电脑历史为何

电脑历史为何 電腦歷史為何 電腦的歷史發展 在本世紀人類歷史演進中,電腦 (Computer,又稱電子計算機) 確實對我們的日常生活增加不少便利,特別是將人類的思考方向與邏輯往前進展的更具前瞻性。生活在過去的年代不懂文字,常被人譏為文盲,然而在現在的社會中不了解電腦,只怕會被看做文明智障,所以不論是針對考試或是在實務上,我們都需對電 腦的演進及組織架構有大致的了解。 一、 前言:開路先鋒 --- 先人的智慧 1. 三千多年前的 中國人 發明了『 算盤 』。 2. 三百年前, 法國的一位數學家 巴斯卡 利用齒輪推動的原理發明了『 加法 』。 器 3. 西元1673年德國人萊布尼茲(Gottfried van Leibniz)改良加法器,利用連續加 法做乘法運算。 4. 西元1801年法國人約瑟夫?傑夸德(Joseph Jacquard)發明使用打孔卡片 (Punched carboard card)控制的自動化織布機。對未來電腦的發展引進兩個重 (Coded);二、資訊可以儲存在卡要的觀念:一、資訊可以在打孔卡片上編碼 - 實際片上,而且當這些卡片成串的組合在一起,就可以做為一連串的指令 上也就是程式。 5. 西元1820年法國人湯姆斯改良萊布尼茲的機器,可做加、減、乘、除運算。 6. 西元1833年英國數學家劍橋大學的查理?巴貝基(Charles Babbage)完成一部 (Difference engine),爾後並完成一部功能更強的機器,稱為分析機差分機 (Analytical engine),這一部機器在觀念上與現代電腦極為相似,對計算機貢 獻良多,因此被尊稱為「電腦之父」。至於分析機的有些構思是來自其密友兼 - 蘿蕾斯伯爵夫人(Countess of Lovelace),即詩人拜侖(Byron)的女兒艾同事 (Ada Augusta)的驚人見解。她被公認為"程式設計的鼻祖"(The 達?奧古斯塔 first programmer),她所研究就是一種用來送入分析機,並能使這部機器執行 工作的指令。 7. 西元1890年,美國政府授命赫勒里斯製造一部機器,來協助執行1890年美國人口普查工作。這部機器是以打孔片儲存資料,而且是由電力帶動的。由 (如1880於這部機器的協助,人口普查的統計結果只花了三年的時間就完成了 年度的人口普查資料花了七年的時間才統計完成,而且官員們還擔心著是否 )。 會遺漏了其中某些的細節 這些發明只是用來輔助計算的工具,它們都沒有記憶與儲存資料的功能, 因此 不能稱為 『 電腦 』。 二、發展史:世界上第一部『 電腦 』是由 美國人毛琪雷與愛克特在 1946 年 電腦 』已由龐然大物演變到現在的微型電腦,發明。隨著電腦科技之進步,『 個人電腦 ( Personal Computer ) 簡稱 PC。 也就是我們所稱的 第O代電腦(1939~1946) : 電腦的試作機為1944年艾肯教授所完成的哈佛大學的 ASCC-MARK-I 。在MARK-I中,使用了3,000個以上的繼電器 (Relay)和多量的齒輪,MARK-I為 MARK-I 採用的構想與今天的電系統的構想,幾乎相同 。電氣機械式的電腦。 為執行計算,事先排定指令,編製程序手冊,並將它轉換於紙帶上,成為打孔的 手冊,實行計算。這種處理方式稱為,組合,指示機械,如此使機械能依循程序 自動逐次控制方式。 第一代電腦(1946~1958)--真空管時期 : 1946年,美國賓州大學的毛琪雷(Dr.John W.Mauchly)與愛克特(J.Presper Echert),製造了第一部以真空管為電子元件的自動電腦, 稱為ENIAC(是Electronic Numerical Integrator And Calculator 的縮 寫,它的長度為50呎,寬30呎(佔地約42坪),重30噸,共用了18800個 空管,是真空時期,也是第一 ENIAC處理資料的媒體為打孔卡 片;計算機 讀進卡片的形式。代電腦的開始。 的,也就說係採用插線 盤方式的。 但乃遵循人類給予計算機的指令流程去做 因人類可給予機器的指令種類及數量,是有限制的,因此無法要求其處理高水準 的工作。 公元1945年,范諾曼(Dr. John Von Neumann)乃將作為控制方式的程式(Program)全部記憶於計算機的內部。這種將程 式記憶於電腦,以執行計算處理的方式, (Stored Program Method)。公元1949年劍橋大學所完成的稱為內藏程式方式 EDSAC,及1952年由賓州大學所完成的EDVAC等計算機都是採用此種原理。 自1952年 代就進入實用化時 代,在美國 經過試驗研究階段 後,電腦就成為 業也開始使用。 商品出售,因而在民間企 第二代電腦(1958~1963)--電晶體時期 : 隨電子科技的快速進步,電子元件由真空管進步電晶體(Transistor) 其大小只有 1954年遂有了以電晶體代替真空管的二十分一,耗電量及散熱量都少了很多, 在記憶單元使用磁心,亦為本時真空管的電製造成功,是第二代電腦的開始。 代的特徵之一。 由於全面性的 使用 電晶體,以及電腦內部的回路理論的發 達等,促進了演算 定化。在電路單元,使用真空管和使用電晶體,其性能和或記憶的高速化和安 晶體,其性能安定性方面有很大的差異。真空管的壽命比較短暫,與此比較電和安定性方面有很大的差異。真空管的壽命比較短暫,與此比較電晶體的壽命幾 乎等於半永久的,其信賴 性也比真空管高100倍,從這些事實察知,電腦也迎 接了電晶體的黃金時代。在此時代,出現了配合使用目的各種電腦,也就是製出科學技術計算處理用,事務資料處理用,或能處理兩者的通用電腦。 這時代的特色乃為編寫程式系統(Programming System )的運用。由於編寫程式系 (處理程序手冊,程式)的編寫成為更容統的出現,那麼對於指揮電腦運轉的程式 編寫程式系統未被運用以前,人類以機器語言編寫程式。機器語言就是電易。 應付的語言。因此,人們遂以人類容腦所能理解的語言,是一種既繁雜又難於 易了解的語言編寫一種程式,將人們所要處理的問題的程式語言轉換為機器語 然後再將機器語言轉換為人理的問題的程式語言轉換為機器語言,然後再言, 種編譯轉換語言的工作,交由電腦將機器語言轉換為人類容易了解的語言。這 這時期,同時也啟用了一種適用於多種企業的共通處理,就是編寫程式系統。 的應用程式(Application Program)。 業務 至第二代的後半期,子出現了資料通信系統,這系統在第三代有更佳的發展,同 用於各種不同範疇。 例如火車和飛機訂座位系統,暨人造衛生追時也被實際利 ;通信系統的形態者。 利用資料通信系統,作即時的資料蹤系統等均屬採用資料 (On-line Real-time System)。 處理者,稱為線上即時處理 第三代電腦(1964~1971)--積體電路時期: 電晶體的時代維持了十年,1964年4月1日,電腦界的巨無霸,美國IBM 公司 (IC, Integrated Circuit)研製成功IBM 360型電腦,向全世界宣佈,使積體電路 是第三代電腦的開始,電腦的速度又快了幾百倍。 積體電路為,一個大小約1公厘(mm)四方的東西 , 其中排組了電晶體或二極 體(Diode)、電阻等電路,如將其擴大時則如照片的下 方所示者,其衵排組了約20 個電晶體,40個電 阻或電容器(Condenser)等性能的電路。由於採用積體電路, 是其更大的優點為促進電腦的高性能化,高電腦的體型便顯得輕巧玲瓏了。但 信賴化,動作的高速化。電腦有各種各樣的規模,所謂規模之不同,係示其演 處理能力等各有差別。 算速度,記憶容量,或事務 第四代電腦(1972~)--超大型積體電路時期 : 由於電子工業的技術突飛猛進,積體電電路也不斷的改良,一片積體電晶片(Chip)原先只能容納數十個電子元件的功能(所謂一個電元件就是原來一個真管或電晶),稱為小型積體電路(Small Scale Integrated Circuit,簡稱SSI)。後來一片積體 (Medium Scale Integrated 體電路晶片能容納數百個電子元件,稱為中型積體電路 Circuit,簡稱MSI)。等到一片積體電路晶片能容納一千多個電子元件,稱為大 (Large ScaleIntegrated Circuit,簡稱LSI)(注意:所謂大型是指容量型積體電路 )。1970年以後,己經能在一片積體電路晶片上容納數千個甚大,而不是體積大 (Very Large Scale Integrated Circuit,至數萬個電子元件,就稱為超大型積體電路 簡稱VLSI)。一般習慣上,將1970年以後使用VLSI的電腦稱為第四代電腦。 1971年,英特爾公司的首次宣布單片4位微處理器4004 試製成功,它所採用矽 10.6平方毫米,積體度達到相當於 2,200個昌體管數。從此,揭開了微型片為 微型機以小巧的身軀、靈活的方式和低廉旳價格,迅進入了辨機發展的帷幕。 影。1973年,英特爾公室、商店、工廠、實驗室和家庭,幾乎無處不有它的身 8住微處理器8080, 使單片的隼成度提高到4800 個晶體公司又宣布研製成勁 管。 第五代電腦(1990以後)--未來: 目前各先進國家(如日本、美國,由日本在1982年率先提出)正研突可處理聲音, (Artificial Intelligenec,具有人工智慧,能夠累積知識。此代的電腦屬於人工智慧 AI)的時代,又稱超導體電腦時代,或稱有機電腦時代,統稱無電腦時代;簡稱 它是以超導體、砷化鎵或生物晶片等全新的技術所開發的電子元件為主,體積更小,處理速度更快。而具有知識處理能力,能聽、能看、會說話、也會思考,更 具自行學習與推理能力的第五代電腦,將會是屬於未來的電腦。