計算機(jī)的發(fā)明

王　恒

我們正處于信息時代，學(xué)習(xí)、生活都離不開計算機(jī).你想知道計算機(jī)的發(fā)明史嗎？請看下文.

最簡單的、隨時同人在一起的計算工具就是手指，它是特殊的“計算機(jī)”，可以進(jìn)行許多簡單的算術(shù)運算.這個特殊計算機(jī)有許多優(yōu)點，如簡單、可靠、緊湊等，但也有缺點，就是不便于保存計算結(jié)果.

第一種人造計數(shù)工具是籌碼，是一種小木棍，它可以幫助記憶某個數(shù)，也可以進(jìn)行運算.隨后，人們又發(fā)明了算盤，這是一種用某位置上的“行”或“列”表示數(shù)位的計算工具.后來人們又制造出多種機(jī)械演算機(jī)，這些計算器具在人們的日常生活中都發(fā)揮了很大的作用.

電子計算機(jī)出現(xiàn)后，人們算是找到了真正高效的計算工具.一般認(rèn)為，世界上第一臺電子計算機(jī)是美國研制出來的.第二次世界大戰(zhàn)后期，美國賓夕法尼亞大學(xué)受美國陸軍委托研制電子化的通用計算機(jī)“ENIAC（埃尼阿克）”，目的在于計算炮彈及火箭、導(dǎo)彈武器的彈道軌跡.36歲的物理學(xué)家莫克利是主要的設(shè)計者，24歲的?？颂?fù)?dān)任總工程師.經(jīng)過兩年多的艱苦努力，一臺以電子管為主要元件的計算機(jī)問世了.1956年初，埃尼阿克正式投入使用，它的總質(zhì)量為30 t，共使用了18 000只電子管、6 000個繼電器、7 000個電阻、10 000個電容，功率150 kW，機(jī)房面積170 m2，耗資50萬美元.這部計算機(jī)每秒可做5 000次加法或500次乘法或50次除法，比人工計算快20萬倍.

埃尼阿克有兩大缺點：一是沒有內(nèi)存儲器；二是要由人工將運算部件搭配成各種解題布局，每次運算前都要重搭，費時、麻煩.有的題計算只要1秒鐘，準(zhǔn)備工作卻要花上幾十分鐘.

對埃尼阿克的改進(jìn)應(yīng)歸功于數(shù)學(xué)家馮·諾依曼.1944年，他正在負(fù)責(zé)研制核武器，需進(jìn)行大量計算，因此，他對計算機(jī)也很感興趣，于是參與了埃尼阿克計算機(jī)的研制工作，擔(dān)任顧問.針對埃尼阿克的缺點，他提出了一個全新的存儲程序——通用電子計算機(jī)方案.方案明確規(guī)定，計算機(jī)由五部分組成：運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設(shè)備.此外還有兩點重大改進(jìn)，一是采用二進(jìn)位制，簡化了計算機(jī)結(jié)構(gòu)；二是建立了存儲程序，加快了運算速度.馮·諾依曼的理念被認(rèn)為是計算機(jī)發(fā)展史上的一個里程碑，它標(biāo)志著電子計算機(jī)時代的真正開始.

電子計算機(jī)的誕生使人類第一次擁有了能夠部分代替人腦對信息進(jìn)行加工處理的機(jī)器.電子計算機(jī)自問世到現(xiàn)在已經(jīng)歷了四代發(fā)展歷程.第一代電子計算機(jī)的主要特征是以電子管組成邏輯電路.它體積大，造價高，耗電量大，操作復(fù)雜，運算速度慢.第二代電子計算機(jī)的主要特征是以晶體管組成邏輯電路.它相對體積小，重量較輕，壽命長，大大改善了計算機(jī)的可靠性.第三代電子計算機(jī)的主要特征是以小規(guī)模集成電路組成邏輯電路，體積進(jìn)一步縮小，僅為第二代電子計算機(jī)的1%，運算速度也大大提高.第四代電子計算機(jī)出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，主要特征是使用大規(guī)模集成電路.現(xiàn)在，人們常用的微機(jī)以及文化、體育、教育、工業(yè)、科研、軍事等領(lǐng)域使用的小型機(jī)、大型機(jī)、巨型機(jī)都屬于第四代電子計算機(jī).目前正在向第五代智能化電子計算機(jī)邁進(jìn).

電子計算機(jī)的出現(xiàn)使人類真正進(jìn)入了信息社會，遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上醫(yī)療等一系列依賴計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)層出不窮.在未來的社會，如果不了解計算機(jī)知識可能寸步難行.