计算机的发展历程可以追溯到18世纪末,其中Charles Babbage被认为是电脑之父,他的创新包括差分机和分析机。差分机是一种利用差分运算简化复杂算式的机器,而分析机则更进一步,设想为一种通用的数学计算机,能够解决当时无法处理的复杂问题。尽管这些发明奠定了现代计算机的基础,但由于缺乏存储和记忆功能,它们不能被正式称为“计算机”。
1946年,美国宾夕法尼亚大学的莫利奇和艾克特团队为美国陆军研制出了第一台电子计算机ENIAC,这标志着电子计算机时代的开始。ENIAC具有显著的局限性,如庞大的体积、低效的能源消耗以及有限的存储能力。尽管如此,它的出现是人类信息技术发展的重要里程碑。
第一代电子管计算机(1945-1956)以其巨大的电子管为主要逻辑元件,主要用于科学计算。这一时期还出现了汇编语言,并在1954年诞生了Fortran这种早期的高级编程语言。然而,电子管的缺点,如尺寸大、寿命短、功耗高等,使得晶体管开始取代电子管,成为计算机硬件的新选择。
1956年至1963年的第二代晶体管计算机,得益于晶体管技术的进步,计算机变得更加小巧、高效,运算速度提升至每秒几十万次,内存容量扩大至几十KB。同时,磁芯存储器、磁盘和磁带作为外存储器开始广泛应用,软件产业也随之兴起。
第三代计算机,即集成电路数字计算机(1964~1971),以IBM360系统为代表,它是第一个广泛采用集成电路的计算机系列。IBM360的成功不仅降低了计算机的成本,提高了运算速度,还推动了计算机的多样化和系列化,开启了计算机网络的雏形。
从1967年开始,大规模和超大规模集成电路的应用标志着第四代电子计算机的到来,这使得计算机性能进一步飞跃,运算速度达到每秒几百万次乃至上亿次。ILLIAC-IV作为第一台全面使用大规模集成电路的计算机,是这一阶段的典型代表。
计算机的发展经历了从机械计算工具到电子计算机,再到晶体管和集成电路的革命,这一过程中,硬件性能的提升、编程语言的创新和计算机网络的形成共同塑造了我们今天所熟知的信息时代。