计算机的每一个发展阶段在人类大数据进程中总是会留下浓墨重彩的一笔。从十九世纪初分析机的问世开始,发展至第一台数字式计算机的出现,直至大规模集成电路计算机生成,计算机的应用领域也从简单的处理数据打通到军事方面。而在数字化时代,集成电路式计算机则应用到公众的数据处理领域。
计算数据灵感起源:
在十九世纪,简单处理及分析数据的想法已经渐渐产生。英国数学家巴贝奇设计了一部能够自动进的计算机,而是将想法保留在了设计图纸上。同时为了验证分析机的合理性,巴贝奇把数据记录在卡片上,在卡片的不同位置上打孔,代表不同的数字,然后把打孔卡送入分析机进行运算。由于巴贝奇所创造的的分析机的概念及特性与之后的计算机极为吻合,所以巴贝奇被后人视作“计算机之父”。
第一台计算机的问世带动第三次产业革命:
在第二次世界大战的背景下,由于战略性武器的匮乏,开发新型武器装备成为当务之急,同时,支持研究背后的数学模型建设也成为最为关键的一步。但是在以时间为胜的战争年代,实验室很难集中全力来完成制造大型武器过程中关键数据的运算过程,随即美国军方启动应急措施,拨款支持以莫希利、埃克特为首的研制小组。
此后, 1942年首先提出了试制第一台电子计算机的初始设想——“高速电子管计算装置的使用”。在数学家冯•诺依曼的技术支持下,世界上第一台计算机“埃尼阿克”研制成功。1945年春天,“埃尼阿克”首次试运行成功。1946年2月10日,美国陆军军械部和宾夕法尼亚大学莫尔学院联合向世界宣布“埃尼阿克”的诞生,从此揭开了电子计算机发展和应用的序幕。
“埃尼阿克”奠定了电子计算机的发展基础,开辟了一个计算机科学技术的新纪元。有人将其称为人类第三次产业革命开始的标志。 正如汽车的发明是使人的双腿延伸一样,计算机的发明事实上是对人脑智力的继承和延伸。
计算机技术在战争中的发展:
由于战争中的技术诉求以及战略价值需要,第一台计算机在研发之后迅速发展。
1946年,美国物理学家莫奇利任总设计师,研制成功世界上第一台电子管计算机。第一代计算机存在着明显的局限性,功能受限的同时速度相对来说非常慢。但在这一时期每种机器都有各自设定的语言,同时操作指令也有非常明确的针对性。
在1948年,晶体管的促进了计算机领域的发展,同时使电子设备的体积不断在缩小,计算机外形更加的轻便。
直至1956年,晶体管在计算机领域内的使用令第二代计算机体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。随后,计算机应用范围更加广泛,在不久之后的1960年,出现了一些成功地用在商业领域、大学和政府部门的第二代计算机。由于第二代计算机是用晶体管代替电子管,计算机中存储的程序使得计算机有很好的适应性,可以更有效地用于商业用途。
现代科技加速计算机领域技术进步:
虽然晶体管比起电子管是一个明显的进步,但晶体管还是产生大量的热量,这会损害计算机内部的敏感部分。1958年发明了集成电路,由此使更多的原件集成到单一的半导体芯片上,这样晶体管就不会产生大量热量以致损害计算机内部的敏感部分,同时计算机的体积也更加小,速度提升的同时功耗也更低。 出现集成电路后,大规模集成电路可在芯片上容纳几十万,甚至几百万个原件。
1972年第一部真正的个人计算机诞生了,而世界各国也随着“半导体”及“晶体管”的发展开拓了计算机史上新的一页。70年代中期,计算机制造商开始将计算机卖给普通消费者。1981年,IBM推出个人计算机用于家庭、办公室和学校。
计算机的发明是二十世纪四十年代的事情,经过几十年的发展,它已经成为一门复杂的工程技术学科,它的应用从国防、科学计算,到家庭办公、教育娱乐,无所不在。
近年来,通过进一步的深入研究,发现由于电子电路的局限性,理论上电子计算机的发展也有一定的局限,因此人们正在研制不使用集成电路的计算机,例如:生物计算机、光子计算机、超导计算机等。
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