計算機的誕生和簡史

背景

從第一臺計算機誕生到如今已經七十多年了，計算機已經和咱們的生活息息相關，不少小夥伴上來就接觸高端設備，計算機過去是怎麼發展起來的，我以爲仍是瞭解一下會比較好，我是歷史愛好者，因此我我的認爲學習任何東西都要了解它的過去，就像我之前歷史老師跟我說的「不瞭解過去的人，不會了解如今和將來」，這篇文章就像講故事，輕鬆的你們回顧下計算機的發展簡史

從發展的里程碑來講，能夠分爲五個階段：

1. 第一代計算機：真空管計算機 1945年~1955年
2. 第二代計算機：晶體管和大型機 1955年~1965年
3. 第三代計算機：集成電路和小型機 1965年~1980年
4. 第四代計算機：我的計算機和移動終端 1980年~至今

第一代計算機：真空管計算機 1945-1955

二戰帶來的禮物

二戰期間，美國和德國都須要精密的計算工具來計算彈道和破解電報獲取情報，美軍當時要求實驗室爲陸軍炮彈部隊提供火力表，千萬不要小看區區的火力表，每張火力表都要計算幾百條彈道，每條彈道須要很是複雜的非線性方程組來計算，也只能求出近似值，雖然只是得出近似值可是也不是容易的事情，當時實驗室的計算工具，即便僱傭200多名計算員加班加點也須要二到三個月才能完成一張火力表

在戰爭期間，時間就是勝利，沒有人能等這麼久，按這種速度可能計算結果出來，戰爭都已經打完了，在當時的大環境下和美軍的資助下， 賓夕法尼亞大學的William Mauchley和他的學生J.Presper Eckert建造了ENIAC，將計算彈道的時間縮短至30秒內，ENIAC是經過用真空三極管讓計算機經過控制柵極電流，效率是機電計算機的上千倍，因此同時代的ENIAC（美國），Colossus（英國），Z3（德國）才被看做是現代計算機時代的開端

第二代計算機：晶體管和大型機

第一代計算機留下的問題

第一代電子管計算機存在不少的毛病，例如體積龐大，使用壽命短，就如上章的ENIAC長30米，佔地面積170平方米，重達30噸，耗電量150千瓦，ENIAC包含了18000個真空管，但凡是有一個真空管燒壞了機器就不能運行，必須人爲的把燒壞的真空管找出來，因此製造，維護，使用都很是困難

晶體管的誕生

晶體管也稱半導體，是貝爾實驗室的肖克利(William Bradford Shockley)、巴丁（John Bardeen）和布拉頓（Walter Brattain）所發明，晶體管大多數場合均可以完成真空管的功能，並且體積小，重量輕，速度快，因此很快就替代真空管，成爲電子設備的核心組件。

晶體管的誕生直接致使計算機能夠批量生產，期間的表明機型有 IBM 7090，PDP-1（後來貝爾實驗室的 Ken Thompson 在一臺閒置的PDP-7主機上創造了UNIX操做系統）

二代計算機主要用於科學和工程計算，如解偏微積分方程，大可能是使用FORTRAN語言和彙編語言和IBSYS系統

第三代計算機：集成電路和小型機

更高的性價比

1958年，德州儀器與仙童公司前後研製出集成電路IC，所謂IC，就是採用必定的工藝技術把一個電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及佈線互連在一塊兒，製做在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，而後封裝在一個管殼內（其實就是封裝），這是一個巨大的進步。集成電路的規模生產能力，可靠性，電路設計的模塊化方法確保了快速採用標準化集成電路代替了設計使用離散晶體管。

人月神話

集成電路的發明，促使IBM決定召集六萬多名員工，建立五座新工廠，研發 System/360 這臺機器，這是一次著名的商業豪賭，當時出貨時間不斷順延，當時項目經理佛瑞德·布魯克斯（Frederick P. Brooks, Jr.）過後根據這項計劃的經驗，寫做《人月神話：軟件項目管理之道》記述人類史一項里程碑式的大型複雜軟件系統開發的經驗

UNIX 的誕生

因爲當年計算機售價昂貴，IBM System/360當年售價200~250萬美圓（合約如今2000萬美圓），只有政府，銀行，航空和少數學校才能負擔的起，爲了讓更多人用上計算機，麻省理工學院，貝爾實驗室和通用電氣公司共同研發 分時多任務操做系統 Multics（UNIX的前身，幾乎全部現代操做系統都深受Multics的影響，不管是直接 (Linux, OS X)或間接(Microsoft Windows)）

Multics 的概念是但願計算機的資源能夠爲多終端用戶提供計算服務（這個思路和雲計算的基本是一致的），後因MULTICS難度太大，項目進展緩慢，貝爾實驗室和通用相繼退出此項目，曾參與 MULTICS 開發的貝爾實驗室的程序員 Ken Thompson 由於須要新的操做系統來運行他的《星際旅行》遊戲，在申請機器經費無果的狀況下，他找到無用使用的 PDP-7 小型機，和 Dennis 共同開發簡化版的 MULTICS，就是初版的UNIX操做系統，K & R等人爲了方便在UNIX上編寫程序共同發明了C語言，而後又用C語言重寫的UNIX，奠基了UNIX堅實的基礎（UNIX後續的分支發展能夠後面再聊）

第四代計算機：我的計算機和移動終端

蘋果的圖形界面

Goug Engelbart發明圖形用戶界面，包括窗口/圖標/菜單以及鼠標，這些思想被Xerox PARC的研究人員採用，蘋果的Steve Jobs訪問PARC時候發現了GUI的潛在價值，而Xerox的管理層剛好沒有認識到

Jobs隨後設計帶有GUI的蘋果計算機，而且在第二代Macintosh取得巨大成功，蘋果公司採用卡內基梅隆大學的Mach微核，儘管界面不一樣，但MAC OS X是基於UNIX的操做系統

微軟的發展

80年代早期IBM設計了IBM PC而且找到Bill Gates詢問操做系統相關事宜，Bill Gates推薦了Digital Research，Digital Research在作出史上最糟糕的商業決策後拒絕與IBM會面，IBM便但願Bill Gates能提供操做系統，Bill Gates找到當時的Seattle Computer Products購買了DOS系統，而且僱傭了DOS做者Tim Paterson修改成MS-DOS，IBM PC配合Intel CPU和MS-DOS在市場中獲得普遍應用

微軟受到Macintosh成功的影響，開發了稱爲Windows的GUI系統，後續發佈了Windows 95，Windows 98，底層仍大量使用16位的Intel彙編語言，Windows NT和Windows 2000的失敗讓微軟發佈了Windows 98的另外一個版本，名爲Windows Me，2001年微軟發佈了Windows 2000的一個升級版稱爲Windows XP，基本替代了Windows全部的原先版本

再後來就是咱們熟悉的Windows Vista，Windows 7，Windows 8，Windows 10的產品迭代了

移動終端

20世紀90年代諾基亞，愛立信發佈了承載操做系統的智能手機，並在後續十年中大多主流手機品牌運行着Symbian OS，也有手機品牌選擇其餘系統，例如RIM公司的Blackberry OS，微軟的Windows Phone

目前市場主流的系統是蘋果的IOS，谷歌基於Linux的Android，到了這裏你們就很熟悉了，就很少描述了。 更多技術諮詢，請關注公衆號，find me !