第二次世界大战中，美国政府寻求计算机以开发潜在的战略价值。这促进了计算机的研究与发展。1944年霍华德。艾肯（1900…1973）研制出全电子计算器，为美国海军绘制弹道图。这台简称 Mark I 的机器有半个足球场大，内含500英里的电线，使用电磁信号来移动机械部件，速度很慢（3…5秒一次计算）并且适应性很差只用于专门领域，但是，它既可以执行基本算术运算也可以运算复杂的等式。
1946年2月14日，标志现代计算机诞生的ENIAC（The Electronic Numerical Integrator And puter）在费城公诸于世。ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑，它通过不同部分之间的重新接线编程，还拥有并行计算能力。ENIAC由美国政府和宾夕法尼亚大学合作开发，使用了18，000个电子管，70，000个电阻器，有5百万个焊接点，耗电160千瓦，其运算速度比Mark I快1000倍，ENIAC是第一台普通用途计算机。
40年代中期，冯。诺依曼（1903…1957）参加了宾夕法尼亚大学的小组，1945年设计电子离散可变自动计算机EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic puter），将程序和数据以相同的格式一起储存在存储器中。这使得计算机可以在任意点暂停或继续工作，机器结构的关键部分是中央处理器，它使计算机所有功能通过单一的资源统一起来。
第一代计算机的特点是操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有各自不同的机器语言，功能受到限制，速度也慢。另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存数据。
第二代晶体管计算机（1956…1963）
1948年，晶体管的发明大大促进了计算机的发展，晶体管代替了体积庞大电子管，电子设备的体积不断减小。1956年，晶体管在计算机中使用，晶体管和磁芯存储器导致了第二代计算机的产生。第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。首先使用晶体管技术的是早期的超级计算机，主要用于原子科学的大量数据处理，这些机器价格昂贵，生产数量极少。
1960年，出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。第二代计算机用晶体管代替电子管，还有现代计算机的一些部件：打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。计算机中存储的程序使得计算机有很好的适应性，可以更有效地用于商业用途。在这一时期出现了更高级的COBOL（mon Business…Oriented Language）和FORTRAN（Formula Translator）等语言，以单词、语句和数学公式代替了二进制机器码，使计算机编程更容易。新的职业，如程序员、分析员和计算机系统专家，与整个软件产业由此诞生。
第三代集成电路计算机（1964…1971）
虽然晶体管比起电子管是一个明显的进步，但晶体管还是产生大量的热量，这会损害计算机内部的敏感部分。1958年发明了集成电路（IC），将三种电子元件结合到一片小小的硅片上。科学家使更多的元件集成到单一的半导体芯片上。于是，计算机变得更小，功耗更低，速度更快。这一时期的发展还包括使用了操作系统，使得计算机在中心程序的控制协调下可以同时运行许多不同的程序。
第四代大规模集成电路计算机（1971…现在）
出现集成电路后，唯一的发展方向是扩大规模。大规模集成电路（LSI）可以在一个芯片上容纳几百个元件。到了80年代，超大规模集成电路（VLSI）在芯片上容纳了几十万个元件，后来的ULSI将数字扩充到百万级。可以在硬币大小的芯片上容纳如此数量的元件使得计算机的体积和价格不断下降，而功能和可靠性不断增强。基于“半导体”的发展，到了一九七二年，第一部真正的个人计算机诞生了。所使用的微处理器内包含了 2；300 个“晶体管”，可以一秒内执行 60；000 个指令，体积也缩小很多。而世界各国也随着“半导体”及“晶体管”的发展去开拓计算机史上新的一页。
70年代中期，计算机制造商开始将计算机带给普通消费者，这时的小型机带有软件包，供非专业人员使用的程序和最受欢迎的字处理和电子表格程序。这一领域的先锋有modore， Radio Shack和Apple puters等。
1981年，IBM推出个人计算机（PC）用于家庭、办公室和学校。80年代个人计算机的竞争使得价格不断下跌，微机的拥有量不断增加，计算机继续缩小体积，从桌上到膝上到掌上。与IBM PC竞争的Apple Macintosh系列于1984年推出，Macintosh提供了友好的图形界面，用户可以用鼠标方便地操作。
计算机的发明是二十世纪四十年代的事情，经过几十年的发展，它已经成为一门复杂的