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python笔记1:电脑简史

1642年,帕斯卡发明了人类有史以来第一台机械计算机——帕斯卡加法器。

1674年,莱布尼茨制造出了一台更完美的机械计算机。

18世纪末,巴贝奇的目标是制作一台”差分机“。1842年的时候,政府宣布停止对巴贝奇的一切资助,连科学界的有人都用一种怪异的目光看他。英国诗人拜伦之独生女——阿达·奥古斯塔对他表示理解而且还希望与他共同工作。

巴贝奇首先为分析机构思了一种齿轮式的“存贮库”,每一齿轮可贮存10个数,总共能够储存1000个50位数。分析机的第二个部件是所谓“运算室”,其基本原理与帕斯卡的转轮相似,但他改进了进位装置,使得50位数加50位数的运算可完成于一次转轮之中。此外,巴贝奇也构思了送入和取出数据的机构、以及在“存储库”和“运算室”之间运输数据的部件。他甚至还考虑到如何使这台机器处理依条件转移的动作。一个多世纪过去后,现代电脑的结构几乎就是巴贝奇分析机的翻版,只不过它的主要部件被换成了大规模集成电路而已。仅此一说,巴贝奇就当之无愧于计算机系统设计的“开山鼻祖”。

阿达开天辟地第一回为计算机编出了程序,其中包括计算三角函数的程序、级数相乘程序、伯努利函数程序等等。阿达编制的这些程序,即使到了今天,电脑软件界的后辈仍然不敢轻易改动一条指令。人们公认她是世界上第一位软件工程师。众所周知,美国国防部据说是花了250亿美元和10年的光阴,把它所需要软件的全部功能混合在一种计算机语言中,希望它能成为军方数千种电脑的标准。1981年,这种语言被正式命名为ADA语言,使阿达的英名流传至今。

在当时,两人为把分析机的图纸变成现实,耗尽了全部财产,搞得一贫如洗,在经历了贫困交加和无休止的脑力劳动,阿达的身体状况急剧恶化,1852年,年仅36岁的阿达怀着对分析机美好的梦想去世了。阿达去世后,巴贝奇又默默的独自坚持了20年。

1871年巴贝奇去世。最终分析机没有被制造出来。巴贝奇和阿达设想的分析机超出了他们所处时代至少一个世纪。

1906年,美国的德福雷斯特发明了电子管,为计算机的发展奠定了基础。

1937年,第一台电子计算机:阿塔纳索夫-贝瑞计算机(Atanasoff–Berry Computer,通常简称ABC计算机)。

1946年,世界上第一台通用计算机 (多个行业都可以使用)埃历阿克”(ENIAC,译成中文是“电子数字积分和计算机”)诞生于美国宾夕法尼亚大学。

1945年6月,冯·诺依曼,计算机史上著名的“101页报告”,报告明确规定出计算机的五大部件(输入系统、输出系统、存储器、运算器、控制器),并用二进制替代十进制运算,大大方便了机器的电路设计。这份报告奠定了现代电脑体系结构坚实的根基,直到今天,仍然被认为是现代电脑科学发展里程碑式的文献。

人们后来把根据这一方案思想设计的机器统称为“诺依曼机”。我们现在所使用的电脑都是诺依曼机,大大小小千千万万台计算机,都没能够跳出诺依曼机的掌心。在《三体》中有介绍三体人用军队实现诺依曼机进行三体运算。
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第一代电子管计算机(1946~1958): 操作指令是为特定任务而编制的,每种机器有各自不同的机器语言,功能受到限制,速度也慢。

第二代晶体管计算机 (1956-1963): 晶体管代替了体积庞大电子管,使用磁芯存储器。体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。

第三代集成电路计算机 (1964-1971)特征是以中小规模集成电路,来构成计算机的主要功能部件。主存储器采用半导体存储器。

第四代大规模集成电路计算机 (1971-至今)指从1970年以后采用大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)为主要电子器件制成的计算机,重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机。

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