電腦演進的過程

除了中國的算盤外，西洋人也有許多機械式的計算工具。



巴斯卡計算器



　法國哲學家間數學家巴斯卡（Blaise Pascal）於1642年設計的第一部加法計算器，這個像雪茄盒大小的機器，內部包含一組相連的齒輪，只要在上面撥出數字，齒輪之間互相轉動算出累加後的值，並顯示在上方的小窗口上。



　　西元1666年，莫南（Thomas Morland）發明的乘法計算器，它的原理和巴斯卡類似。





差分機與分析機



　　英國發明家兼數學家巴倍奇（Charles Babbage）於西元1830年獲得英國政府的支助，著手設計可以用來解多項式的機器，稱為差分機。



　　由於設計上的缺陷，使這個龐然大物經常故障，無法運轉使用，白花了17,000英鎊後，政府撤回經濟上的支援。但他不因此喪氣，再接再厲設計另一部能做多種計算的機器，稱為分析機。雖然在他有生之年沒有製造出來，他的兒子繼承他的遺志，完成了差分機的計算部門。而且分析機的設計正是後來設計電腦的構想，包括輸入裝置、處理機和計算器、指揮工作和計算順序的控制單元、儲存裝置、輸出裝置等五大部門。



打孔卡片處理機



　　美國人口普查局的統計學家何樂禮（Herman Hollerith）發明，他採用Jacqquard的打孔卡片原理，使穿過孔的細棒構成一個電路，計算機便加一。當時的人口普查統計，利用這部機器將七年半的工作縮短到六個星期，確實地統計出數字來，這項發明使計算器的機械時代移轉到電器化時代，電腦技術也從此開始萌芽了



（二）電腦時代



第一代電腦 西元1940年~1958年



　　第二次世界大戰期間，美國軍方要求賓州大學莫奇來（Mauchly）博士和他的學生愛克特（Eckert）設計以真空管取代繼電器的"電子化"電腦ENIAC，目的是用來計算砲彈彈道。這部機器使用了18800個真空管，長50英呎，寬30英呎，佔地1500平方英呎，重達30噸（大約是一間半的教室大，六隻大象重）。它的計算速度快，大約一秒鐘可以做300多個乘法運算。然而，這部龐然大物所產生的熱量造成嚴重的冷卻問題，同時消耗大量電力。



　　另外，真空管的損耗率相當高，幾乎每15分鐘就可能燒掉一支真空管，操作人員須花15分鐘以上的時間才能找出壞掉的管子，使用上極不方便。



全世界第一部電腦－ENIAC

　

第一代電腦使用的電子原件：

真空管



第二代電腦 西元1959年~1963年



　　西元1948年美國貝爾實驗室的科學家J.Bardeen、H. W. Brattain和W. Shockley共同發展出電晶體，這項發明給一般的電子應用帶來極大的變革，尤其是電腦。它使電腦的體積更小，重量更輕，省電，故障率降低，計算能力更快。由貝爾實驗室製造的第二代電腦TX-0，便是用了800個電晶體所製造出來的。由於體積大幅縮小，重量輕，使得電腦的應用範圍由軍事用途擴大到政府機關行政用途。

　

第二代電腦主要電子原件：

電晶體



第三代電腦 西元1965年~1970年



　　西元1964年，美國IBM公司用積體電路設計成功的IBM SYSTEM-360型電腦問世後，開啟了第三代電腦的序幕。西元1959年，德州儀器和Fairchild半導體公司共同推出積體電路（Intergrated Circuit, IC）。它由矽作成，是一種能傳導電流的晶體，一片比八分之一英吋還小的晶片上，包含了幾百個電子原件，構成一個完整的電子電路。一個一公分平方的晶片就可以存放相當於一份報紙的字數，而且計算速度幾乎快到以十億分之一秒為單位。另外，使用三千三百萬個小時後，才可能發生故障，因此耗用能源少，價格更為低廉。



　　同時，多元語言程式廣為應用，打字機式操作的遙控作業逐漸普遍，促進了預先定位和信用確認範疇的消費者服務業之繁榮。



IBM SYSTEM 360

　

　第三代電腦主要電子原件：

　積體電路（IC）

　

第四代電腦 西元1971年

　　西元1975年，超大型積體電路（VLSI）被完成，一片積體電路晶片可裝進上萬個電子原件，體積比第一代電腦小了數百倍，計算速度卻快了千倍以上。它促進了設計電子電路、資料通訊、計算機軟硬體和輸入／輸出裝置的長遠進步。這種晶片製造的電腦，就是近代的個人電腦（PC, Personal Computer）。



　　延續超大型積體電路而發展的微處理機體積小，能力強大而價格低廉，更可實際應用於家庭和商業利用於每一種機器上，如：微波爐、冷氣機、音響、電視、洗衣機等等。無庸置疑，電腦將是日常生活中不可或缺的一環。



第四代電腦－個人電腦（微電腦）

　

　第四代電腦主要電子原件：

　超大型積體電路（VLSI）



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