计算机的发展史

桑浩鑫+王雪莹

【摘要】计算机经过几十年的发展，它已经成为一门复杂的工程技术学科，它的应用从国防、科学计算，到家庭办公、教育娱乐，无所不在。它的分类从巨型机、大型机、小型机，到工作站、个人电脑，五花八门。但是，无论怎样尖端，怎样高科技，从它诞生之日起，在许多人心目中它就是一部机器，一部冰冷的高速运算的机器。

【关键词】计算机；发展史

计算机（computer）俗称电脑，是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。

计算工具的演化经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段，例如从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘计算尺、古希腊人的安提凯希拉装置的机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用，也孕育了现代的电子计算机的雏形和设计思路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。

一、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 Computer）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。

二、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的电子管，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。第二代计算机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（Common 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。

三、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。

四、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Commodore，Radio Shack和Apple Computers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，微机的擁有量不断增加，计算机继续缩小体积，从桌上到膝上到掌上。与IBMPC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。

计算机经过几十年的发展，它已经成为一门复杂的工程技术学科，它的应用从国防、科学计算，到家庭办公、教育娱乐，无所不在。它的分类从巨型机、大型机、小型机，到工作站、个人电脑，五花八门。但是，无论怎样尖端，怎样高科技，从它诞生之日起，在许多人心目中它就是一部机器，一部冰冷的高速运算的机器。

从ENIAC揭开计算机时代的序幕，到UNIVAC成为迎来计算机时代的宠儿，不难看出这里发生了两个根本性的变化：一是计算机已从实验室大步走向社会，正式成为商品交付客户使用；二是计算机已从单纯的军事用途进入公众的数据处理领域，真正引起了社会的强烈反响。

伴随经济结构的调整，科技兴国战略的进一步实施，科学、工业、国防和教育事业需要一大批高素质的计算机专门人才。计算机行业良好的就业前景及薪酬待遇吸引了大量非计算机应用技术专业的人。他们迫切需要依靠学习和培训获得进入计算机应用技术专业的技术能力。而另一个方面，计算机应用技术专业行业中职业的变化和更替也是最为频繁的，它要求从业者必须不断地学习才能保持这种持续工作的状态。同时一个人学习的技术越先进，掌握的技术越全面，那么这个人的事业发展前景就越广阔，工作选择的机会就越大。此外，由于互联网技术的飞速发展，很多掌握过时技术的人员也不得不重新进行培训，以使自己能够与最新的技术同步。随着我国经济的不断发展，信息化程度不断提高，各个企业对信息化投入的比例逐步加大，因此要求在职人员必须要学会操作微机。实事求是讲，在诸多专业里计算机应用技术专业平均起步收入应该是很高的，而且就业面比较宽，各个行业都可以找到合适的工作。但我们也应该注意到，计算机是一门快速发展，日新月异的学科，时时刻刻都有新的理论，知识，产品被推出。如果想在这个行业做好，无论作哪个层次，都得不停地充实自己，很多学校都有计算机系，就业市场是大，就业竞争也很激烈。要想有个好的计算机职业，首先得有扎实的技术作为基础；其次，要经常了解计算机方面的最新信息，学习最新的技术；第三，实践经验必不可少，在校期间通过多种渠道积累了实践经验，如暑期有针对性的打工，或通过熟人关系积累实践经验，也可有目的性地参加见习培训，学校安排的实习等等。第四，了解计算机行业有哪些职位，以及这些职位需要什么技术，有针对性地做好就业准备。计算机应用技术专业就业趋势：从总体上讲，社会对计算机人才总需求量没有明显变化，但毕业生就业岗位分布和岗位层次将更宽泛，需求的主体由政府机关、金融单位、电信系统、国有企业转向教育系统、非公有制经济实体等中小用人单位。