第一台计算机是谁发明的?

 公司新闻     |      2024-08-01 19:20:55    |      小编

  第一台计算机是谁发明的?计算机的概念可以追溯到查尔斯·巴贝奇的机械差分机和分析机,但第一台电子计算机却是约翰·文森特·阿塔纳索夫博士和他的研究生克利福德·贝里的心血结晶,最终于1942年诞生了阿塔纳索夫-贝里计算机(ABC)。

  第二次世界大战加速了计算机的发展,诞生了用于火炮计算的电子数字积分计算机(ENIAC)和用于密码破译的巨人计算机(Colossus)等机器;到1951年,第一台商用计算机UNIVAC为美国人口普查局建造。

  个人电脑的发展始于惠普的HP 9100A科学计算器、苹果的Apple I和Apple II等原型,最终于1981年诞生了IBM的5150个人电脑,并成为全球企业的必需品。

  我们可能会认为第一台计算机是算盘或其后代计算尺,由威廉·奥特雷德于1622年发明。但许多人认为英国数学家查尔斯·巴贝奇的分析机才是第一台类似于当今现代机器的计算机。

  在巴贝奇出现之前,“计算机”指的是一个人,即整天坐着加减数字并将结果输入表格的人。后来表格出现在书中,以便其他人可以使用它们来完成任务,例如准确发射炮弹或计算税款。

  事实上,巴贝奇写道,他在剑桥大学期间,大约在1812-1813年,正在对对数表进行白日梦,当时他第一次想象一台机器可以完类的计算工作。1822年7月,巴贝奇给皇家学会写了一封信,提出了机器可以基于“差分法”进行计算的想法。皇家学会对此很感兴趣,并同意资助这个想法的开发。这些努力产生的第一台机器设计就是巴贝奇的第一台差分机。

  事实上,正是这项庞大的数字运算项目启发了巴贝奇。1792年,法国政府任命加斯帕德·德·普罗尼监督编制地籍表,这是一套对数和三角函数表。法国人希望在全国范围内统一测量单位,并计划利用这些表格协助将测量单位转换为公制。德·普罗尼则受到亚当·斯密著名著作《国富论》的启发。斯密曾写到,分工如何提高制造别针的效率。德·普罗尼希望将分工应用到他的数学项目中。

  这款分析机由查尔斯·巴贝奇于1834年构思,旨在计算任何数学公式,其分析能力甚至比他最初的差分机还要强。他去世时,工厂的这一部分正在建设中。

  1819年,巴贝奇造访了光之城,并查看了未出版的手稿,手稿上写满了一页又一页的表格。他想,如果有一种方法可以更快地制作出这样的表格,用更少的人力,更少的错误,那该有多好。他想到了工业创造的众多奇迹。如果富有创造力和勤奋的发明家能够发明轧棉机和蒸汽机车,那么为什么不能发明一台进行计算的机器呢?

  巴贝奇回到英国后,决定制造这样一台机器。他的第一个构想是一台差分机,它基于有限差分原理工作,即通过重复加法进行复杂的数学计算,而无需使用乘法或除法。1823年,他从英国政府获得了1500英镑,并聘请工程师约瑟夫·克莱门特开始制造差分机。

  克莱门特是一位受人尊敬的工程师,他向巴贝奇提出了改进建议,巴贝奇允许克莱门特实施他的一些想法。不过,1833年,两人因协议条款而闹翻。克莱门特辞职,结束了差分机的研发工作。

  当克莱门特收拾好工具时,巴贝奇已经开始构思一个更宏伟的想法——分析机,一种可以进行更复杂计算(包括乘法和除法)的新型机械计算机。然而,英国政府削减了他的资金,毕竟这笔资金是用来生产差分机的。分析机是许多人认为的第一台计算机。

  分析机的基本部件与当今市场上销售的任何计算机的组件相似。它具有任何现代机器的两个特征:中央处理器或CPU和内存。当然,巴贝奇没有使用这些术语。他把CPU称为“磨机”,内存被称为“存储器”。他还发明了一种设备——“读取器”——用于输入指令,以及一种在纸上记录机器生成结果的方法。巴贝奇将这种输出设备称为打印机,这是当今常见的喷墨打印机和激光打印机的前身。

  巴贝奇的新发明几乎全部存在于纸上。他保留了大量有关他的计算机的笔记和草图——总计近5000页——尽管他从未制造过哪怕一台分析机的生产模型,但他对机器的外观和工作原理有着清晰的设想。借用雅卡尔织机(一种在1804-05年间开发的织布机,可以自动创建各种布料图案)所使用的相同技术,数据将输入打孔卡上。计算机存储器中最多可保存1000个50位数字。打孔卡还会存储指令,机器可以不按顺序执行这些指令。整个操作由一名操作员监督,但蒸汽将为其提供动力,转动曲柄、移动凸轮和连杆并旋转齿轮。

  但是,当时的技术无法实现巴贝奇雄心勃勃的设计。直到1991年,他的特殊想法才最终转化为一台可以运行的计算机。当时,伦敦科学博物馆完全按照巴贝奇的规格建造了他的差分机。它长11英尺,高7英尺(超过3米长和2米高),包含8000个活动部件,重5吨。这台机器的复制品被制造出来并运往加州山景城的计算机历史博物馆,在那里一直展出到2010年12月。这两款设备都无法在桌面上运行,但毫无疑问,它们是最早的计算机和现代PC的前身。这些计算机影响了万维网的发展。

  如果说查尔斯·巴贝奇是分析机背后的天才,那么奥古斯塔·艾达·拜伦(已婚名字为艾达·洛夫莱斯)就是公关人员(而且可以说是第一位计算机程序员)。17岁时,她在一次聚会上遇到了巴贝奇,并对这位数学家的计算机引擎产生了浓厚的兴趣。从那次偶然的相遇开始,两人的关系就变得非常亲密。艾达与巴贝奇讨论了他的想法,而且由于她在数学方面很有天赋,她也提出了自己的见解。1843年,她发表了一系列有影响力的笔记,描述了巴贝奇的分析机。艾达还提出了一些明智的预测,她推测巴贝奇的机械计算机有朝一日可能会“处理数字以外的其他事物”,并“创作出任何复杂程度的精致而科学的音乐作品”。

  巴贝奇的差分机和分析机与现在摆在你桌上的机器有很多不同。那些机器是机械的,而你的是电子的。那么,谁发明了第一台电子计算机?

  和前辈巴贝奇一样,爱荷华州立学院(现爱荷华州立大学)数学和物理学教授约翰·文森特·阿塔纳索夫博士的工作需要大量计算能力。尽管他拥有当时最好的计算器之一,但计算仍然需要很长时间。此外,和巴贝奇一样,阿塔纳索夫也想看看自己能否做得更好。1937年,他开车出去放松一下,停下来喝了一杯,决定要制造什么样的设备。他的机器将使用电力。他的计算机将使用我们现代计算机使用的二进制系统,而不是十进制标准。

  爱荷华州立大学为这台机器提供了资金,阿塔纳索夫聘请了一位才华横溢的研究生克利福德·贝里来帮助他实现他的愿景。他们向爱荷华州立大学的官员展示了原型,然后官员们为阿塔纳索夫和贝里提供了资金来建造线年,阿塔纳索夫-贝里计算机(简称ABC)已经准备就绪。

  第二次世界大战促使人们发明了许多新型计算机来解决特定问题。其中一台是电子数字积分计算机 (ENIAC),用于计算火炮射程表。另一台是巨人计算机(Colossus),它被用来在英国布莱切利园破译德国密码。1949年,世界上第一台实用的存储程序计算机EDSAC走入历史。与早期为执行一项特定任务而设计的计算机不同,EDSAC可以执行多项任务。20世纪50年代初,麻省理工学院(MIT)的工程师完成了Whirlwind I,用于训练飞行员。Whirlwind项目将磁芯存储器推向了世界。

  第一台商用计算机是1951年的UNIVAC(通用自动计算机),由ENIAC的制造商为美国人口普查局制造。它非常庞大,重达16000磅(7258公斤),有5000个真空管。它在只统计了一小部分选票的情况下,准确预测了德怀特·D·艾森豪威尔将以压倒性优势赢得总统大选,从此一举成名。UNIVAC 一秒钟可以进行1000次计算,这在当时是一项了不起的成就。

  1956年,IBM的305随机存取存储器会计系统 (RAMAC)成为首款配备硬盘的计算机。现代电子计算机开始一点一点地成型。

  1968年,道格拉斯·恩格尔巴特展示了现代计算机的原型,其中包括鼠标和图形用户界面(窗口、图标和菜单)。这表明计算机不仅可以造福学者和技术专家,还可以惠及普通大众。

  比尔·休利特和戴夫·帕卡德是一对好友,他们在一次露营旅行中相识,之后开始在加利福尼亚州帕洛阿尔托的一个车库里工作PG电子官方网站。他们的第一款产品是用于测试音频设备的振荡器。惠普的HP 9100A科学计算器于1968年发布,并在其广告中使用了“个人电脑”一词。1980年发布的HP-85是他们的第一台个人电脑。

  斯蒂夫·盖瑞·沃兹尼亚克和史蒂夫·乔布斯都曾在惠普工作过。乔布斯在校期间,通过主动联系比尔·休利特获得了实习机会。沃兹尼亚克不仅在惠普工作,还曾五次向该公司提供Apple I个人电脑的设计,但每次都被拒绝了。

  1976年推出的Apple I是第一台配备完整电路板的计算机,不过消费者仍需购买机壳、电源、键盘和显示器。到1977年,Apple II个人电脑中已添加了部分功能。

  最终,两位离开了惠普,在车库里创办了自己的公司,就像休利特和帕卡德一样。Apple I于1976年推出,随后Apple II于1977年推出。Apple I是第一台“完全组装”的个人电脑,尽管买家仍然需要机箱、电源、键盘和显示器来搭配完全组装的电路板。Apple II包括一个带键盘的机箱,以及更多的RAM和彩色显卡。

  IBM的5150个人电脑于1981年发布,将电脑带入了世界各地企业的桌面,并配备了系统单元、键盘和彩色/图形功能。它使用微软的MS-DOS操作系统。整个20世纪80年代,电脑价格越来越低,功能越来越多,直到它们成为几乎每个家庭和企业不可或缺的必需品。

  第一台与我们今天看到的现代机器相似的计算机是由查尔斯·巴贝奇在1833年至1871年间发明的。他开发了一种设备,即分析机,并花了近40年的时间对其进行研究。这是一台功能强大到可以执行简单计算的机械计算机。

  不是,但它是已知的第一种计算设备。算盘最早于公元前1100年使用,现在仍在亚洲部分地区使用。算盘由一个矩形框架组成,其中包含细平行杆,杆上附有用于计数的珠子。

  1981年,亚当·奥斯本制造了第一台笔记本电脑,并将其命名为“奥斯本 1”。当时,它的售价接近2000美元,并配有一个小型内置电脑屏幕。

  ENIAC计算机系统于1943年问世,由约翰·埃克特和约翰·莫奇利在宾夕法尼亚大学校园内开发。由于它是第一台使用电子技术的计算机,因此其速度比之前的计算机快近1000倍。它重达近50吨,使用了18000个真空管。