计算机的发展史(我国计算机发展现状)

发展阶段

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早期计算机

简单的加减乘除的算术工具，其目的是用工具辅助手工计算。

1.纯手工工具:结绳、算盘、计算尺。

算盘算盘

2.手动机械工具:

1623年，德国科学家施卡德建造出世界已知的第一部机械式计算器，成为计算机世代之父，这部机械改良自时钟的齿轮技术，能进行六位数的加减，并经由钟声输出答案，因此又称为“算数钟”。1642年法国数学家帕斯卡为税务所苦的税务员父亲发明了滚轮式加法器，可透过转盘进行加法运算。1673年德国数学家莱布尼茨使用阶梯式圆柱齿轮加以改良，制作出可以四则运算的步进计算器。

帕斯卡的滚轮式加法器帕斯卡滚子加法器

可编程思想1725年，法国纺织工人鲁修为便于转织图样，在织布机套上穿孔纸带，他的合作伙伴则在1726年着手改良设计，将纸带换成相互串连的穿孔卡片，以此达到仅需手工进料的半自动化生产。1801年，法国人雅卡尔发明提花织布机，利用打孔卡控制织花图样，与前者不同的是，这部织布机变更连串的卡片时，无需更动机械设计，此乃可编程化机器的里程碑。美国宪法规定每十年必须进行一次人口普查，1880年排山倒海的普查资料就花费了8年时间处理分析，因此美国统计学家赫尔曼·何乐礼在1890年开发出一种排序机，利用打孔卡储存资料，再由机器感测卡片，协助美国人口调查局对统计资料进行自动化制表，结果不出3年就完成户口普查工作。

雅卡尔提花织布机可编程思想1725年，法国纺织工人卢秀秀将打孔纸带放在织布机上，方便编织图案，而他的合伙人则在1726年开始改进设计，用串联的打孔卡片代替纸带，从而实现只需人工送料的半自动生产。1801年，法国人贾卡发明了贾卡织布机，用打孔卡来控制编织的图案。与前者不同的是，这台织机在更换一系列卡片时不需要改变机械设计，这是可编程机器的一个里程碑。美国宪法规定每十年必须进行一次人口普查，1880年铺天盖地的人口普查数据用了8年时间进行处理和分析。因此，美国统计学家赫尔曼·霍尔瑞斯(herman hollerith)在1890年开发了一种分类机，它使用穿孔卡片来存储数据，然后机器感应卡片来协助美国人口普查局自动制表统计数据。结果，三年内完成了户口普查。提花织机

可编程计算机可编程性是通用计算机的一个重要定义，即只要改变指令的存储顺序，通用计算机就可以模拟其他形式的计算机。

巴贝奇在1835年提到，分析机是一部一般用途的可编程化计算机，同样是以蒸汽引擎驱动，吸收提花织布机的优点，使用打孔卡输入资料，其中的重要创新是用齿轮模拟算盘的算珠。他最初的计划是打算利用打孔卡控制机器进行运算，印出高精确度的对数表（特殊用途计算机），后来才转而开发一般用途的可编程化计算机。

查尔斯·巴贝奇 查尔斯·巴贝奇查尔斯·巴贝奇·查尔斯·巴贝奇

图灵机图灵的基本思想是用机器模拟人用笔和纸进行的数学运算。他认为这个过程是以下两个简单的动作:

在纸上写上或擦除某个符号把注意力从纸的一个位置移动到另一个位置

图灵机的本质是:一个有限状态机+在存储介质上读写。

冯·诺依曼结构计算机

冯诺依曼结构计算机是图灵机的一种实现，其创新点是存储程序。存储程序计算机在体系结构上的主要特点是:

以运算单元为中心采用存储程序的原理存储器是按地址访问、线性编址的空间控制流由指令流产生指令由操作码和地址码组成数据以二进制编码

冯·诺依曼结构 冯·诺依曼结构冯·诺依曼结构

模拟计算机二次大战之前，当时的最高科技是机械式和电动式的模拟计算机，也被认为是前途光明的计算机趋势。模拟计算机使用连续变化的物理量，像是电势、流体压力、机械运动等，处理表示待解问题中相应量的器件。数字计算机用电子部件代替机械部件，用离散信号代替模拟信号。