巴贝奇的差分机和分析机
差分机与分析机1812年英国数学家巴贝奇发明了差分机
计算工具的发展
• MARK I 计算机 1944年美国数学家艾肯根据巴贝奇的论文研制出的机电方 式自动机计算机。使用了3000多个继电器，用穿孔纸带代 替了齿轮转动装置，实现了自动顺序控制。
• 加法器 1642年法国数学家帕斯卡发明了加法器， 人类有史以来第一台机械计算器，采用 齿轮旋转进位方式执行运算，只能做加 法和减法。
• 手摇式计算器 1673年德国数学家莱布尼茨在此基础上 设计制造了手摇式计算器。
计算工具的发展
• 差分机与分析机 1812年英国数学家巴贝奇发明了差分机，能够自动处理不 同的函数和计算过程； 1834年研制出分析机（有3部分功能：有保存数据的存装 置、具有运算装置、能对操作顺序进行控制）。
大学计算机பைடு நூலகம்
一、计算机的诞生与发展
计算机的诞生与发展
主要内容 • 计算工具的发展 • 图灵与图灵机模型 • 电子计算机的诞生与发展
计算工具的发展
• 算 筹：古代中国人发明的最早的计算工具
• 算 盘:几百年前中国人发明的手动式计算工具 • 计算尺:1621年英国数学家冈特根据对数表设计发明计算尺
计算工具的发展
计算机的发展历史
• 英国剑桥大学数学实验室的Wilkes和他 的小组建成了一台存储程序的计算机 EDSAC，输入输出设备仍是纸带。
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• 1951年：6月14日，当时已在雷明顿—兰德（ Remington-Rand）公司任职的莫契利和埃克特再次 联袂制造的UNIVAC计算机正式移交美国人口普查 局使用，从而使电脑走出了实验室，开始为人类社 会服务，从此人类社会进入了计算机时代。
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1946年,世界上第一台计算机诞生于美国宾夕 法尼亚大学,它的名字叫“埃尼阿克”(ENIAC)
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这是一个由18000个 像小 灯泡一样大的电子 管组成的庞然大物,它的 总体积约90立方米,重达 30吨,占地170平方米,需 要用一间30多米长的大 房间才能存放, 它不仅 体积大.重量重,用电多, 造价高,可靠性差,而且 只有专家才能使用它.
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第一课 计算机基础
电子计算机(computer),简称计算机,俗称电脑,是20世纪 人类最伟大.最卓越的科技成就之一.
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[史前时代：1623——1895]
• 1623年：德国科学家契克卡德（ W. Schickard）制造了人类有史以来第一 台机械计算机
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1642年：法国科学家帕斯卡（B.Pascal）发明了著名 的帕斯卡机械计算机，首次确立了计算机器的概念。
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• 8月12日，经过了一年的艰苦开发，由 后来被IBM内部尊称为PC机之父的唐.埃 斯特奇（D.Estridge）领导的开发团队完 成了IBM个人电脑的研发，IBM宣布了 IBM PC的诞生，由此掀开了改变世界历 史的一页。
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• 1974年：4月1日，Intel推出了自己的第 一款8位微处理芯片8080。
• 12月，电脑爱好者爱德华.罗伯茨（ E.Roberts）发布了自己制作的装配有 8080处理器的计算机“牛郎星”，这也 是世界上第一台装配有微处理器的计算 机，从此掀开了个人电脑的序幕。
简述计算机发展的历程
简述计算机发展的历程
1.机械计算机时代：19世纪初，巴贝奇设计了一台可编程机械计算机，称为差分机，后来又设计了通用机械计算机分析机。
这些机械计算机虽然功能有限，但标志着计算机的诞生。
2. 电子管计算机时代：二战后，电子管的发明使得计算机的速度和可靠性大幅提高。
1946年，美国的ENIAC成为了世界上第一台电子管计算机，具有计算速度快、可编程性强等特点。
3. 晶体管计算机时代：20世纪50年代，晶体管的发明代替了电子管，计算机的体积和功耗大幅下降。
1958年，美国的IBM推出了世界上第一台晶体管计算机IBM 7090。
4. 集成电路计算机时代：20世纪60年代，集成电路的出现使得计算机的体积和功耗进一步减小，计算机的性能也得到了进一步提升。
5. 微处理器计算机时代：20世纪70年代，微处理器的出现使得计算机变得非常小巧，如苹果公司的Apple II和IBM的PC机，计算机开始进入家庭和办公场所。
6. 个人计算机和互联网时代：20世纪80年代和90年代，个人计算机和互联网开始普及，使得计算机的应用范围和功能得到了极大的扩展。
此时，计算机开始向着个人化、便携化、网络化的方向发展。
7. 移动计算和云计算时代：21世纪以来，移动设备和云计算技术的兴起使得计算机变得更加便携、智能和高效。
移动设备如智能手机、平板电脑等成为了人们重要的工具，云计算则为人们提供了更多
的计算和存储资源。
4-数字媒体艺术概论-第四章-数字媒体艺术发展简史
数字媒体艺术
第4章 历史-事件-规律
课程内容简介
计算机与艺术联姻的历史可以追溯到19世纪。随着1946年 “爱尼亚克”（ENIAC） 计算机的诞生，计算机开始在人类艺术活动中扮演角色。1952年，美国爱荷华数学 家本•拉波斯基首创了名为《电子抽象》的黑白电脑图像，形成了世界上第一幅计算 机“艺术”作品。80年代中期苹果公司推出的带有视窗和鼠标的Macintosh 电脑风 靡一时。Macintosh电脑和Adobe公司PostScript版的激光打印机成为印刷出版业革 命的先锋。
赫伯特·弗兰克（Herbert W. Franke）
新视觉语言——论计算机图形学对社会和艺术的影响
（1985年，Leonardo杂志）
约翰·惠特尼（John Whitney Sr. 1918- 1996）最早开始了对计算机图形图像系统的研究和开 发。他是将计算机图像引入电影工业的第一人。他在20世纪50年代后期开始进行实验，将控 制防空武器的电脑化机械装置转用于控制照相机的运动，制作了不少动画短片与电视广告节 目。因此，他被许多人尊称为“计算机图像之父”。
1990 1992 1995 1997 2000 2002 2005 2007 2008 2009 2010
数字电影方向 非编剪辑
后期特效
数字模型
虚拟演员
数字3D 表情捕捉 虚拟拍摄
数字动画方向 数字动画 数字游戏
游戏方向
数字2D动画 单机游戏 网络游戏
+
数字3D动画
虚拟动画 +
大型网游(MMRPG)
1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990
计
算 机
机 器 语
汇
计算机发展历程3篇
计算机发展历程第一篇：计算机发展历程（前史时期）计算机发展历程可以说是从古代开始的，因为人类开始计算并使用工具的历史可以追溯到几千年前的古埃及和古巴比伦等古文明。
但是，计算机真正的起源还要追溯到19世纪末和20世纪初。
在19世纪末和20世纪初期，数学家们开始探索计算机设计的问题。
这些早期的计算机包括差分机和分析机。
英国数学家查尔斯·巴贝奇於1822年提出了差分机的概念，这是一种用于计算数学表格的机器。
他的差分机概念最终演变成了著名的分析机。
巴贝奇的想法是编制一张计算机程序来控制机器，这也是现代计算机最基本的构想。
20世纪初期，数学家们和工程师们继续努力研究和开发计算机。
这些工程师们包括美国计算机工程师霍尔曼·霍普金斯和德国工程师康拉德·楚泽等。
他们开发出了一些机器，这些机器使用电或机械方式执行计算。
这些机器中的一些是由手动操作，但是还有一些是由电动轮机和电子开关控制的。
总的来说，前史时期的计算机虽然已经开始出现一些雏形，但是他们的体积庞大、价格高昂、使用难度大，而且无法存储程序和数据等缺点，限制了他们的应用和发展。
然而，这些早期的计算机为之后计算机的发展奠定了基础，并为计算机的生产加速发展铺平了道路。
第二篇：计算机发展历程（电子计算机时代）1940年代初，电子管的发明引发了计算机的重大飞跃。
第一台电子计算机，ENIAC（Electronic NumericalIntegrator and Computer），由美国宾夕法尼亚大学的约翰·毕雪和J·普雷斯珀设计，于1946年问世。
它是一种庞大的计算机，占据了一个房间的大小，并使用了18000个电子管。
ENIAC能够执行5000次每秒钟的操作，这是当时无人可以企及的。
接下来的几年里，计算机的发展取得了重大突破。
美国皮尔斯公司（Pierce Company）研制出了第一台可编程序的电子计算机，称为UNIVAC-I。
巴贝奇的差分机与分析机
巴贝奇的差分机与分析机1816年，巴贝奇当选英国皇家学会会员，后又受聘为剑桥大学数学教授，为了研制他所构想的"差分机"，他毅然辞去了引以为自豪的大学教授职位。
1822年巴贝奇花了近10年时间，构想、研制成功了第一台差分机，它能根据设计者的安排，自动完成高次多项式的整个运算过程，它的存储器是由齿轮组构成，"差分机"是程序设计思想萌芽阶段的产物。
研制第二台差分机转眼又是10年，在研制过程中，他一味追求尽善尽美，对于多种部件的要求精益求精。
可是这种近乎苛刻的想法与要求，超越了当时的技术水平，但却为英国机床工业的发展培训了不少工程师。
巴贝奇花费了政府资助他的17000英镑和他本人的13000英镑仍然没有制成，这台差分机研制中途夭折，被送进了伦敦博物馆。
面对挫折和失败，巴贝奇没有气馁，他从法国用穿孔卡片操纵机械化织机上的织图装置得到启发，1833年又开始构思定名为"分析机"的新自动化计算机，其开创性在于这是历史上第一台具有运算器、存储器、控制器、输入输出器等基本部件的通用计算机，并且巴贝奇在设计中还创造性地提出了自动制定指令序列的概念，计算机借此可不需要人的帮助从而上一步运行到下一步。
为了该机的设计、研制，巴贝奇耗尽了毕生的精力。
该"分析机"的设计方案是以齿轮为元件，以蒸气机为动力。
他设计了30多种"分析机"的方案，并设计有2000多张详细的机器图纸和几万个零件的图纸，开创了大规模自动化计算机研究之先河。
但他关于计算机的设计思想当时却没有几个人能够理解，而且又受到当时技术条件极大限制。
近四十年的研制，"分析机"终未能制成。
巴贝奇在生命垂危之际留言道:"任何人不惜步我的后尘，而能成功地建造一个包括了数学分析的全部执行部门的机器，…我就敢把我的声誉交给他去评价，因为只有他才能充分鉴赏我努力的实质及其成果的价值。
计算机发展史事件
计算机未来的发展趋势
更快更小的芯片
随着半导体技术的发展，未来的芯片将更快更小，同时具 有更高的性能和更低的功耗。
人工智能
人工智能是计算机科学的一个分支，它利用机器学习、深 度学习等技术实现智能化的应用，如语音识别、图像识别 、自然语言处理等。
量子计算
量子计算是一种新型的计算方式，它利用量子力学中的叠 加和纠缠等现象进行计算，具有比传统计算机更高的计算 速度和安全性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
06
总结与展望
计算机发展的历程与意义
早期的计算工具
如算盘、滑尺、计算器等，这些工具在数学、天文学、 工程等领域中发挥了重要作用，为计算机的发明奠定了 基础。
机械计算机时代
17世纪出现了机械计算机，如差分机和分析机，这些机 器由查尔斯·巴贝奇设计，奠定了计算机的基本结构。
电子管计算机
20世纪早期，出现了第一台电子管计算机，如ENIAC 和UNIVAC，它们奠定了现代计算机的基本结构。
晶体管的发明使得计算机的能耗大大降低，同时也为后来的大规模集成电路的发展 奠定了基础。
集成电路的发明
集成电路的发明是计算机发展史上的另一个重要里程碑，它使得计算机变得更加小型化和高 效化。
集成电路将多个晶体管和其他电子元件集成在一个芯片上，使得计算机的体积和重量大大缩 小，同时也提高了计算机的运算速度和效率。
04
计算机的应用
科学计算
科学计算
利用计算机进行复杂数学计算、模拟 实验等，为科学研究提供强有力的支 持。
天气预报
通过高性能计算机进行大规模的气象 数据模拟，提高天气预报的准确性和 时效性。
地震预测
利用计算机模拟地震波的传播，为地 震预测和预防提供重要的数据支持。
188年前的计算机,机械史上的巅峰之作
100多年前的计算机，机械史上的巅峰之作！一台一百多年前的计算机，能够通过机械结构进行运算，是人类机械自动化的极致创造。
机械史上的最强大脑——查尔斯·巴贝奇发明了机械史上最复杂的巅峰之作——差分机。
以蒸汽驱动大量的齿轮机构运转，可以自动解算100个变量的复杂算题。
计算机先驱查尔斯·巴贝奇，是一位英国数学家，大家对他或许并不熟知。
为了能够实现从计算到印刷全过程自动化，巴贝奇在1822年便开始了差分机的设计和制造，差分机一号可以处理3个不同的5位数，计算精度达6位小数的函数运算（此时的中国还是道光年间）。
要知道100多年前，当时的制造工艺还处于比较低的水平，能够设计出来的差分机未必能够实现制造，并且依靠蒸汽驱动的差分机体积十分庞大，第一台差分机用了10年的时间也只完成了七分之一的制造，英国政府看不到希望于是撤销了对该项目的资助。
巴贝奇并没有因此而放弃对差分机的研究，经过多年精心总结钻研，巴贝奇重新设计的更为精密的差分机二号，运算精度可达20位小数，但因找不到出资人，差分机二号甚至只停留在了设计阶段。
科技需要人才，需要技术，更需要资金。
巴贝奇的超前构想停留在了蒸汽时代。
尽管如此，巴贝奇的设计方案、设计图纸被保留了下来，差分机在几十年后被打造出。
1985年，伦敦科学博物馆依照巴贝奇留下的图纸，制造出了一台完整的差分机二号，这台巨大的手摇智能机械计算机，长3.35m，高2.13m，由4000多个零部件构成，重达2.5吨。
这台计算机的运算结果同巴贝奇设想的几乎一样，只是运算精度上有些许出入。
伦敦科学博物馆的差分机二号美国加州计算机历史博物馆的差分机二号单从外观上也能看出这个机械的复杂程度，以蒸汽动力驱动的机械式计算机有着稳定的机械特性，能够完成人类难以完成的运算，机械计算机在当时若是能实现普及推广，将会是人类科技发展史上浓墨重彩的一笔。
科技永不止步，人类追求更快更精确地计算，随后产生了电子计算机，机械计算机成为了历史。
计算机发展史上的代表人物
查尔斯·巴贝奇在计算机发展史上，差分机和分析机占有重要的地位。
它们的研制者查尔斯·巴贝奇是英国人。
他经过10年的努力，设计出一种能进行加减计算并完成数表编制的自动计算装置，把它称为“差分机”。
1822年，他试制出了一台样机，能按照设计者的控制自动完成一连串的运算，体现了计算机最早的程序设计。
1834年，他设计了一台更完善的通用计算机工具，称为分析机。
这种程序设计思想的创见，为现代计算机的发展开辟了道路。
为现代计算机设计思想的发展奠定基础。
从尚存的手稿看，他的设计已经具备了输入装置、处理装置、存储装置、控制装置、输出装置等5个部分。
不过只能使用齿轮、连杆之类的机械装置来实现。
受当时技术水平的限制，直到他1871年逝世，他的设计还没有变为现实。
他的超越时代的设计思想也随着他的逝世被埋进了坟墓，致使100年后科学家不得不重新摸索，走他曾经走过的路。
乔治·斯蒂比兹乔治·斯蒂比兹（George Stibitz，1904～1995）博士，是实现计算机远程遥控的第一人，而且也是举世公认的“数字计算机之父”。
1938年9月，命名为M-1的数字计算机研制工程启动；一年之后，斯蒂比兹交出了满意的机器。
1940年1月8日，M-1开始运行，标志着美国的第一台数字计算机诞生。
M-1电磁式数字计算机只使用了440个继电器和10个闸刀开关，就完全解决了复数的加、减、乘、除四则运算，一次复数乘法约需30～45秒钟；计算同样的题目，人工手摇计算机需要15分钟时间。
从1940年到1949年，斯蒂比兹接着主持了M-2、M-3、M-4、M-5型电磁式计算机的研制，以满足美国在二次世界大战和战后恢复建设对计算机的需求。
他一生在计算机领域共获得38项技术专利。
为了表彰斯蒂比兹的功绩，1997年，美国计算机博物馆以他的名字设立了一个著名奖项——“斯蒂比兹计算机先驱奖”，颁发给那些仍活在世上的计算机时代先驱。
谁发明了第一台计算机？
谁发明了第一台计算机？在现代科技高度发达的当今时代，计算机已经渗透到了我们生活的各个方面，并且日益普及和发展。
但是，第一台计算机的出现，却需要我们回到一百多年前，也就是19世纪末。
本文将会对第一台计算机的发明和其发展历程进行介绍。
首先，我们需要提到的就是一位名叫查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）的英国数学家和发明家。
巴贝奇从1830年开始设计了一种被称为“差分机”的计算器，用于完成数学计算。
该设备由一系列齿轮构成，以便将输入的数字进一步处理成所需结果。
这种基于机械原理的计算器，是当时世界上最早的计算机之一。
虽然差分机的构造非常复杂，但它在当时的数学研究和科学计算领域中具有非常重要的意义。
然而，尽管巴贝奇和一些技术人员投入了大量时间与成本来建造这种计算器，但他们最终仍然没有成功将其制作出来。
所以，差分机本质上可以被看作是第一台计算机的原型，而并不是完全的计算机和实用的设备。
接下来，我们将要介绍的是另一名重要的发明家：阿达·洛夫莱斯（Ada Lovelace）。
洛夫莱斯是巴贝奇的朋友和合作伙伴，她在研究差分机时意识到，这种机器可以被用于更加高层次的数学计算。
她提出了一些构思和逻辑，被认为是第一个算法的创造者。
她的这些思想，为计算机科学的未来发展铺平了道路，并被广泛应用于现代计算机逻辑中。
19世纪末，另一名聪明的科学家赫尔曼·荷尔兹曼（Herman Hollerith）在洛夫莱斯在其论文中提到的“分析机”的基础上，开发出了可编程的数据处理机器，也就是称为“电动计算机”或“穿孔卡片机”。
它由一系列打孔卡片、电磁部件和几个基本指令组成，这使得它可以分配计算任务并保留数据。
荷尔兹曼的机器被广泛用于人口普查，因为它能够快速准确地记录人口统计数据，而传统的手写收集数据的方法则让人感到繁琐和耗时。
这也成为了早期计算机技术的关键成功之一。
在20世纪初，计算机的技术和功能得到了进一步的发展和改进。
计算机发展的四个时代划分依据
计算机发展的四个时代划分依据第一时代：机械计算时代机械计算时代是计算机发展的最初阶段，从17世纪末到20世纪40年代初。
这个时代的计算机主要依靠机械装置进行计算，例如差分机和分析机。
其中，差分机由查尔斯·巴贝奇设计，用于计算多项式的差分。
而分析机则是由阿达·洛夫莱斯和哈曼·霍普金斯设计，用于解决复杂的数学问题。
这些机械计算设备虽然效率低下，但为后来的计算机奠定了基础。
第二时代：电子管计算时代电子管计算时代从20世纪40年代初到50年代中期，是计算机发展的重要阶段。
在这个时代，计算机开始使用电子管代替机械装置进行计算。
电子管是一种能够放大和控制电流的装置，大大提高了计算机的速度和可靠性。
著名的ENIAC计算机是电子管计算时代的代表，它是世界上第一台通用电子计算机，用于进行复杂的科学计算。
第三时代：晶体管计算时代晶体管计算时代从20世纪50年代中期到60年代中期，是计算机发展的重要里程碑。
在这个时代，计算机开始使用晶体管代替电子管。
晶体管比电子管更小巧、更可靠，并且能够更快地进行计算。
这个时代的代表性计算机是IBM 7090，它是第一台使用晶体管的商用计算机。
晶体管计算时代的到来，使得计算机的体积大大减小，同时计算速度也得到了极大的提升。
第四时代：集成电路计算时代集成电路计算时代从20世纪60年代中期至今，是计算机发展的最新时代。
在这个时代，计算机开始使用集成电路来进行计算。
集成电路是将多个晶体管、电阻、电容等元器件集成在一个芯片上的技术，使得计算机的性能得到了极大的提升。
集成电路计算时代的代表是个人计算机（PC），它的出现使得计算机真正走进了千家万户。
随着半导体技术的不断发展，集成电路的规模也越来越小，计算机的性能也越来越强大。
以上就是计算机发展的四个时代。
从机械计算时代到集成电路计算时代，计算机经历了漫长而辉煌的发展历程。
每个时代的突破都为计算机的进一步发展提供了坚实的基础。
计算机发展史
●1642年世界第一台机械式加法计算机1642年：法国科学家帕斯卡（B.Pascal）发明了著名的帕斯卡机械计算机，首次确立了计算机器的概念。
●1673年发明的乘法计算机1674年：莱布尼茨改进了帕斯卡的计算机，使之成为一种能够进行连续运算的机器，并且提出了“二进制”数的概念。
（据说这个概念来源于中国的八卦）●1822年研制的差分机1822年：英国科学家巴贝奇（C.•Babbage）制造出了第一台差分机，它可以处理3个不同的5位数，计算精度达到6位小数。
●1834年研制的分析机1834年：巴贝奇提出了分析机的概念，机器共分为三个部分：堆栈，运算器，控制器。
他的助手，英国著名诗人拜伦的独生女阿达•奥古斯塔（Ada Augusta）为分析机编制了人类历史上第一批计算机程序。
●1936年制造的手摇式机械计算机1936年：阿兰.图灵发表论文《论可计算数及其在判定问题中的应用》，首次阐明了现代电脑原理，从理论上证明了现代通用计算机存在的可能性，图灵把人在计算时所做的工作分解成简单的动作，与人的计算类似，机器需要：（1）存储器，用于贮存计算结果；（2）一种语言，表示运算和数字；(3)扫描；（4）计算意向，即在计算过程中下一步打算做什么；（5）执行下一步计算。
具体到一步计算，则分成：（1）改变数字和符号；（2）扫描区改变，如往左进位和往右添位等；（3）改变计算意向等。
整个计算过程采用了二进位制，这就是后来人们所称的“图灵机”。
●电动机械式计算机(1930年)●1941年研制的Z-3型计算机1941年：楚泽完成了Z3计算机的研制工作，这是第一台可编程的电子计算机。
可处理7位指数、14位小数。
使用了大量的真空管。
每秒种能作3到4次加法运算，一次乘法需要3到5秒。
●1943年12月，“巨人”计算机运行1943年：贝尔实验室把U型继电器装入计算机设备中，制成了M—2型机，这是最早的编程计算机之一。
此后的两年中，贝尔实验室相继研制成功了M－3和M－4型计算机，但都与M－2型类似，只是存储器容量更大了一些。
“计算机之父”巴贝奇
“计算机之父”巴贝奇这是一个不太为人们熟知，却在计算机史上不能忽视的名字：查尔斯?巴贝奇。
他被称为“计算机之父”，虽然他穷极一生也未能制造出他描述的机器，但是他那超前了一个世纪的设想，却是现代计算机理论设计的雏形。
现今出版的许多计算机书籍扉页里，都登载着巴贝奇的照片：宽阔的额，狭长的嘴，锐利的目光显得有些愤世嫉俗，坚定但绝非缺乏幽默的外貌，给人以一种极富深邃思想的学者形象。
查尔斯?巴贝奇，出生于英格兰西南部的托特纳斯，父亲是一位富有的银行家。
童年时代的巴贝奇显示出极高的数学天赋，考入剑桥大学后，他掌握的数学知识甚至超过了教师。
毕业留校，24岁的巴贝奇荣幸地受聘担任剑桥“路卡辛讲座”的数学教授――这是一个很少有人能够获得的殊荣。
假若巴贝奇继续在数学理论领域耕耘，本可以走上鲜花铺就的坦途。
然而，这位旷世奇才却选择了一条无人敢于攀登的崎岖险路。
用一台机器“拯救宇宙”18世纪末，法国发起了一项宏大的计算工程──人工编制《数学用表》，这在没有先进计算工具的当时，可是件极其艰巨的工作。
法国数学界调集大批精兵强将，组成了人工手算的流水线，算得天昏地暗，才完成了17卷大部头书稿。
即便如此，计算出的数学用表仍然存在大量错误。
有一天，巴贝奇与著名的天文学家赫舍尔凑在一起，对两大部头的天文数表评头论足，发现错漏百出，巴贝奇目噔口呆，他喊道：“天哪，但愿上帝知道，这些计算错误已经充斥弥漫了整个宇宙！”所以，他想要造一台机器来“拯救宇宙”。
巴贝奇的第一个目标是制作一台“差分机”。
他从法国人杰卡德发明的编程提花织布机上获得灵感，想设计一台可以自动处理不同函数的计算机器。
1822年，巴贝奇小试锋芒便初战告捷，第一台差分机呱呱坠地。
但是，这一“小试”也耗去了整整10年。
在他孤军奋战下造出的这台机器，运算精度达到了6位小数，当即就演算出好几种函数表。
后来的实际运用证明，这种机器非常适合于编制航海和天文方面的数学用表。
差分机二号失败成功的喜悦激励着巴贝奇，他上书皇家学会，请求政府资助他建造第二台运算精度为20位小数的大型差分机。
计算机发展史
这种系统允许多个用户同时以交互方式使用计算机，每个 用户都感觉自己独占了一台计算机。UNIX就是典型的分时 操作系统。
实时操作系统
这种系统能够在限定的时间内对外来事件做出响应，并控 制所有实时设备和实时任务协调一致地运行。它主要面向 过程控制、数据处理等应用领域。
主流操作系统发展历程及特点分析
晶体管与集成电路
晶体管的发明和集成电路的普 及，推动了计算机的微型化。
个人电脑革命
随着微处理器和操作系统的出 现，个人电脑开始进入家庭和
企业。
互联网与移动通信
互联网的普及和移动通信技术 的发展，实现了全球范围内的
信息共享和通信。
当前行业热点话题探讨
人工智能与机器学习
人工智能技术的快速发展，尤其是机器 学习领域的突破，引领了新一轮的技术
等型号，它们采用晶体管逻辑电路，大大提高了计算机的运算速度和可
靠性。
集成电路与微处理器技术革新
集成电路的发明
1958年，美国德克萨斯仪器公司的基尔比和仙童公司的诺伊斯发明了集成电路，将多个电子元件集成在一 块硅片上，进一步缩小了计算机的体积和功耗。
微处理器的诞生
20世纪70年代初，美国英特尔公司推出了第一款微处理器4004，它集成了2300个晶体管，具备基本的运算 和控制功能，为个人电脑的诞生奠定了基础。
计算机发展史
目录
• 计算机起源与早期发展 • 操作系统与软件技术演进 • 计算机网络与通信技术发展 • 硬件设备与存储介质变革 • 信息安全与隐私保护问题挑战 • 总结回顾与未来趋势预测
01
计算机起源与早期发展
机械式计算机时代
早期计算工具
如算盘、计算尺等，用于辅助数学运算。
机械计算机的发展历史
机械计算机的发展历史《机械计算机的发展历史》篇一机械计算机，那可真是个超酷的东西，就像科技史上的一个神秘宝藏，从遥远的过去一直闪耀到现在。
咱先从老早以前说起。
那时候的人啊，可能就像摸着石头过河一样，开始捣鼓机械计算机的雏形。
最早的那些机械计算装置，我觉得就像是蹒跚学步的小娃娃，虽然简单粗糙，但却有着无限的潜力。
像古希腊的安提基特拉机械，这玩意儿可不得了，就像是来自古代的一个神秘小盒子。
据说它能计算天文现象啥的，在那个时候，这简直就是神器啊。
我就想啊，当时那些制造它的人得有多聪明，他们就像是黑暗中的探索者，在没有现代科技的情况下，居然能搞出这么个复杂的机械。
再后来，到了17世纪，帕斯卡弄出了他的加法器。
这就像是机械计算机这个大家族里的一个小婴儿长大了一点。
帕斯卡加法器看起来就像是一个精致的小盒子，里面有着各种齿轮和小零件。
我想象着，当时帕斯卡拿着他的加法器，就像一个孩子拿着自己心爱的玩具一样，充满了自豪。
这个加法器虽然只能做简单的加法运算，但在当时那可是轰动一时啊。
就好比在一群还在掰手指头算数的人里，突然有个人掏出了一个能快速算出加法的小盒子，这不得把周围人惊掉下巴？随着时间的推移，莱布尼茨又把这个事儿往前推了一步。
他的乘法器就像是加法器的升级版，就像游戏里的人物升级了装备一样。
这个乘法器的出现，让机械计算机又多了一项技能。
我觉得莱布尼茨就像是一个聪明的魔法师，在机械的世界里施展着他的魔法，让这些小齿轮和小零件组合起来，完成更复杂的运算。
不过，这些早期的机械计算机也有很多麻烦事儿。
比如说，它们特别容易坏。
那些小齿轮就像是娇弱的小生命，稍微有点磕磕碰碰就可能罢工。
而且它们的运算速度也很慢，和现在的计算机比起来，那简直就是乌龟和火箭的区别。
但是，咱可不能小瞧它们啊，毕竟没有这些早期的探索，哪来现在超级厉害的计算机呢？我有时候就想，如果我能穿越回那个时代，看到这些机械计算机的诞生过程，那该多有趣啊。
我可能会像个好奇的小猴子一样，围着那些发明家转来转去，问这问那。
从巴贝奇的失败谈起
从巴贝奇的失败谈起一、巴贝奇发明机械式计算机的过程在计算机器的发展历史中，为数不多的人物，因其突出的贡献而镌刻下了自己的名字，英国数学家查理·巴贝奇(1792-1871)就是其中之一。
1819年，巴贝奇第一次到巴黎访问，期间，他听说普罗尼组织了一个重大的法国制表计划，这个庞大的计划花了十年时间才结束，普罗尼为此耗费了大量心血。
然而，遗憾的是，尽管整个计划中组织工作已做得相当细致严密，但巴贝奇在法国科学院的图书馆中所见的表的手抄稿依然存在许多错误。
这件事在年轻的巴贝奇心中留下了深深的印象。
1820年巴贝奇回到英国，准备为天文学会制造一套星座表。
在此后的制表过程中，他发现许多数学用表都含有大量错误，于是，巴贝奇决定在他科学生涯的早期，出版一份没有错误的数学用表。
对人工制表的困难及难免的错误，巴贝奇通过实践深有体会……不过在新的情况下，随着生产技术的发展，已经出现了生产效率高的机器。
他决定不再模仿普罗尼那种依靠大量人力、以劳动密集型的手工方式来组织制表工作。
他想借助出现大规模生产技术发展的有利形势，发明一种能进行算术运算的机器以代替人力。
这样不仅可以减轻工人劳动，大大提高制表效率，而且还避免了数学用表中的错误，使没有错误的表真正成为现实。
他想发明的机器后来对计算机器的发展具有重大影响。
巴贝奇想发明的机器叫差分机。
这种根据差分原理设计和制造的自动计算机器，能够存储一系列数并对这些数进行加法运算，这些数为函数值的一次差、二次差……直至n次常数差以及函数值。
关于萌发差分机的思想，巴贝奇曾在《一位哲学家的生活》一书中写道：“一个晚上，我坐在剑桥分析学会房间里的一张桌子前面，一份对数表摊在我面前，当时我的头脑处于一种恍惚的状态。
有一位同学走进房间，看到我半睡，便喊起来：‘好啊!巴贝奇，你在做什么梦’我回答：‘我在想那些可以计算这些对数表的机器。
1822年，巴贝奇终于研制出了一台可工作的模型机。
它能对六位数进行计算，可以求出具有常数二次差的任何函数值。
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巴贝奇的差分机和分析机
杰卡德提花机奏响了机器自动化的序曲，它的发明还引出了计算机史上一位惊世骇俗伟大人物，他就是英国剑桥大学科学家巴贝奇（C.Babbage）。
巴贝奇对杰卡德提花机，特别是对穿孔卡片控制机器运转的天才设计十分神往，他甚至收藏着一幅用24000张卡片编织而成的杰卡德本人的肖像，并梦想着用类似的方法设计一台计算机。
18世纪末，法国数学界调集大批数学家，组成了人工手算的流水线，经过长期艰苦奋斗，终于完成了17卷《数学用表》的编制，但是，手工计算出的数据出现了大量错误。
这件事情强烈刺激了巴贝奇，20岁那年，他着手开始计算机的研制工作。
巴贝奇在他的自传《一个哲学家的生命历程》里，写到了发生在1812年的一件事：“有一天晚上，我坐在剑桥大学分析学会办公室里，神志恍惚地低头看着面前打开的一张对数表。
一位会员走进屋来，瞧见我的样子，忙喊道：…喂！你梦见什么啦？‟我指着对数表回答说：…我正在考虑这些表也许能用机器来计算！‟”
巴贝奇的第一个目标是制作一台“差分机”。
所谓“差分”的含义，是把函数表的复杂算式转化为差分运算，用简单的加法代替平方运算，快速编制不同函数的数学用表。
巴贝奇耗费了整整10年时间，于1822年完成了第一台差分机，可以处理3个不同的5位数，计算精度达到6位小数，当即就演算出好几种函数表。
由于当时工业技术水平极低，第一台差分机从设计绘图到机械零件加工，都由巴贝奇亲自动手实施。
成功的喜悦激励着巴贝奇，他上书英国皇家学会，要求政府资助他建造第二台运算精度达20位的大型差分机。
英国政府同意为这台机器提供1.7万英镑的资助。
巴贝奇自己也投资1.3万英镑巨款，弥补研制经费的不足。
第二台差分机约有25000个零件，零件误差要求不超过每英寸千分之一，用蒸汽机驱动。
巴贝奇把机器交给了英国最著名的机械工程师约瑟夫·克莱门特所属工厂制造，但工程进度十分缓慢。
第二个10年过去后，全部零件只完成了一半。
参加试验的同事们纷纷离去，巴贝奇独自苦苦支撑第三个10年，最后只得把图纸和部分零件送进博物馆保存。
巴贝奇一共绘制了21张大型差分机设计图纸。
1991年，为了纪念巴贝奇200周年诞辰，英国肯圣顿（Kensington）科学博物馆根据这些图纸重新建造了一台差分机。
复制过程中，只发现图纸存在着几处小的错误。
复制者特地采用18世纪中期的技术设备来制作，不仅成功地造出了机器，而且可以正常运转。
他们猜想，当年巴贝奇没能完成大型差分机研制，或许不完全是技术方面的问题。
失败的分析机
1842年，英国政府宣布断绝对巴贝奇的一切资助，科学界的同行则讥笑他是“愚笨的巴贝奇”，公然称差分机“毫无任何价值”。
然而，巴贝奇没有灰心丧气，他为自己确定了一项更大胆的计划——研制一台通用计算机。
这种新机器被命名为“分析机”，巴贝奇希望它能自动解算有100个变量的复杂算题，每个数达25位，速度达到每秒钟运算一次。
巴贝奇设计的分析机不仅包括齿轮式“存贮仓库”（Store）和“运算室”即“作坊”（Mill），而且还有他未给出名称的“控制器”装置，以及在“存贮仓库”和“作坊”之间运输数据的输入输出部件。
巴贝奇以他天才的思想，划时代地提出了类似于现代电脑五大部件的逻辑结构。
顶着艰难的条件和舆论压力，只有27岁的英国女数学家阿达·奥古斯塔勇敢地（Ada Augusta）支持了巴贝奇的计划。
阿达甚至不顾自己已是三个孩子的母亲，坚定地投身于分析机研究，成为巴贝奇的合作伙伴。
在1843年发表的一篇论文里，阿达认为机器今后有可能被用来创作复杂的音乐、制图和在科学研究中运用，这在当时确是十分大胆的预见。
在笔记里，阿达还为分析机设计提出了大量有用的建议。
她准确地评价说：“分析机…编织‟的代数模式同杰卡德织布机编织的花叶完全一样”。
于是，为分析机编制程序的重担，落到了这位数学才女的肩头。
她写信告诉巴贝奇，她已经为如何计算“伯努利数”写作了一份规划。
以现在的观点看，阿达首先为计算拟定了“算法”，然后写作了一份“程序设计流程图”。
这份珍贵的规划，被人们视为“第一件计算机程序”。
由于得不到任何资助，巴贝奇和阿达耗尽了自己全部财产，一贫如洗。
1852年，因疾病缠身，阿达英年早逝。
巴贝奇又独自坚持了近20年。
晚年的他甚至不能有条理地表达自己的意思，但是仍然百折不挠地坚持工作。
1871年，为计算机事业贡献毕生精力的这位先驱者孤独地离开了人世。
分析机终于没能制造出来，未完成的一部分也被保留在英国皇家博物馆里。
巴贝奇逝世后，他的儿子亨利·巴贝奇（Henry Babbage）少将制造了若干个“运算室”部件的复制品，送往世界各地保存。
亨利坚定地相信，总有一天，他父亲的这种机器一定会被后人制造出来。
巴贝奇与阿达小传
查尔斯·巴贝奇，一位富有的银行家的儿子，1792年出生在英格兰西南部的托格茅斯，后来继承了相当丰厚的遗产，但他把金钱都用于科学研究。
童年时代的巴贝奇显示出极高的数学天赋，考入剑桥大学后，他发现自己掌握的代数知识甚至超过了教师。
1817年获硕士学位，1928年受聘担任剑桥大学“卢卡辛讲座”的数学教授，这是只有牛顿等科学大师才能获得的殊荣。
1820年巴贝奇创建剑桥大学分析学会；1827年出版了从1到108000的对数表；1831年，他领导建立英国科学进步协会； 1832年出版《机械制造经济学》；1834年创立伦敦统计学会；1864年出版《一个哲学家的生命历程》。
除了差分机和分析机之外，巴贝奇一生还有许多发明，如：铁路排障器；功率计；统一邮资规范；格林威治时间信号；日光摄影光学望远镜等等。
1871年，在他离开人世的时候，有人把他的大脑用酒精保存起来，想经过若干年后，用更先进技术来研究他大脑保存的精神。
在靠近月球的北极，有一个陨石坑被命名为“巴贝奇坑”，科学界将永远缅怀他的功绩。
1977年，为了研究信息革命的历史，美国建立了巴贝奇研究所（简称CBI）。
巴贝奇是世界公认的“计算机之父”。
阿达·奥古斯塔，1815年生于伦敦，她是英国著名诗人拜伦（L.Byron）的女儿。
因父母婚姻破裂，出生5星期后就一直跟随母亲生活。
母亲安娜·密尔班克（lbanke）是位业余数学爱好者，阿达没有继承父亲诗一般的浪漫热情，却继承了母亲的数学才能。
阿达19岁嫁给了威廉·洛甫雷斯伯爵，因此，史书也称她为洛甫雷斯伯爵夫人（Lady Lovelace）。
由于巴贝奇晚年因喉疾几乎不能说话，介绍分析机的文字主要由阿达替他完成。
阿达的生命是短暂的，她对计算机的预见超前了一个世纪以上。
阿达也死于36岁，与她父亲拜伦相似。
根据她的遗愿，她被葬于诺丁汉郡其父亲身边。
美国国防部据说花了10年的时间，把所需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（阿达）语言，人们赞誉她是“世界上第一位软件工程师”。