電腦係邊個發明架?

發明者：艾克特及曼奇里（美國人）
John William Mauchly (1907--1980) 和 John Presper Eckert (1919--1995)
年份：1945年
地點：美國賓夕法尼亞大學




電腦的發展

(1) 真空管時代(第一代電子計算機)

第一代電子計算機係以真空為主要元件，其代表機型主要有ABC、ENIAC及EDSAC。


ABC計算機：美國阿田納 索夫 博士(Dr.John V.Atanasoff)和助手貝利( Berry )於1937～1942年間完成第一部實驗用電子計算機。


ENIAC

計算機：是於1946年由美國賓州大學的毛克利(J.W.Mauchly)和艾克特(J.P.Eckert)教授為美國陸軍所設計製作的，供彈道研究之用。它共用了18800支真空管，耗電150瓩，是個長約50呎，寬30呎(佔地約42坪)， 重30噸的龐然大物如圖1.4。是全世界第一部通用型電子計算機。

EDSAC

計算機：ABC和ENIAC都是靠改變接線來輸入指令的，直到1946年美國數學家范紐曼 (Dr.John Von Neumann)提出┌所有資料和指令應該存放在計算機內部┘的內儲程式觀念，導致在1949年製造出第一部內儲式電子計算機稱為 EDSAC。從此以後的電腦使用上更為方便。

以上所介紹的電子計算機，其內部的運算速度是以毫秒(10-3秒)為單位，也就是在一秒鐘之內能完成幾千次的加法運算。但由於它們是以真空管製成，所以有下列的缺點：

體積龐大，不易搬移。
線路複雜，故障率高。
耗電量大，發熱量多。
造價昂貴，普及性低。

“ENIAC” 是 “Electronic Numerical Integrator And Computer” 的縮寫，翻譯成中文即為 “ 電子數位積分電腦 ” 。

(2). 電晶體時代(第二代電子計算機)

為了消除真空管的缺點，科學家不斷的研究，終於在1948年美國貝爾電話實驗室發明了電晶體，而於1957年遂有了電晶體取代真空管的計算機 TX-O 製造成功。
以電晶體為主要元件的第二代計算機，其特性如下：

體積小、重量輕、價格低、可靠性高。
電力消耗功率小、散熱量少。
運算速度快，以微秒(10-6秒)為單位。
使用組合式電腦語言正處於萌芽階段如 FORTRAN、COBOL。
讀卡機、印字機、磁帶機等週邊設備相繼應市。

(3) 積體電路時代(第三代電子計算機)

所謂積體電路(intergrated circuit簡稱IC)是在一小片矽晶片上一個完整的電子電路，面積約1/8平方吋。也就是說，將許多零件如電晶體、電阻器.....等微縮在一塊矽晶片上。1964年美國IBM公司研製成功了以IC為主要元件的IBM360型電腦，是第三代電子計算機的開始，而後有PDP-8、PDP-11.....等陸續被推出。
積體電路的發明，帶動了電子計算機的改革。而這時期的電子計算機具有以下的特點：

體積比電晶體更小、更輕，價格也更低廉。
耗電量更少。
記憶容量大增。
運算速度更快，以奈秒(10-9秒)計。
使用語言除上述以外，各種語言陸續被發明。
(4). 大型積體電路時代(第四代電子計算機)

積體電路技術，在工程師們辛勤的研究下，單位面積的電子元件數目不斷的提高。依其密度可分為四個等級。

小型積體電路(small scale IC簡稱SSI)──每一IC可容納 1～10個電子元件。
中型積體電路(medium scale IC簡稱MSI)──每一IC可容納10～100個電子元件。
大型積體電路(large scale IC簡稱LSI)──每一IC可容納100～１萬個電子元件。
超大型積體電路(very large scale IC簡稱VLSI)──每一IC可容納１萬～25萬個電子元件。
第四代電子計算機是採大型或超大型積體電路為其主要元件，如圖 1.7，使得計算機的積體更加縮小，運算速度愈來愈快可高達10-10秒，此時期的各種週邊設備成長快速，微電腦普遍的被使用，個人電腦、辦公室自動化等新產品不斷的推出，電腦也因而逐漸從軍方、辦公室，走入學校、家庭，成為時代的寵兒。



(5). 人工智慧型時代(第五代電子計算機)

目前各工業先進國家正積極研究具有「人工智慧」的計算機，也就是配合語音合成器及光電技術，使電腦具有辨識、分析各種圖形與聲音的能力，而不僅能聽、看、說，更可做到思考及推理等更高層次的功能。

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。

艾克特及曼奇里