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計算機的英文原詞「computer」是指從事資料計算的人。而他們往往都需要借助某些機械計算裝置或模擬計算機。這些早期計算裝置的祖先包括有算盤,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。隨着中世紀末期歐洲數學與專案學的再次繁榮,1623年由 Wilhelm Schickard 率先研製出了歐洲第一台計算裝置,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年法國數學家布萊士帕斯卡 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式。Jacquard 式織布機,儘管並不被認為是一台真正的計算機,但是它的出現確實是現代計算機發展過程中重要的一步。查爾斯・巴比奇 (Charles Babbage) 是構想和設計一台完全可編程計算機的第一人,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,這台計算機在他有生之年始終未能問世。約到19世紀晚期,許多後來被證明對計算機科學有着重大意義的技術相繼出現,包括打孔卡片以及真空管。Hermann Hollerith 設計了一台製表用的機器,就實現了應用打孔卡片的大規模自動資料處理。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計算機被研製出來。這些計算機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,計算機的性能逐漸強大並且通用性得到提升,現代計算機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》,文中首次提及數碼電子技術的應用。他向人們展示了如何使用開關來實現邏輯和數學運算。此後,他透過研究 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制電子電路設計和邏輯門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,他為一個含有邏輯門電路的裝置申請了專利;尼古拉・特斯拉(Nikola Tesla),他早在1898年就曾申請含有邏輯門的電路裝置;Lee De Forest,于1907年他用真空管代替了繼電器。沿着這樣一條上下求索的漫漫長途去定義所謂的「第一台電子計算機」可謂相當困難。1941年5月12日,Konrad Zuse 完成了他的機電共用裝置「Z3」,這是第一台具有自動二進制數學計算特色以及可行的編程功能的計算機,但還不是「電子」計算機。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-貝瑞計算機是世界上第一台電子計算機,它使用了真空管計算器,二進制數值,可復用記憶體;在英國於1943年被展示的神秘的巨像計算機(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氣化的再編程;哈佛大學的 Harvard Mark I;以及基於二進制的「埃尼阿克」(ENIAC,1944年),這是第一台通用意圖的計算機,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着電氣物理線路的再連線。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(程式存儲體系結構)。這個體系是當今所有計算機的基礎。20世紀40年代中晚期,大批基於此一體系的計算機開始被研製,其中以英國最早。儘管第一台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,真空管計算機居於統治地位。