在1946年第一台计算机产生之前的计算工具是什么

发布网友 发布时间：2022-04-22 00:06

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热心网友 时间：2023-07-15 09:27

一、计算机发展史简介 人类所使用的计算工具是随着生产的发展和社会的进步，从简单到复杂、从低级到高级的发展过程，计算工具相继出现了如算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。 1946年，世界上第一台电子数字计算机（ENIAC）在美国诞生。这台计算机共用了18000多个电于管组成，占地170m2，总重量为30t，耗电140kw，运算速度达到每秒能进行5000次加法、 300次乘法。 电子计算机在短短的50多年里经过了电子管、晶体管、集成电路（IC）和超大规模集成电路（VLSI）四个阶段的发展，使计算机的体积越来越小，功能越来越强，价格越来越低，应用越来越广泛，目前正朝智能化（第五代）计算机方向发展。 1．第一代电子计算机 第一代电于计算机是从1946年至1958年。它们体积较大，运算速度较低，存储容量不大，而且价格昂贵。使用也不方便，为了解决一个问题，所编制的程序的复杂程度难以表述。这一代计算机主要用于科学计算，只在重要部门或科学研究部门使用。 2．第二代电子计算机 第二代计算机是从1958年到1965年，它们全部采用晶体管作为电子器件，其运算速度比第一代计算机的速度提高了近百倍，体积为原来的几十分之一。在软件方面开始使用计算机算法语言。这一代计算机不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务处理及工业控制。 3．第三代电子计算机 第三代计算机是从1965年到1970年。这一时期的主要特征是以中、小规模集成电路为电子器件，并且出现操作系统，使计算机的功能越来越强，应用范围越来越广。它们不仅用于科学计算，还用于文字处理、企业管理、自动控制等领域，出现了计算机技术与通信技术相结合的信息管理系统，可用于生产管理、交通管理、情报检索等领域。 4．*电子计算机 *计算机是指从1970年以后采用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）为主要电子器件制成的计算机。例如80386微处理器，在面积约为10mm X l0mm的单个芯片上，可以集成大约32万个晶体管。 *计算机的另一个重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机。 微型计算机大致经历了四个阶段： 第一阶段是1971～1973年，微处理器有4004、4040、8008。 1971年Intel公司研制出MCS4微型计算机（CPU为4040，四位机）。后来又推出以8008为核心的MCS-8型。 第二阶段是1973～1977年，微型计算机的发展和改进阶段。微处理器有8080、8085、M6800、Z80。初期产品有Intel公司的MCS一80型（CPU为8080，八位机）。后期有TRS-80型（CPU为Z80）和APPLE-II型（CPU为6502），在八十年代初期曾一度风靡世界。 第三阶段是1978～1983年，十六位微型计算机的发展阶段，微处理器有8086、808880186、80286、M68000、Z8000。微型计算机代表产品是IBM-PC（CPU为8086）。本阶段的顶峰产品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC／AT286(1986年)微型计算机。 第四阶段便是从1983年开始为32位微型计算机的发展阶段。微处理器相继推出80386、80486。386、486微型计算机是初期产品。 1993年， Intel公司推出了Pentium或称P5（中文译名为“奔腾”）的微处理器，它具有位的内部数据通道。现在Pentium III（也有人称P7）微处理器己成为了主流产品，预计Pentium IV 将在2000年10月推出。 由此可见，微型计算机的性能主要取决于它的核心器件——微处理器（CPU）的性能。 5．第五代计算机 第五代计算机将把信息采集、存储、处理、通信和人工智能结合一起具有形式推理、联想、学习和解释能力。它的系统结构将突破传统的冯·诺依曼机器的概念，实现高度的并行处理。 二、计算机的特点 计算机的基本特点如下： 1、记忆能力强 在计算机中有容量很大的存储装置，它不仅可以长久性地存储大量的文字、图形、图像、声音等信息资料，还可以存储指挥计算机工作的程序。 2、计算精度高与逻辑判断准确 它具有人类*为力的高精度控制或高速操作任务。也具有可靠的判断能力，以实现计算机工作的自动化，从而保证计算机控制的判断可靠、反应迅速、控制灵敏。 3、高速的处理能力 它具有神奇的运算速度，其速度以达到每秒几十亿次乃至上百亿次。例如，为了将圆周率兀的近似值计算到707位，一位数学家曾为此花十几年的时间，而如果用现代的计算机来计算，可能瞬间就能完成，同时可达到小数点后200万位。 4、能自动完成各种操作 计算机是由内部控制和操作的，只要将事先编制好的应用程序输入计算机，计算机就能自动按照程序规定的步骤完成预定的处理任务。 1.3 计算机应用领域和发展方向 一、计算机应用领域 目前，计算机的应用可概括为以下几个方面。 1．科学计算（或称为数值计算） 早期的计算机主要用于科学计算。目前，科学计算仍然是计算机应用的一个重要领域。如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等。由于计算机具有高运算速度和精度以及逻辑判断能力，因此出现了计算力学、计算物理、计算化学、生物控制论等新的学科。 2．过程检测与控制 利用计算机对工业生产过程中的某些信号自动进行检测，并把检测到的数据存入计算机，再根据需要对这些数据进行处理，这样的系统称为计算机检测系统。特别是仪器仪表引进计算机技术后所构成的智能化仪器仪表，将工业自动化推向了一个更高的水平。 3．信息管理（数据处理） 信息管理是目前计算机应用最广泛的一个领域。利用计算机来加工、管理与操作任何形式的数据资料，如企业管理、物资管理、报表统计、帐目计算、信息情报检索等。近年来，国内许多机构纷纷建设自己的管理信息系统（MIS）；生产企业也开始采用制造资源规划软件（MRP），商业流通领域则逐步使用电子信息交换系统（EDI），即所谓无纸贸易。 4．计算机辅助系统 1）计算机辅助设计（CAD）是指利用计算机来帮助设计人员进行工程设计，以提高设计工作的自动化程度，节省人力和物力。目前，此技术已经在电路、机械、土木建筑、服装等设计中得到了广泛的应用。 2）计算机辅助制造（CAM）是指利用计算机进行生产设备的管理、控制与操作，从而提高产品质量、降低生产成本。缩短生产周期，并且还大大改善了制造人员的工作条件。 3）计算机辅助测试（CAT）是指利用计算机进行复杂而大量的测试工作。 4）计算机辅助教学（CAI）指利用计算机帮助教师讲授和帮助学生学习的自动化系统，使学生能够轻松自如地从中学到所需要的知识。 二、计算机的发展方向 未来的计算机将以超大规模集成电路为基础，向巨型化、微型化、网络化与智能化的方向发展。 1．巨型化 巨型化是指计算机的运算速度更高、存储容量更大、功能更强。目前正在研制的巨型计算机其运算速度可达每秒百亿次。 2．微型化 微型计算机已进入仪器、仪表、家用电器等小型仪器设备中，同时也作为工业控制过程的心脏，使仪器设备实现“智能化”。随着微电子技术的进一步发展，笔记本型、掌上型等微型计算机必将以更优的性能价格比受到人们的欢迎。 3．网络化 随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，一方面希望众多用户能共享信息资源，另一方面也希望各计算机之间能互相传递信息进行通信。 计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络己在现代企业的管理中发挥着越来越重要的作用，如银行系统、商业系统、交通运输系统等。 4．智能化 计算机人工智能的研究是建立在现代科学基础之上。智能化是计算机发展的一个重要方向，新一代计算机，将可以模拟人的感觉行为和思维过程的机理，进行“看”、“听”、“说”、“想”、“做”，具有逻辑推理、学习与证明的能力。
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热心网友 时间：2023-07-15 09:27

1666年，在英国Samuel Morland发明了一部可以计算加数及减数的机械计数机。 1673年, Gottfried Leibniz 制造了一部踏式(stepped)圆柱形转轮的计数机,叫“Stepped Reckoner”，这部计算器可以把重复的数字相乘，并自动地加入加数器里。 1694年,德国数学家，Gottfried Leibniz ，把巴斯卡的Pascalene 改良，制造了一部可以计算乘数的机器，它仍然是用齿轮及刻度盘操作。 1773年, Philipp-Matthaus 制造及卖出了少量精确至12位的计算机器。 1775年,The third Earl of Stanhope 发明了一部与Leibniz相似的乘法计算器。 1786年,J.H.Mueller 设计了一部差分机，可惜没有拨款去制造。 1801年, Joseph-Marie Jacquard 的织布机是用连接按序的打孔卡控制编织的样式。 1854年,George Boole 出版 "An Investigation of the Laws of Thought”，是讲述符号及逻辑理由，它后来成为计算机设计的基本概念。 1858年,一条电报线第一次跨越大西洋，并且提供了几日的服务。 1861年,一条跨越*的电报线把大西洋和太平洋沿岸连接起来。 1876年,Alexander Graham Bell 发明了电话并取得专利权。 1876至1878年,Baron Kelvin 制造了一部泛音分析机及潮汐预测机。 1882年,William S. Burroughs 辞去在银行文员的工作，并专注于加数器的发明。 18年,Herman Hollerith 的电动制表机在比赛中有出色的表现，并被用于 10 中的人口调查。Herman Hollerith 采用了Jacquard 织布机的概念用来计算，他用咭贮存资料,然后注入机器内编译结果。这机器使本来需要十年时间才能得到的人口调查结果，在短短六星期内做到。

热心网友 时间：2023-07-15 09:28

1946年2月15日，在美国宾夕法尼亚大学，世界上第一台电子计算器ENIAC正式投入了运行。在隆重的揭幕仪式上，ENIAC表演了它的〃绝招〃：在1秒钟内进行5000次加法运算；在1秒钟内进行500次乘法运算。这比当时最快的电器计算器的运算速度要抉1000多倍。全场起立欢呼，欢呼科学技术进入了一个新的历史发展时期。 然而，从技术上讲，ENIAC尚未正式运行也就几乎过时了。因为在它正式运行之前，一份新型电子计算器的设计报告，又在计算器发展史上树起了一座新的里程碑！这份设计报告的起草人，就是20世纪天才的数学大师之一、美籍匈牙利数学家冯．诺伊曼。 1903年12月28日，冯．伊曼诞生于匈牙利的布达佩斯市。他从小就显示惊人的数学天赋，相传在6岁时就能心算8位数学除法，8岁时就掌握了微积分，12岁时竟读懂了一部高深的数学著作《函数论》的大意！后来，冯．诺伊曼在〃匈牙利数学之父〃费叶尔的指导下，接受了严格的训练。18岁时，他与指导老师合作，在国外的杂志上发表了第一篇数学论文。 1926年，冯．诺伊曼几乎同时毕业于两所大学：在苏黎世高等技术学院获得〃化学工程〃文凭；在布达佩斯大学获得数学博士证书。 1930年，冯．诺伊曼到了美国，被聘为普林斯顿大学的访问教授。3年之后，年仅30岁的冯．诺伊曼与大科学家爱因斯坦一道，成为普林斯顿高级研究院的首批常任成员。 与冯．诺伊曼一起工作过的人，一致公认他才智过人。他的老师、著名数学家波利亚说：〃冯．诺伊曼是我唯一感到害怕的学生，如果我在讲演中列出一道难题，那幺当我讲演结束时，他总会拿着一张潦草写就的纸片说已把难题解出来了。〃有一次，一个数学家对一个题的5种情况分别用手摇计算器算了一个通宵，第二天去请教冯．诺伊曼，结果他只用7分钟就算出了全部的答案，接着，冯．诺伊曼思考了半个小时，又发现了一种更好的简捷算法。不过，冯．诺伊曼的妻子却认为他〃一点几何头脑也没有〃。有一次，她让冯．诺伊曼去取一杯水，冯．诺伊曼在这幢房子里生活了17年，竟弄不清杯子放在什幺地方，他转了半天，又走回来问妻子玻璃杯放在哪里……。对生活琐事的心不在焉，从另一个侧面反映了他对科学研究的专注。冯．诺伊曼研究问题时精神高度集中，因而能敏锐地抓住问题的本质。 1940年以前，冯．诺伊曼对数学的页献集中在纯粹数学方面。他曾研究〃算子环〃领域达20年之久，一直是这个领域内无可争辩的世界权威；他的另一项辉煌的科学成就，是部分解决了希尔伯特第5问题，为完全解决这著名数学难题作出了重大贡献。 1940年，冯．诺伊曼积极投身于反法西斯战争的洪流，开始了由纯粹数学家到杰出应用数学家的转变过程。在战争年代，他先后被聘为美国海军兵工局等许多单位的顾问，还直接参与了核武器的研制工作，为设计原子弹的最佳结构提出了许多重要建议。 冯．诺伊曼有一个突出的优点，就是善于把人们认为不能用数学处理的实际问题加以公理化、系统化，将抽象的数学理论巧妙地应用于实际生活领域。譬如一次几十名商人参加的交易会，商人们都会谋求有利于自己的最优策略，其数学复杂程度远远超过了太阳系行星的运动，冯．诺伊曼敢于知难而进，用一系列的数学创造揭示这类现象的规律，从而奠定了对策论这门数学分支的基础。 冯．诺伊曼对计算器科学的贡献，尤其为人们所赞赏。有趣的是，将他引向这个领域却纯粹是一个偶然的机会。 1944年夏天，冯．诺伊曼在一个火车站候车时，偶然遇见ENIAC研制小组的负责人之一、数学家格尔斯坦中尉。当时，冯．诺伊曼正为原子弹实验中遇到的大量计算问题而苦恼，譬如有关原子核裂变反应过程问题，需要进行数十亿次初等算术运算，上百名女计算员用台式计算日夜不停地工作，仍然不能按时完成任务。在与格尔斯坦中尉闲聊中冯．诺伊曼听到了ENIAC正在研制的消息，立刻理解了这项工作的深远意义。不久，他就成了研制小组的常客，并对一些关键问题的解决作出了贡献。 那时候，ENIAC的研制工作已经接近尾声，冯．诺伊曼与大一起集中讨论了ENIAC的不足处。1945年3月，他起草了一份〃离散变量自动电子计算器〃的设计报告，对ENIAC作了两项重大的改进。 一项改进是将10进制改为2进制，从而大大简化了计算器的结构和运算过程；另一项改进是将程序与数据一起存贮在计算器内，使得电子计算器的全部运算成为真正的自动过程。 这份设计报告是计算器结构思想一次最重要的改革，标志着电子计算器时代的真正开始。连一向专搞理论的普林斯顿高级研究院，也破例批准了冯．诺伊曼的研制工作。从此，他那崭新的设计思想，深深地烙记在现代电子计算器的基本设计之中。西方科学家们对冯．诺伊曼的工作给予了极高的评价，尊他为〃电子计算器之父〃。 后来，冯．诺伊曼又进一步研究了自动机理论，他用惊人的毅力克服癌症带来的病痛，探索了计算器和人脑机制的类似现象。不幸的是，1957年2月8日，《计算器与人脑》的讲搞尚未写完，冯．诺伊曼便被骨癌夺去了生命。 冯．诺伊曼给世界留下了丰富的科学遗产。他是20世纪最多产的科学家之一，在理论物理学、经济学、气象学等许多科学领域，也都留有他辛勤耕耘的足迹。例如他早年撰写的《量子力学的数学基础》一书，首次将量子力学纳入严格的数学系统，至今仍是理论物理学的经典著作。专家们指出：〃如果按年代先后去探讨冯．诺伊曼的个人志向和学术成就，那就等于探讨了过去30年来科学发展史的概要。〃 到1956年，全世界已经生产了几千台大型电子计算机，其中有的运算速度已经高达每秒几万次。这些电子计算器都以真空管为主要组件，所以叫真空管计算器。利用这一代电子计算器，人们将人造卫星送上了天。这是第一代电子计算器。 第二代电子计算器是晶体管计算器。1956年，美国贝尔实验室用晶体管代替真空管，制成了世界上第一台全晶体管管计算器Lepreachaun。它使计算器的体积、重量、耗电都大为减少。至60年代，世界上已产了3万多台晶体管计算器，运算速度达到了每秒300万次。 第三代电子计算器是中小规模集成电路计算器。1962年，美国得克萨斯公司与美国空军合作，以集成电路为计算器的基本电子组件，制成了一台实验性的样机。在这时期，计算器的体积、功耗都进一步减少，可靠性却大为提高，运算速度达到了每秒4000万次。 *电子计算器是大规模集成电路计算器。一般认为这是1970年开始的事。现在，巨型机的运算速度已达到每秒几亿次，在科学研究和经济管理中起着不可替代的作用；而微型机则使计算器的体积与成本大幅度减少，并渗透到工业生产和日常生活的各个角落。今天，要制造一台具有ENIAC同样功能的计算器，体积只要有它的百万分之一也就足够了。 第五代电子计算器的研制工作已经开展多年了，无论是〃梦幻式〃的超导计算器，还是光计算器、生物计算器、人工智能放大器，都已取得了一定的进展。这一代计算机的速度将达到每秒万亿次，能在更大程度上仿真人的智能，并在某些方面超过人的智能。 数学家把聪明给了电子计算器，电子计算器将使数学家变得更加聪明。而且电子计算器不仅是一种工具，它与其它的工具都不相同：电子计算器是人脑的一个侧面的延伸。因为电子计算器不仅具有非凡的计算能力，速度之快令人望尘莫及，而且还能够仿真人的某些思维功能，按照一定的规则进行逻辑判和逻辑推理，代替人的部分脑力劳动。1976年，数学家凭借电子计算器去证明四色定理，〃依靠机器完成了人没有能够完成的事情〃，轰动了整个国际数学界。 电子计算器把人的思维更加有效地引向未知领域。仅仅从这个角度，也不难认识到电子计算器是一项多么伟大的科学发明了。

热心网友 时间：2023-07-15 09:28

《博古通今》是小码王斥资打造的科普性趣味视频，从历史上计算机什么时候出现发展到目前的智能家居，从计算机内部执行的二进制原理到文件的编码解码。让孩子们在学习编程的时候，了解计算机周边的一些深层次的东西。

热心网友 时间：2023-07-15 09:29

计算机俗称电脑，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。