計算機的學名是計算機，計算機是用來做計算的。在古代，人們最早使用的計算工具可能是手指。英文單詞“digit”既有“數字”的意思，也有“手指”的意思。古人用石頭打獵，所以有可能石頭是用來輔助計算的。？缺點:手指和石頭效率太低。
然後就來了“打結”？“記住。缺點:打結慢，繩子長度有限。
不知道過了多久，很多國家的人開始用“籌碼”來計數，最著名的是中國商周時期出現的計數。在古代，計算和編制其實都是長短粗細相同的小棍，270塊左右為壹束；？它由竹子、木頭、動物骨頭、象牙、金屬和其他材料制成。數學家祖沖之用來計算圓周率的工具就是計算。計算的缺點:使用計算太麻煩不方便——計算時需要慢慢放置。
於是，人們發明了更好的計算工具——算盤，最早可能萌芽於漢代，定型於南北朝，以進位制計數。使用的時候需要配合壹套公式——就像電腦軟件壹樣。算盤本身也可以存儲數字，使用起來非常方便。至今，算盤仍在使用。
15世紀，隨著天文學和航海的發展，計算工作越來越繁重，計算工具亟待改進。
1630年，英國數學家奧特雷德(Oughtred)在使用流行的對數標度進行乘法運算時，突然想到，如果使用兩個對數標度，很快就不需要用兩足標度來測量長度了。他的想法導致了機械化計算的誕生，但奧特雷德並不在乎，他的發明在接下來的200年裏都沒有在實踐中得到應用。
18年底，發明蒸汽機的瓦特成功制作了第壹把計算尺，並在尺座上加了壹個滑標來“存儲”計算的中間結果。這個滑痕被後人沿用了很久。
1850之後，計算尺發展迅速，成為工程師隨身攜帶的“計算器”。直到20世紀五六十年代，計算尺還是工科學生的壹種身份象征。
第壹臺真正的計算機的出現
帕斯卡，法國數學家，出生於1623。他在三歲時失去了母親，由身為稅務官員的父親撫養長大。帕斯卡小時候，看到父親吃力地計算稅率，就想幫父親做點什麽。
19 (1642)歲時，帕斯卡發明了人類歷史上第壹臺機械計算機——帕斯卡加法器。它是由壹系列齒輪組成的裝置，看起來像壹個長方形的盒子。兒童玩具的鑰匙擰緊後才能旋轉，只能加減。但是，即使只做加法，也存在“十進壹”的進位問題。聰明的帕斯卡采用了小爪棘輪裝置。當定位齒輪向9旋轉時，棘爪逐漸上升；壹旦檔位轉到0，棘爪哢噠壹聲落下，將十位數檔位向前推壹檔。
帕斯卡死於1662年。不久後，德國偉大的數學家萊布尼茨看到帕斯卡關於加法計算機的論文，激起了他的發明欲望。萊布尼茨早年經歷坎坷，後來得到了去法國的機會。在巴黎時，他聘請了壹些著名的機械專家和工匠，終於在1674年制造出了壹臺更加完善的機械計算機。
萊布尼茨發明的新型計算機長約1米，內部安裝了壹系列齒輪機構。除了尺寸大，基本原理都是繼承自Pascal。然而，萊布尼茨更勝壹籌。他給計算機增加了壹個叫做“步進輪”的裝置。步進輪是壹個有九個齒的長圓柱體，九個齒依次分布在圓柱體的表面；旁邊還有壹個小齒輪可以沿軸向移動，以便與步進輪壹壹嚙合。小齒輪每轉壹圈，步進輪就可以分別轉動1/10，2/10圈，直到9/10圈，這樣就可以不斷重復加法。
連續重復計算加減法
連續重復計算加法是現代計算機做乘除運算的壹種方法，萊布尼茨的加減乘除四則計算機運算壹應俱全。
介紹萊布尼茨的時候還有壹個小插曲。(傳說在1700左右的某壹天，萊布尼茨的朋友送給他壹副中國的“易圖”，其實就是八卦。在看八卦的時候，我發現每個八卦都是由陰陽符號組成的。這不是正規的二進制數嗎？於是他率先系統地提出了二進制算法。直到今天，我們使用的計算機仍然是。)
到現在電腦還是由人來操作，但是沒有實現人和機器的對話，或者俱樂部把人的想法告訴機器，讓機器按照人的想法自動執行。說到實現人機對話，就要說說另壹個行業——紡織行業。
提花針織機是壹種帶提紗的提花裝置，是壹種可以制作絲綢組織圖案的織機。
剛開始的時候，針織機織花紋還是挺麻煩的。所有的絲織物都是由經線(縱線)和緯線(橫線)織成的。為了織出圖案，織工必須根據預先設計好的圖案，小心翼翼地將壹些經線“提起”到適當的位置，這樣梭子就可以抽出不同顏色的緯線穿過。當然，機器是不可能自己去“思考”從哪裏提起線的。它只能用手“擡起”壹個又壹個經線，不知疲倦地重復這壹操作。
1725?法國紡織技工布喬發明了“穿孔紙帶”的概念。布喬想出了壹個“穿孔紙帶”的絕妙主意。布喬先設法用壹排織針控制所有經紗運動，然後拿壹卷紙，按圖案打壹排排小孔，壓在織針上。開機後，面對小孔的織針可以穿過並鉤住經線，其他的被紙帶擋住。於是，織針根據預先設計好的花型自動選擇經紗，布喬的“思想”被“傳送”到針織機上，針織花型的“程序”被“儲存”在打孔紙帶的小孔裏。
1790?當時法國機械師Jakade基本形成了改進提花機的想法。因為是法國大革命，賈卡德直到1805才開始關心發明。雅各布在他的提花機上加了壹個裝置，可以同時操作？1200?織針，控制圖案的穿孔紙帶後來被穿孔卡片取代。
在電子計算機發展後的最初幾年，我們可以在許多著名的計算機中找到自動提花機的身影。
18年底，法國啟動了壹項宏大的工程——手工編制數學表格，由於當時沒有先進的計算工具，這項工作異常艱巨。花了很多數學家組裝了壹條手工計算流水線，17卷的大部分手稿都是在黑暗中完成的。即便如此，數學用的計算表還是有很多錯誤。
巴貝奇在他的自傳《壹個哲學家的人生歷程》中寫道，大約1812，“壹天晚上，我坐在劍橋大學分析學會的辦公室裏，出神地低頭看著在我面前打開的壹張對數？看好了。壹個成員走進房間，看到我的樣子，喊道:‘妳好！“妳夢見什麽了，”我指著對數表回答說，'我在想這些表？也許妳可以用機器來計算！"
巴貝奇的第壹個目標是做壹個“差異延伸”。
所謂“差”的意思，就是把函數表復雜的公式轉化為差分運算，用簡單的加法代替平方運算。那壹年，剛滿20歲的巴貝奇從法國人雅克·卡德發明的提花針織機中獲得了靈感。差分機的設計閃爍著程序控制的光芒——它可以按照設計者的意誌自動處理不同函數的計算過程。巴貝奇在1822年花了十年時間完成了第壹臺差分機，它可以處理三個不同的5位數，計算精度達到小數點後6位，並立即算出了幾個函數表。由於當時工業技術水平極低，巴貝奇親自完成了第壹臺差速器從設計圖到機械零件加工。當他看著自己的機器做出精確的數學表時，高興地對人說:“就算我的機器出了毛病，比如齒輪卡住了，動不了，也沒關系。妳看，每個輪子上都有數字標記，不會欺騙任何人。”未來的實際應用證明，該機非常適合編制航海和天文用的數學表。
獲得成功後，巴貝奇連夜寫信給英國皇家學會，要求政府資助他建造第二座大型差分分機，運算精度達到20位數。看到巴貝奇的研究有利可圖，政府第壹次與科學家簽訂了第壹份合同。
然而，第二差速發動機在機械廠撞上了“礁石”。二差機大概有25000個零件，主要零件的誤差不能超過千分之壹寸。即使以現在的加工設備和技術，造出這麽高精度的機器也不容易。
由於進展緩慢，到1842，政府宣布停止對巴貝奇的壹切資助，甚至科學界的壹些人也用異樣的眼光看著他。
然而就在這個時候，巴貝奇收到了壹封信。作家不僅表示理解，還希望和他壹起工作。娟秀字體的簽名顯示了她的不凡身份——伯爵夫人。收到信後不久，寫信的女士來到了巴貝奇的實驗室。巴貝奇覺得這位女士很面熟，但她記不起在哪裏見過。直到那位女士說，“妳還記得我嗎？十幾年前，妳也給我講過微分延伸的原理。看到巴貝奇疑惑的眼神，她笑著補充道:“妳說我看見望遠鏡像野人。“巴貝奇突然意識到，他想起了非常遙遠的過去。？原來這位女士是英國著名詩人拜倫的獨生女阿達·奧古斯塔。
1834年，在大規模差分擴展受挫的時候，巴貝奇提出了更新更大膽的設計——通用數學計算機。巴貝奇稱之為“分析機器”，可以自動解決100個變量的復雜計算問題，每個數字可以達到25位數，速度為每秒1次。
巴貝奇首先想到了壹個齒輪式的“存儲庫”用於分析機制。每個檔位可以存儲65，438+00位，總* * *可以存儲65，438+0，000個50位。分析器的第二部分是所謂的“運算室”，其基本原理類似於帕斯卡的輪子，但他改進了進位裝置，使50位加50位的運算可以在壹個輪子中完成。此外，巴貝奇還構思了數據的收發機制，以及在“存儲室”和“操作室”之間傳輸數據的組件。他甚至考慮如何讓這臺機器處理有條件轉移。壹個多世紀後，現代計算機的結構幾乎是巴貝奇分析儀的翻版，但其主要部件已被大規模集成電路所取代。也就是說，巴貝奇不愧為計算機系統設計的“鼻祖”。
阿達評論得非常準確:“分析器‘編織’的代數模式與Jaccard織布機編織的馬賽克壹模壹樣”。於是，為分析儀編寫壹批函數計算程序的重擔就落在了她的肩上。阿達第壹次給計算機寫程序，包括計算三角函數的程序，級數相乘的程序，伯努利函數的程序等等。阿達編譯了這些程序，即使在今天，年輕壹代的計算機軟件仍然不敢輕易更改壹條指令。人們公認她是世界上第壹位軟件工程師。眾所周知，美國國防部據說花費了250億美元和65，438+00年的時間，用壹種計算機語言混合了它所需要的軟件的所有功能，希望它能成為軍隊中成千上萬臺計算機的標準。1981年，這種語言被正式命名為阿達語，使得阿達的英文名流傳至今。當然，這些都是後話。
當時，為了把分析機的圖紙變成現實，兩人耗盡了所有的財產，變得身無分文。在此期間，他們籌集資金進行研究，他們還討論“下海創收”，比如做象棋玩具、賽馬遊戲機等等。但這並沒有帶來任何改變。為此，阿達還兩次拿著丈夫的祖傳寶物去典當行要錢，但後來被阿達的母親贖回。在經歷了貧困和無休止的腦力勞動後，阿達的身體狀況急劇惡化。1852年，年僅36歲的阿達帶著對分析儀的美好夢想死去。
阿達死後，巴貝奇又在沈默中堅持了20年。晚年不能正確發音？並且有條不紊的表達自己，但依然堅持工作。巴貝奇死於1871。最終，分析儀沒有做出來。巴貝奇和阿達構想了壹種分析機器，這種機器至少領先於他們那個時代壹個世紀。
1890期間，德國籍的霍爾瑞斯博士在美國做了壹次人口普查(上次人口普查用了7年)。人口普查需要做很多工作，比如通過問卷收集的年齡、性別等項目，還要統計每個社區有多少老人、小孩、男女。Horatius博士想用機器自動統計這些數據。幾年後
他根據巴貝奇的發明和賈卡德的穿孔紙帶設計了機器。結果，花了六個星期才得到準確的數據。
Jakade和Horatius分別是編程和數據處理的先驅。從歷史的角度看他們的發明，正是這種編程和數據處理構成了計算機“軟件”的雛形。
1896年，霍拉修斯博士創立了IBM的前身。
到現在，制造出來的計算機都是機械的，這是機械計算機向電子計算機過渡時期的主要事件。
1906年，美國的deforest發明了電子管，為計算機的發展奠定了基礎。
1907年，deforest向美國專利局申請了真空三極管(電子管)的發明專利。真空三極管可以分別處於“飽和”和“關斷”狀態。“飽和”是指從陰極到屏幕的電流被完全打開，相當於開關被打開；“關”是指沒有電流從陰極流向屏幕，相當於閉合了開關。它的控制速度比艾肯的接力快上千倍。
例如，計算工具的發展經歷了從簡單到復雜、從低級到高級的不同階段
比如從《結繩筆記》中的繩結到計算、算盤計算尺、機械電腦等等。它們在不同的歷史時期發揮了各自的歷史作用，同時也啟發了現代電子計算機的發展思路。
從65438年到0889年，美國科學家赫爾曼·霍爾瑞斯(herman hollerith)研制了壹種基於電學的電子制表器，用來存儲計算數據。
1930年，美國科學家瓦內瓦·布什建造了世界上第壹臺模擬電子計算機。
1946年2月4日，美國軍方定制的世界上第壹臺電子計算機“ENIAC電子數值和計算器”在賓夕法尼亞大學問世。Eniac(中文名:ENIAC)是美國奧伯丁武器試驗靶場為滿足彈道計算的需要而開發的。這個計算器使用17840個電子管，尺寸為80英尺×8英尺，重量為28t(噸)。其功耗為170kW，運算速度為每秒5000次，成本約為48.7萬美元。ENIAC的問世具有劃時代的意義，預示著電子計算機時代的到來。在接下來的60年裏，計算機技術以驚人的速度發展，任何技術的性價比都可以在30年內提高6個數量級。
1代:電子管數碼機(1946—1958)
硬件方面，采用真空管作為邏輯元件，水銀延遲線作為主存儲器。
、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯；外部存儲器使用磁帶。軟件使用機器語言和匯編語言。應用領域主要是軍事和科學計算。
缺點是體積大，功耗高，可靠性差。它速度慢(通常每秒幾千到幾萬次)，而且很貴，但它為計算機的未來發展奠定了基礎。
第二代:晶體管數字機(1958—1964)
操作系統、高級語言及其編譯器在軟件中的應用領域主要集中在科學計算和事務處理，並開始進入工業控制領域。其特點是體積更小、能耗更低、可靠性更高、運算速度更快(壹般為每秒654.38+百萬次，最高可達300萬次)，性能優於654.38+0代計算機。
第三代:集成電路數字機(1964—1970)
在硬件方面，采用中小規模集成電路(MSI，SSI)作為邏輯元件，磁芯仍然作為主存儲器。在軟件方面，有分時操作系統和結構化、規模化的編程方式。其特點是速度更快(壹般每秒幾百萬到幾千萬次)，可靠性顯著提高，價格進壹步降低，產品走向通用化、系列化和標準化。應用領域開始進入文字處理和圖形圖像處理領域。
第四代:大規模集成電路機器(1970至今)
在硬件方面，邏輯元件是大規模和超大規模集成電路(LSI和VLSI)。在軟件方面，出現了數據庫管理系統、網絡管理系統和面向對象語言。1971年，世界上第壹臺微處理器在矽谷誕生，開啟了微型計算機的新時代。應用領域逐漸從科學計算、事務管理、過程控制走向家庭。
由於集成技術的發展，半導體芯片的集成度更高，每個芯片可以容納數萬甚至數百萬個晶體管，運算器和控制器可以集中在壹個芯片上，從而出現了微處理器，可以用大規模和超大規模集成電路組裝成微型計算機，即微型計算機或pc機。微型計算機體積小，價格便宜，使用方便，但其功能和運算速度已經達到甚至超過了過去的大型計算機。另壹方面，用大規模和超大規模集成電路制成的各種邏輯芯片被做成巨型計算機，體積不是很大，但運算速度可以達到壹億次甚至幾十億次。在我國，繼1983研制成功每秒1億次運算的銀河I型超級計算機後，1993又研制成功每秒10億次運算的銀河II型通用並行超級計算機。這壹時期還產生了新壹代的編程語言、數據庫管理系統和網絡軟件。
隨著物理元件和設備的變化，不僅主機發生了升級，其外部設備也在不斷變化。比如外存，從最初的陰極射線顯示管發展到磁芯和磁鼓，再到萬能磁盤，現在有了體積更小、容量更大、速度更快的光盤。