⑴ 電腦是根據什麼原理發明的
公元前5世紀,中國人發明了算盤,廣泛應用於商業貿易中,算盤被認為是最早的計算機,並一直使用至今。算盤在某些方面的運算能力要超過目前的計算機,算盤的方面體現了中國人民的智慧。 直到17世紀,計算設備才有了第二次重要的進步。1642年,法國人Blaise Pascal(1623-1662)發明了自動進位加法器,稱為Pascalene。1694年,德國數學家Gottfried Wilhemvon Leibniz(1646-1716)改進了Pascaline,使之可以計算乘法。後來,法國人Charles Xavier Thomas de Colmar發明了可以進行四則運算的計算器。 現代計算機的真正起源來自英國數學教授Charles Babbage。Charles Babbage發現通常的計算設備中有許多錯誤,在劍橋學習時,他認為可以利用蒸汽機進行運算。起先他設計差分機用於計算導航表,後來,他發現差分機只是專門用途的機器,於是放棄了原來的研究,開始設計包含現代計算機基本組成部分的分析機。(Analytical Engine) Babbage的蒸汽動力計算機雖然最終沒有完成,以今天的標准看也是非常原始的,然而,它勾畫出現代通用計算機的基本功能部分,在概念上是一個突破。 在接下來的若干年中,許多工程師在另一些方面取得了重要的進步,美國人Herman Hollerith(1860-1929),根據提花織布機的原理發明了穿孔片計算機,並帶入商業領域建立公司。 現代計算機發展歷程 第一代電子管計算機 (1945-1956) 1946年2月15日,標志現代計算機誕生的ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)在費城公諸於世。ENIAC代表了計算機發展史上的里程碑,它通過不同部分之間的重新接線編程,還擁有並行計算能力。ENIAC由美國政府和賓夕法尼亞大學合作開發,使用了18000個電子管,70000個電阻器,有5百萬個焊接點,耗電160千瓦,其運算速度為每秒5000次。 第一代計算機的特點是操作指令是為特定任務而編制的,每種機器有各自不同的機器語言,功能受到限制,速度也慢。另一個明顯特徵是使用真空電子管和磁鼓儲存數據 . 第二代晶體管計算機 (1956-1963) 1948年,晶體管發明代替了體積龐大電子管,電子設備的體積不斷減小。1956年,晶體管在計算機中使用,晶體管和磁芯存儲器導致了第二代計算機的產生。第二代計算機體積小、速度快、功耗低、性能更穩定。1960年,出現了一些成功地用在商業領域、大學和政府部門的第二代計算機。第二代計算機用晶體管代替電子管,還有現代計算機的一些部件:列印機、磁帶、磁碟、內存、操作系統等。計算機中存儲的程序使得計算機有很好的適應性,可以更有效地用於商業用途。在這一時期出現了更高級的COBOL和FORTRAN等語言,使計算機編程更容易。新的職業(程序員、分析員和計算機系統專家)和整個軟體產業由此誕生。 第三代集成電路計算機 (1964-1971) 1958年德州儀器的工程師Jack Kilby發明了集成電路(IC),將三種電子元件結合到一片小小的矽片上。更多的元件集成到單一的半導體晶元上,計算機變得更小,功耗更低,速度更快。這一時期的發展還包括使用了操作系統,使得計算機在中心程序的控制協調下可以同時運行許多不同的程序。 第四代大規模集成電路計算機 (1971-現在) 大規模集成電路 (LSI) 可以在一個晶元上容納幾百個元件。到了 80 年代,超大規模集成電路 (VLSI) 在晶元上容納了幾十萬個元件,後來的 (ULSI) 將數字擴充到百萬級。可以在硬幣大小的晶元上容納如此數量的元件使得計算機的體積和價格不斷下降,而功能和可靠性不斷增強。 70 年代中期,計算機製造商開始將計算機帶給普通消費者,這時的小型機帶有友好界面的軟體包,供非專業人員使用的程序和最受歡迎的字處理和電子表格程序。 1981 年, IBM 推出個人計算機 (PC) 用於家庭、辦公室和學校。 80 年代個人計算機的競爭使得價格不斷下跌,微機的擁有量不斷增加,計算機繼續縮小體積。與 IBM PC 競爭的 Apple Macintosh 系列於 1984 年推出, Macintosh 提供了友好的圖形界面,用戶可以用滑鼠方便地操作
⑵ 電子計算機是怎麼被發明出來的
電子計算機
一般認為世界上第一台電子計算機是美國 1946年研製出的「電子數值積分計算機」 (ENIAC)但英國爭辯說:第一台電子計算機的桂冠應屬於英國1940年研製出來的「巨人」計算機。第二次世界大戰前,德國發明了一種機械式密碼編碼機「 ENIC-MA,它能夠編制出無數種同一系列的密碼。這種密碼十分復雜,德國人對它的保密性能十分自信,認為它所編制的密碼幾乎是不可破譯的,因此在軍隊的高級保密通信中廣泛使用由它所編制的密碼。
英國情報機關從戰前就開始注意到了「談式」密碼,經過竊聽和謀報人員、破譯人員的長時間努力,竊得了「謎式」密碼的秘密,終於可以用人工破譯出其中部分內容了。但破譯~種用「謎」式密碼機編制的新密碼都要耗費很長時間,難以滿足作戰的需要。
美國情報機構與數學、電子學專家合作,組成了以數學家阿蘭·丘利姆為首的研究小組,研製出了一種使用2000多隻電子管的大型電子運算裝置,被稱作「巨人」機,專門用於對德國「謎式」密碼的解析和破譯。從此人類可以對密碼進行機器破譯了,並且大幅度提高了破譯的成功率和速度。英國把這種通過電子竊聽、電子破譯「謎式」密碼得來的情報定為國家最高級機密情報,命名為「超級機密(ULTRA)」情報。
在抵抗德國空襲英國的「不列顛戰役」中,「超級機密」適時地發揮了作用。英國空軍通過「超級機密」,事先就得到了德國空軍的空襲計劃、攻擊目標及作戰要領等許多重要情報,及時調配戰斗機和高射炮等防空力量,在最佳時間和地點攔截德國轟炸機群,使數量處於劣勢的英國空軍掌握了空戰的主動權。
後來,由於德軍在空中攻勢受挫,始終無法獲得制空權,希特勒不得不放棄了進攻英國本土的「海獅」計劃。英國首相丘吉爾也正是通過「超級機密」獲得了這一情報,而長長地舒了一口氣
英國為保守「超級機密」的秘密,付出了沉重的代價。1940年11月12日清晨,英國情報機關通過「超級機密」獲悉:德國空軍在14日夜間和15日凌晨,將出動500多架轟炸機空襲英國的重要工業城市考文垂。可以預料,考文垂市將受到多麼巨大的損失。
除了可以使用戰斗機和高射炮迎擊德國飛機外,要不要通知考文垂市居民緊急疏散呢?這樣做固然可以減少許多人員傷亡,但也意味著英國通過某種渠道得到了德國的秘密計劃,這就有可能暴露「超級機密」,導致這條重要情報來源的中斷,造成以後更大的損失。丘吉爾作為英國首相,懷著沉重的心情斷然地下了決心:為了今後的利益和戰爭的需要,考文垂市的居民們將不得不付出巨大的犧牲。結果, 15000枚燃燒彈和1400枚其它炸彈落在了毫無防備的考文垂市民頭上。 550人死亡,約5000人受傷,50 000間房屋被毀壞,12家工廠受到嚴重破壞。 英國付出了沉重代價,但它使德國人直到第二次世界大戰結束也未能知道「超級機密」的秘密,保證了這條情報來源的暢通。希特勒經常使用「謎式」密碼與在北非的德軍統帥隆美爾進行通信聯絡。據說,駐北非英軍司令蒙哥馬利有時比隆美爾還要先看到希特勒的電文。正是由於英國對「超級機密」的嚴密保密措施,它才一直不為世人所知,「巨人」機也長期扮演著「無名英雄」。
第二次世界大戰後期,美國賓夕法尼亞大學受美國陸軍委託研製電子化的通用計算機「ENIAC(埃尼阿克療,目的在於計算炮彈及火箭、導彈武器的彈道軌跡。 36歲的物理學家莫克利是主要設計者,24歲的埃克特擔任總工程師。經過兩年多的艱苦努力,「埃尼阿克」終於在1945年底製造完成,1946年初做了公開展示。「埃尼阿克」是個龐然大物,整個機器使用18 000隻電子管、 6000個繼電器、 7000個電阻、10 000個電容;總重30噸,機房面積170平方米,耗電150千瓦,耗資約為50萬美元。這部計算機每秒鍾可做5000次加法或500次乘法或50次除法,比人工計算快20萬倍。用「埃尼阿克」計算炮彈彈道只要3秒鍾。「埃尼阿克」於1955年「退役」,現陳列在華盛頓一家博物館里。
「埃尼阿克」有兩大缺點,一是沒有內存儲器,二是要由人像措積木一樣,將大量運算部件搭配成各種解題布局,每算一題就要重答一次,又費時,又麻煩。有的題只要計算1秒鍾,准備工作卻要花上幾十分鍾。對「埃尼阿克」的改進應歸功於匈牙利裔美國數學家馮·諾依曼。
馮?諾依曼有非凡的數學才能,曾被譽為「萬能數學家」。1930年,他到美國普林斯頓大學任教,曾擔任過美國陸軍彈道研究所、海軍兵器研究所等單位的顧問,參與了研製第一批原子彈的曼哈頓計劃。1944年夏,馮·諾依曼正在負責研製核武器,需要進行大量高速的計算。他偶然聽說「埃尼阿克」小組正在研製計算機,喜出望外,立即參加進去,擔任小組顧問。那時「埃尼阿克」的研製已接近尾聲,為了克服已經意識到的「埃尼阿克」的缺點,通過與小組成員共同研討,馮·諾依曼提出一個全新的存儲程序通用電子計算機方案,方案明確規定,新機器有五個組成部分:運算器、控制器、存儲器、輸出和輸入。此外,新方案還有兩點重大改進,一是採用二進數制,簡化了計算機結構;二是建立存儲程序,將指令和數據放進存儲器,加快了運算速度。新機器EDVAC於1952年研製成功。馮.諾依曼概念被認為是計算機發展史上的一個里程碑,它標志著電子計算機時代的真正開始。
電子計算機的誕生使人類第一次擁有了能夠部分代替人腦對信息進行加工處理的機器。電子計算機自問世迄今,已經歷了五代發展歷程:1946-1957年的第一代電子管計算機時代;1958-1964年的第二代晶體管電子計算機時代;1965-1970年的集成電路計算機時代;1970年開始的向大規模集成電路計算機過渡的第四代,目前正在向第五代智能化計算機邁進。今天,每秒運算速度達到上萬億次的巨型計算機已經投入運轉。攜帶型微型計算機的體積、重量只有「埃尼阿克」的萬分之一,運算速度卻是「埃尼阿克」的上千倍。計算機不僅在工業、農業、商業、醫學、軍事、科研等領域發揮著巨大的作用,並通過正在實現網路化,深入人們的家庭和日常生活。
總的來看,電子計算機今後的發展趨勢,主要將向兩極發展:巨型機標志著一個國家的科學技術水平,微型機的生產和應用則體現一個 社會 的 科技 現代化程度。
我國第一台電子管計算機誕生於1958年,是由科學家吳兒康設計的。1997年6月19日,「銀河100」百億次巨型計算機系統問世。它採用了大規模並行計算技術,運算速度為130億次/秒,標志著中國計算機製造技術已進入世界先進行列。
⑶ 電腦是怎麼產生的
人類會發明計算機,最初的目的是幫助處理復雜的數字運算。而這種人工計算器的概念,最早可以追溯到十七世紀的法國大思想家帕斯卡。
帕斯卡的父親擔任稅務局長,當時的幣制不是十進制,在計算上非常麻煩。帕斯卡為了協助父親,利用齒輪原理,發明了第一台可以執行加減運算計算器 。
後來,德國數學家萊布尼茲加以改良,發明了可以做乘除運算的計算器。之後雖然在計算器的功能上多所改良與精進,但是,真正的電動計算器,卻必須等到公元1944年才製造出來。
(3)德國電腦是如何被研發出來的擴展閱讀:
電腦的用途,一般有以下幾個方面:
1、數值計算,計算機廣泛地應用於科學和工程技術方面的計算,這是計算機應用的一個基本方面,比較熟悉的。如:人造衛星軌跡計算,導彈發射的各項參數的計算,房屋抗震強度的計算等。
2、數據處理,用計算機對數據及時地加以記錄、整理和計算,加工成人們所要求的形式,稱為數據處理。數據處理與數值計算相比較,它的主要特點是原始數據多,處理量大,時間性強,但計算公式並不復雜。
在計算機應用普及的今天,計算機已經不再只是進行科學計算的工具,計算機更多地應用在數據處理方面。
⑷ 電腦是哪個國家最先發明的經歷了什麼發明過程呢
現在的生活中,電腦算的上是一種應用非常普遍的電子產品了,那大家知道它的發明歷程嗎?它是由哪個國家最先發出來的?今天就由小編給大家講一下它的發明歷程,希望能夠幫助到大家更加的了解到電腦。
當時發明出的這種計算機被稱為是使用真空管的計算機。隨後他們又發明出了電子計算機,雖然當時的電子計算機存有許多的缺點,但是也是為後代的改良和精進提供了基礎,就是因為他們之前的研發,才有有我們現在用著的體積嬌小,應用性能好的電腦
⑸ 電腦是怎樣被發明的
1946,美國的毛琪利與愛克特發明了第一代電腦—ENIAC,
而第一代的電腦有2間教室大喔...跟現在我們一般用的個人電腦體積差很多吧,
當時的電腦零件是真空管(現在已經找不到了)
而存檔的東西是一種打孔卡片。
電腦之前是被稱為計算機的,問世之前,計算機的發展經歷了機械式計算機、機電式計算機和萌芽期的電子計算機四個階段。
20世紀以後,各個科學領域和技術部門的計算困難堆積如山,已經阻礙了學科的繼續發展。特別是第二次世界大戰爆發前後,軍事科學技術對高速計算工具的需要尤為迫切。在此期間,德國、美國、英國部在進行計算機的開拓工作,幾乎同時開始了機電式計算機和電子計算機的研究。
德國的朱賽最先採用電氣元件製造計算機。
計算機的程序仍然是外加式的,存儲容量也太小,尚未完全具備現代計算機的主要特徵。
新的重大突破是由數學家馮·諾伊曼領導的設計小組完成的。1945年3月他們發表了一個全新的存儲程序式通用電子計算機方案—電子離散變數自動計算機(EDVAC)。隨後於1946年6月,馮·諾伊曼等人提出了更為完善的設計報告《電子計算機裝置邏輯結構初探》。同年7~8月間,他們又在莫爾學院為美國和英國二十多個機構的專家講授了專門課程《電子計算機設計的理論和技術》,推動了存儲程序式計算機的設計與製造。開始有了現代計算機-電腦。