電腦的歷史

電腦是一種根據一系列指令來對數據進行處理的機器。
電腦種類繁多。實際來看，電腦總體上是處理信息的工具。根據圖靈機理論，一部具有最基本功能的電腦應當能夠完成任何其它電腦能做的事情。因此，只要不考慮時間和存儲因素，從個人數字助理（PDA）到超級電腦都應該可以完成同樣的作業。即是說，即使是設計完全相同的電腦，只要經過相應改裝，就應該可以被用於從公司薪金管理到無人駕駛飛船操控在內的各種任務。由於科技的飛速進步，下一代電腦總是在性能上能夠顯著地超過其前一代，這一現象有時被稱作「摩爾定律」。
電腦在組成上形式不一。早期電腦的體積足有一間房屋大小，而今天某些嵌入式電腦可能比一副撲克牌還小。當然，即使在今天，依然有大量體積龐大的巨型電腦為特別的科學計算或面向大型組織的事務處理需求服務。比較小的，為個人應用而設計的電腦稱為微型電腦，簡稱微機。我們今天在日常使用「電腦」一詞時通常也是指此。不過，現在電腦最為普遍的應用形式卻是嵌入式的。嵌入式電腦通常相對簡單，體積小，並被用來控制其它設備—無論是飛機，工業機器人還是數位相機。
上述對於電子計算機的定義包括了許多能計算或是只有有限功能的特定用途的設備。然而當說到現代的電子計算機，其最重要的特徵是，只要給予正確的指示，任何一臺電子計算機都可以模擬其他任何電腦的行為（只受限於電子計算機本身的存儲容量和執行的速度）。據此，現代電子計算機相對於早期的電子計算機也被稱為通用型電子計算機。





目錄[隐藏]

1 歷史
2 原理
3 電腦的數字電路實現
4 輸入輸出設備
5 程序

5.1 庫與作業系統
6 應用

6.1 網路、國際網際網路
7 下一代電腦
8 電腦學科
9 參看
10 相關連結



[編輯] 歷史


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4e/Eniac.jpg/250px-Eniac.jpg



圖片參考：http://zh.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png
ENIAC 是電腦發展史上的一個里程碑
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Antikythera mechanism。隨著中世紀末期歐洲數學與工程學的再次繁榮，Wilhelm Schickard於1623 年率先研製出了歐洲第一臺計算設備。
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程式電腦的第一人，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3，40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。
克勞德·艾爾伍德·香農（Claude Shannon）於1937年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。


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c3/Amiga500_system.jpg/270px-Amiga500_system.jpg



圖片參考：http://zh.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png
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Atanasoff-Berry電腦，這是一臺具有特定意圖的電腦，但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「埃尼愛克」（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。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。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。

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電腦一詞源自英文字'compute', 意指計算 , 所以電腦即是用來作計算的機器 .很多人相信脫尼(1912-1954)是"電腦之父", 他是一個英國著名的數學家 , 亦是發明全世界第一部電腦的人 , 他於1937年已成功研究出首部個人電腦.1944年, 美國人愛勃於哈佛大學製造了世界第一部個人電腦 , 這部早期電腦體積龐大 , 佔用了15米的空間. 期後, 電腦的體積因電晶體及電路和4毫米的集成電路的發明而大幅減小 . 個人電腦於1975年面世時售價極高 , 但隨著電腦的普及化而不斷下降.

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歷史


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ENIAC 是電腦發展史上的一個里程碑
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Antikythera mechanism。隨著中世紀末期歐洲數學與工程學的再次繁榮，Wilhelm Schickard於1623 年率先研製出了歐洲第一臺計算設備。
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程式電腦的第一人，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3，40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。
克勞德·艾爾伍德·香農（Claude Shannon）於1937年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。


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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Atanasoff-Berry電腦，這是一臺具有特定意圖的電腦，但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「埃尼愛克」（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。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。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。

電腦是在70年岱中有的,用在軍事上,用來次探軍情
發明者：艾克特及曼奇里（美國人）
年份：１９４５年
地點：美國賓夕法尼亞大學

要講電腦，先要提出電腦的位代號，英國的布爾建立布爾代數的一殷邏輯法，為現代的計算機及電腦奠下基礎。至於第一「台」電腦是設在賓夕法尼亞大學內，該電腦名為 ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)，中文名為「電子數字積分儀電腦」。

這台佔了整間房子的電腦重３０噸，用了一萬八千支真空管及六千個開關掣，ENIAC 每秒鐘可以進行五千次數字運算，不過此腦本身也有弱點，那便是缺乏記憶體，只是一部大型的計數機。

電腦晶片的出現：由於真空管本身體積較大，科學家貝爾在１９４８年發明電腦晶片代替真空管，令電腦的體積縮小了又不會散發大量熱力。後來艾克特及曼奇利聯同數學家范紐曼便共同解決電腦的弱點，令電腦能運算外，也能自行執行命令，這便是現時電腦的基本模式。

帕斯卡於1642年設計出了電腦的圖紙，連外殼和齒輪用什麼樣的金屬材料都作了認真的選擇，同年造出了一台電腦。這是世界上第一台齒輪式電腦。

帕斯卡的這台電腦可以計算到8位數字，表示數字的齒輪共16個，每個齒輪均分成10個齒，每個齒表示0～9中的一個數，並按大小排列。8 個齒輪在上面組成垂直齒輪組，從左到右構成8位讀數，分別表示個位數、十位數、百位數……千萬位數；另外8個齒輪在下面組成水準齒輪組，從左到右可以進行 8位數的加減。

帕斯卡發明的鐘錶式齒輪電腦，是機械式電腦的初級階段。它的外殼用黃銅製成，精緻美觀。但這台電腦的功能還很差，做乘法時必須用連加的方法；做除法時，也只能用連減的方法，而且這台機器需用一個小鑰匙撥動一下方能計算，每次計算結束，都必須復原到零位以後，方可重新計算，很不方便。在計算過程中它又常發生故障。但是帕斯卡電腦的發明對以後電腦的發展具有深遠的影響。帕斯卡一下子成了著名人物。

6年後，帕斯卡對自己發明的電腦提出了專利申請，1649年獲得專利權。當他的電腦在盧森堡宮展出時，成千上萬的人被吸引住了。帕斯卡自己也為這一偉大傑作而陶醉，他時常到盧森堡宮去看這件不朽的“藝術品”，深感自豪。帕斯卡電腦的發明是人類在計算工具上的新突破。它發明的意義遠遠超出了這台電腦本身的使用價值，它告訴人們用純機械裝置可代替人的思維和記憶。從此在歐洲興起了“大家來造思維工具”的熱潮。至今還有很多遊人和學者慕名前往盧森堡宮參觀這一歷史上的珍品——世界上第一台齒輪式電腦。

目前，帕斯卡發明製造的齒輪式電腦還保留有6台。其中5台在巴黎藝術和手工藝品博物館內，一台保存在德累斯頓的物理教學沙龍。這些電腦長約30～側釐米，寬15釐米，高10釐米，是科學史上難得的珍品。

帕斯卡一直被公認為世界上第一台齒輪式電腦的發明者，他也為自己的這一成就而感到無比自豪。但在帕斯卡發明之前，德國的數學家卡什爾已設計製造出6位數的齒輪式電腦。卡什爾是著名的東方語言學家，數學家。他對天文學也有頗深的研究。他常困於大量的數據計算，被繁雜的計算攪得精疲力盡。現實中的問題促使他創造一種新的得力的計算工具，來減輕計算上的沉重負擔。1623年，他開始著手構思設計，同年造出了樣機，以後又進行了一些改進。這台電腦的原理與帕斯卡的有相同之處，使用過程中也極易發生故障。從歷史上來看，人們對卡什爾發明電腦了解很少，它的社會影響極小，直到1958年，人們才在有關歷史資料中得知他發明齒輪式電腦的情況。因此，在談到第一個齒輪式電腦發明時，不能不提及卡什爾。實際上，卡什爾才是齒輪式電腦的第一個發明者。（n104）
電腦（computer）的原來意義是『計算機』，也就是說，人類會發明電腦，最初的目的是幫助處理複雜的數字運算。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位，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，真正的電動計算機，卻必須等到西元 1944年才製造出來。
而第一部真正可以稱得上電腦的機器，則誕生於1946年的美國，名字叫做ENIAC。這部電腦使用真空管來處理訊號
電腦的作用

實例一：增加效率，改善質素
電腦的作用:電腦有不小程式可以方法文書上的資料，另外攝影師可以在電腦中編輯影片，改善，增加特技等，亦可加上後期製作，音樂亦可以作修正，另外有不小的東西設計和時亦用了不電腦程式來協助
補充時間：2006-08-31 14:45


實例二:作成娛樂和方便尋找資料
電腦的作用:自從有了電腦之後，亦出現了一些單人電腦遊戲，可以令人們用作娛樂，另外網上遊戲出現了，更可以令人加強溝通，出現了網上搜尋器後，人們，可以十分方便地在網上利用它來尋找資料，亦可以加蛋自身的知識

實例三:加強人們溝通，方便使用者
網上除了可以利用電郵，ｍsｎ，iｃq等用作溝通，亦可以用別人玩線上小遊戲，另外可以令公司推廣商品，增加商機，亦可以從網上買賣商品，網上資訊萬變，人們可以利用網上各大新聞網頁來洞悉天下各大事，另外圖書館亦可利用電腦程式來作借還手續，人們亦可以利用網上銀行作理財之用 。

電腦的演進

1.巴斯卡計算器
法國數學家巴斯卡於1642年設計了第一部加法計算器，只要在上面撥出數字，裡面的齒輪就會相互轉動算出累加後的數值並顯示出來。

2.巴倍奇差分機與分析機
英國的數學家巴倍奇於1830年設計出可以用來解多項式的機器稱為差分機，後來又設計一部能做多種計算的機器，稱為分析機。雖然在他有生之年並沒有將分析機製造出來，不過分析機的設計正是後來設計電腦的構想，包括了輸入、輸出、處理器、控制單元及儲存的概念。

3.何樂禮的打孔卡片處理機

美國的統計學家何樂禮所發明，利用打孔卡片來記錄資料，然後經由電動卡片處理機將資料統計出來。這部機器使得當年的人口普查工作由七年半縮短至六個星期，相當的成功，而何樂禮也成立公司銷售機器，也就是後來的國際商業事務機器公司。

4.電腦的演進
西元1939年美國愛荷華大學的阿塔那索夫教授與他的研究生貝利組裝了第一部由真空管組成的電腦稱作 ABC，這部電腦當時並未受到注意，不過它提出了現代電腦發展方向，也提供了第一部全功能大型電腦ENIAC的發展構想。

5.第一代真空管電腦
1946年美國賓州大學的莫奇萊博士和他的學生愛克特設計了ENIAC電腦，用於計算彈道。這部電腦共用了18000支真空管，重約 30噸，佔地1500平方英呎，具有每秒鐘計算五千次加法的計算能力，以目前的眼光來看真是個笨重的傢伙，但卻是它引領人類進入電腦資訊的新時代。

6.第二代電晶體電腦
西元1948年美國貝爾實驗室的三位科學家，巴登 、布萊德和蕭克利發明了電晶體，它被用來取代真空管，這對於許多運用真空管的電子設備來說是一項大革命，這些科學家們還因此而獲得了諾貝爾獎。電晶體的體積非常小約只有真空管的廿分之一，同時更省電、耐用，用它組成的電腦更是大大增強計算能力與實用性。

7.第三代積體電路（IC）電腦
1964年IBM公司研製出360型電腦，它採用了積體電路來組合電腦，積體電路技術能在相當於指甲一半大小的範圍內，容納數千顆電晶體所組成的電路。積體電路故障率更低，速度更快，造價也更便宜，很適合大量生產，這一代電腦在商業方面的運用已經相當普及。

8.第四代超大型積體電路（VLSI）電腦 1970年代，積體電路不斷地改進，使得一個晶片上已經可以容納上萬個電子元件，稱為超大型積體電路（VLSI）。以此技術所製造的電腦，體積更小，速度更快，而此技術最大的功勞就是製造出了個人電腦的心臟－微處理機（Micro Processor），使得電腦普及到日常生活中，開始進入電腦的新紀元。

而積體電路的問世，使得電腦體積與重量都可以大幅縮小，因此造成硬體的快速發展與演化。