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甚麼是電腦, 關於發明者

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    本來,電腦的英文原詞「computer」是指從事數據計算的人。而他們往往都需要藉助某些機械計算設備或模擬電腦。這些早期計算設備的祖先包括有算盤,以及可以追溯到公元前87年的被古希臘人用於計算行星移動的安提基特拉機制。隨著中世紀末期歐洲數學與工程學的再次繁榮,1623年由Wilhelm Schickard率先研製出了歐洲第一臺計算設備,這是一個能進行六位以內數加減法,並能通過鈴聲輸出答案的「計算鍾」。使用轉動齒輪來進行操作。

    1642年法國數學家Pascal 在WILLIAM Oughtred計算尺的基礎上,將計算尺加以改進,能進行八位計算。還賣出了許多製品,成為當時一種時髦的商品。

    1801年,Joseph Marie Jacquard對織布機的設計進行了改進,其中他使用了一系列打孔的紙卡片來作為編織複雜圖案的程序。Jacquard 式織布機,儘管並不被認為是一臺真正的電腦,但是它的出現確實是現代電腦發展過程中重要的一步。

    查爾斯・巴比奇(Charles Babbage)是構想和設計一臺完全可編程電腦的第一人,當時是1820年。但由於技術條件,經費限制,以及無法忍耐對設計不停的修補,這台電腦在他有生之年始終未能問世。約到19世紀晚期,許多後來被證明對電腦科學有著重大意義的技術相繼出現,包括打孔卡片以及真空管。Hermann Hollerith設計了一臺製表用的機器,就實現了應用打孔卡片的大規模自動數據處理。

    在20世紀前半葉,為了迎合科學計算的需要,許許多多單一用途的並不斷深化複雜的模擬電腦被研製出來。這些電腦都是用它們所針對的特定問題的機械或電子模型作為計算基礎。20世紀三四十年代,電腦的性能逐漸強大並且通用性得到提升,現代電腦的關鍵特色被不斷地加入進來。

    1937年由克勞德·艾爾伍德·香農(Claude Shannon)發表了他的偉大論文《對繼電器和開關電路中的符號分析》,文中首次提及數字電子技術的應用。他向人們展示瞭如何使用開關來實現邏輯和數學運算。此後,他通過研究Vannevar Bush的微分模擬器進一步鞏固了他的想法。這是一個標志著二進位電子電路設計和邏輯閘應用開始的重要時刻,而作為這些關鍵思想誕生的先驅,應當包括:Almon Strowger,他為一個含有邏輯閘電路的設備申請了專利;尼古拉・特斯拉(Nikola Tesla),他早在1898年就曾申請含有邏輯閘的電路設備;Lee De Forest,於1907年他用真空管代替了繼電器。

    Commodore公司在1980年代生產的Amiga 500電腦沿著這樣一條上下求索的漫漫長途去定義所謂的「第一臺電子電腦」可謂相當困難。1941年5月12日,Konrad Zuse完成了他的機電共用設備「Z3」,這是第一臺具有自動二進位數學計算特色以及可行的編程功能的電腦,但還不是「電子」電腦。此外,其他值得注意的成就主要有:1941年夏天誕生的阿塔納索夫-貝瑞電腦是世界上第一臺電子電腦,它使用了真空管計算器,二進位數值,可復用記憶體;在英國於1943年被展示的神秘的巨像電腦(Colossus computer),儘管編程能力極其有限,但是它的的確確告訴了人們使用真空管既值得信賴又能實現電力化的再編程;哈佛大學的Harvard Mark I;以及基於二進位的「埃尼阿克」(ENIAC,1944年),這是第一臺通用意圖的電腦,但由於其結構設計不夠彈性化,導致對它的每一次再編程都意味著電力物理線路的再連接。

    開發埃尼愛克的小組針對其缺陷又進一步完善了設計,並最終呈現出今天我們所熟知的馮·諾伊曼結構(程序存儲體繫結構)。這個體系是當今所有電腦的基礎。20世紀40年代中晚期,大批基於此一體系的電腦開始被研製,其中以英國最早。儘管第一臺研製完成並投入運轉的是「小規模實驗機」(Small-Scale Experimental Machine,SSEM),但真正被開發出來的實用機很可能是EDSAC。

    在整個20世紀50年代,真空管電腦居於統治地位。1958年9月12日 在Robert Noyce(INTEL公司的創始人)的領導下,發明了集成電路。不久又推出了微處理器。1959年到1964年間設計的計算機一般被稱為第二代計算機。

    到了60年代,電晶體電腦將其取而代之。電晶體體積更小,速度更快,價格更加低廉,性能更加可靠,這使得它們可以被商品化生產。1964年到1972年的計算機一般被稱為第三代計算機。大量使用集成電路,典型的機型是IBM360系列。

    到了70年代,集成電路技術的引入極大地降低了電腦生產成本,電腦也從此開始走向千家萬戶。1972年以後的計算機習慣上被稱為第四代計算機。基於大規模集成電路,及後來的超大規模集成電路。1972年4月1日 INTEL推出8008微處理器。1976年Stephen Wozinak和Stephen Jobs創辦蘋果計算機公司。並推出其Apple I 計算機。1977年5月 Apple II 型計算機發佈。1979年6月1日 INTEL發佈了8位元的8088微處理器。

    1982年,微電腦開始普及,大量進入學校和家庭。1982 年1月Commodore 64計算機發佈,價格:595美元。 1982 年2月80286發佈。時鐘頻率提高到20MHz,並增加了保護模式,可訪問16M內存。支持1GB以上的虛擬內存。每秒執行270萬條指令,集成了134000個電晶體。

    1990年11月: 第一代MPC (多媒體個人電腦標準)發佈。處理器至少80286/12MHz,後來增加到80386SX/16 MHz ,及一個光驅,至少150 KB/sec的傳輸率。1994年10月10日 Intel 發佈75 MHz Pentium處理器。1995年11月1日Pentium Pro發佈。主頻可達200 MHz ,每秒鐘完成4.4億條指令,集成了550萬個電晶體。1997年1月8日Intel發佈Pentium MMX。對遊戲和多媒體功能進行了增強。

    此後計算機的變化日新月異,1965年發表的摩爾定律發表不斷被應證,預測在未來10~15年仍依然適用。

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