第一代电子管计算机
第一台计算机的诞生第二次世界大战期间，美国军方为了解决计算大量军用数据的难题，成立了由宾夕法尼亚大学莫奇利和埃克特领导的研究小组，开始研制世界上第一台电子计算机。 经过三年紧张的工作，第一台电子计算机终于在1946年2月14日问世了。它由17468个电子管、6万个电阻器、1万个电容器和6千个开关组成，重达30吨，占地160平方米，耗电174千瓦，耗资45万美元。这台计算机每秒只能运行5千次加法运算，仅相当于一个电子数字积分计算机（ENIAC即"埃尼阿克"）。 第一台计算机诞生至今已过去50多年了，在这期间，计算机以惊人的速度发展着，首先是晶体管取代了电子管，继而是微电子技术的发展，使得计算机处理器和存贮器上的元件越做越小，数量越来越多，计算机的运算速度和存贮容量迅速增加。1994年12月，美国Intel公司宣布研制成功世界上最快的超级计算机，它每秒可进行3280亿次加法运算（是第一台电子计算机的6600万倍）。如果让人完成它一秒钟进行的运算量的话，需要一个人昼夜不停地计算一万多年。 当年的"埃尼阿克"和现在的计算机相比，还不如一些高级袖珍计算器，但它的诞生为人类开辟了一个崭新的信息时代，使得人类社会发生了巨大的变化。 1996年2月14日，在世界上第一台电子计算机问世50周年之际，美国副总统戈尔再次启动了这台计算机，以纪念信息时代的到来。
第一代计算机起止年代
1. 计算机的起源在原始社会时期，人类以氏族为单位，过着打猎采摘的生活，在经过一段时间的演化之后，物品的数量日益增长。
纯粹的心算已不足以应对日益复杂的计数任务，于是人类开始借助辅助工具，如结绳、垒石、枝条和刻字等，以方便进行计算和计数。
原始计算时代在遥远的春秋时期，人类的规模已经由氏族逐渐变为国家，先前的结绳刻字等方式已经无法承担当前社会规模的数据，于是，我们的祖先创造出了算筹计数的"筹算法"。
公元六世纪，算盘取代算筹成为新的计算工具，这是我国人民独特的创造，同时也是第一种彻底采用十进制计算的工具。
而珠算盘更是中国计算工具史上的重大创举，轻巧便携，与人们生活紧密相连。
它起源于汉朝，经历时间的洗礼，逐渐成熟于元朝。
这些计算工具的创新，一步一步提高了计算能力，为推动社会进步做出了巨大贡献。
算盘随着社会的蓬勃发展，人类对计算速度和精度的追求从未停歇。
在16世纪，天文、航海、测量等领域的飞速进展带来了大量庞杂的数据，其中最具挑战性的莫过于乘除运算。
这一时期，人们开始投入巨大的智慧和精力来解决这一难题。
16世纪，苏格兰数学家尼培尔创造了一项名为尼氏骨片的数表，用于计算乘法。
1613年，英文单词"Computer"首次出现在理查德·布莱赛特(Richard Braithwait)的一本书中，那时并没有“计算机”这个词汇，所以当时该词指的是从事计算工作的人。
1614年，苏格兰人约翰·奈皮尔(John Napier)发明了对数，将幂运算转化为乘除运算，再转化为加减运算，对数的引入极大地简化了计算过程，并为牛顿与莱布尼茨的微积分理论奠定了基础。
对数是人类数学史上的一项革命性创举，与解析几何和微积分并列为17世纪最伟大的三大数学发明。
奈皮尔在一篇论文中提到了一种可进行四则运算和方根运算的精巧对数表装置，后来经过不断改进，变为了现在常用的以十为基底的常用对数。
虽然奈皮尔的创新简化了计算方法，但仍需要不断参照对数表进行计算。
对数表1620年，英国数学家埃德蒙·甘特(Edmund Gunter)将对数刻在一把尺子上，他将繁琐的数值改成直观的刻度，形成了甘特尺，这便是对数计算尺的最初雏形。
1625年，威廉·奥特雷德(William Oughtred)运用两把甘特尺的原理，创造了直线对数尺和圆形计算尺。
这是对数计算尺进一步发展的重要里程碑。
机械计算机时代时间来到1642年，法国数学家布莱士·帕斯卡(Blaise Pascal)为了帮助他的收税员父亲，改进了威廉·奥特雷德的对数计算尺，创造出了第一台机械计算机，并将其命名为"Pascalene"。
机体全身使用齿轮运作，能够进行八位计算，并实现了加法运算。
Pascalene1668年，英国人塞谬尔·莫兰(Samuel Morland)发明了一种可以进行加法和减法运算的机械计数器。
1673年，著名的德国科学家、微积分发明人之一戈特弗里德·威廉·莱布尼兹(Gottfried Wilhelm Leibniz)对"Pascalene"进行了改良，创造出了步进计算器，这成为了第一台可以进行加减乘除四则运算的机械计算机。
那个时代运用比较广泛的是计算表，类似于乘法口诀表，就是把很多的计算结果列在上面，例如 1到10000的开方···等等，对于具体的问题，则有具体的表，例如射程表，但是射程表的使用范围很窄，如果新型号的大炮被设计出来，射程表就需要更新，机械计算机的发展提供了更加便利和高效的解决方案。
步进计算器的工作原理类似于算盘，使用精密的齿轮和刻度盘取代了算珠，每次增加一个数时，齿轮便转动一次，当达到最大值后又返回起始位置。
虽然步进计算器在计算能力上仍然有限，但它的推出标志着人类在计算机领域又成功迈进了一步。
步进计算机草图在接下来的两个世纪里，众多发明家在不同时期对步进计算器进行了连续的迭代和更新。
他们不断改进这一机械计算工具，使其更加精确和高效。
这些创新者的努力为机械计算机的发展打下了坚实的基础，并为数学和科学领域的进步作出了重要贡献。
通过不断的研究和改进，步进计算器在计算能力、功能和操作上都取得了显著的进步，实现了更多复杂的数学运算，并为后来自动计算机的发展提供了宝贵的经验和启示。
这段时期见证了数学计算工具从简单的加法器演变为能够完成更为复杂任务的机械计算机的过程，为人类的科学研究和技术进步打开了全新的大门。
1773年，德国发明家菲利普·马特乌斯(Philipp Matthaus)制造并卖出了少量精确至12位的计算机器。
1775年，英国查理斯(Charles)制作成功了一台与 Leibniz 计算机类似的机器，但更先进一些。
时间到了19世纪30年代，英国数学家、发明家查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）提出通用数字计算机的设计思想。
1812年，20岁的巴贝奇从法国人杰卡德发明的提花编织机中获得启发，经过十年的钻研后，于1822年制造出了第一台“差分机”。
这台差分机能够处理3个不同5位数的函数表，计算精度可达6位小数。
后来巴贝奇在《机械在天文与计算表中的应用》的论文中详细介绍了差分机的设计原理和应用，并利用差分运算替代复杂的平方运算，展示了程序控制的概念。
所谓“差分”的含义，就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。
”差分机“的设计闪烁出了程序控制的灵光，它能够按照设计者的旨意，自动处理不同函数的计算过程。
于是他在1823年开始建造第二台 ”差分机“，并在接下来的20年里，试图制作和组装25000个零件，总重接近15吨，但这个项目最终被放弃。
然而到了1991年，历史学家根据巴贝奇的草稿成功还原了那台被巴贝奇放弃差分机，并成功运行。
差分机在巴贝奇建造差分机的过程中，他构想了一台更为复杂的机器。
1832年，他设计了一种名为"分析机"的计算设备，这是一台通用计算机，提出了近乎完整的计算机设计方案。
分析机不仅能执行特定的运算，还可以按照给定的数据顺序执行一系列操作，其中提到的存储和碾磨，就非常类似于现代计算机中的内存和处理器。
分析机使用19世纪约瑟夫·玛丽·雅卡尔(Joseph Marie Jacquard)发明的打孔卡进行输入和输出。
巴贝奇于1834年开始研究分析机，它由黄铜组件构成，并通过蒸汽驱动。
分析机与当时其他计算设备最大的不同之处在于，它是一台通用计算机，能够解决多种问题。
它具有存储功能，可以临时存储计算的中间数据，甚至具备初步的打印功能。
但是当时人们对于分析机的出现并没有产生太大的震撼，也没有广泛接受，所以最终这个超前于时代的概念机并未成功制造出来。
但是，这个"自动计算机"的概念标志着计算机程序的诞生。
查尔斯·巴贝奇也被誉为计算机之父。
随后，英国数学家阿达·洛芙莱斯（Ada Lovelace）为分析机编写了一份假想程序，并预言："未来会诞生一门全新的，强大的，专为分析所用的语言”，因此，她也成为了世界上第一位程序员。
1848年，英国数学家乔治·布尔(George Boole)创立了二进制代数学，为现代二进制计算机铺平了道路。
他的贡献提前了大约一个世纪。
到了1854年，布尔提出了符号逻辑的思想，进一步推动了计算机领域的发展。
布尔的创新奠定了计算机科学的基础，他的理论为逻辑运算和信息处理提供了坚实的数学基础，为现代计算机的逻辑设计和运算方式奠定了基石。
布尔的发现不仅推动了数学和计算机科学的发展，还对数理逻辑、电子工程和信息技术产生了深远的影响。
在数学和计算机科学领域的历史进程中，还有众多在默默耕耘的人，我们依旧不能忽视他们对计算机发展所做出的贡献。
在1878年，纽约的西班牙人拉蒙·维里亚制造了一台桌面计算器，它以其出色的性能超越了前人所见。
但维里亚对将设备推向市场没有兴趣，他创作这台计算机的唯一目的就是为了证明，西班牙人在这一领域的能力胜过美国人。
另一位令人瞩目的人物是芝加哥的多尔·尤金·费尔特。
在1886年，他创造了一台革命性的按键操作计算器，其速度之快令人惊叹。
简单地按下按键，结果立即呈现。
三年后，费尔特推出了一款名为"桌面印表计算器"的创新产品。
费尔特的计算器引起了广泛的兴趣，其独特设计改变了人们进行计算的方式。
这一高效的技术迅速获得认可，并被广泛采用。
他的成就对科技领域产生了深远的影响，推动了计算机技术的进步，并为未来计算设备的发展奠定了坚实的基础。
这些杰出人物的贡献塑造了现代科技的面貌，他们为我们带来了一个计算机科学的新时代。
时间到了1890年，在那个年代，美国是大量移民者良好的目的地，因此美国的人口急剧增长，当时美国宪法规定国家每10年需要进行一次人口大普查来记录和分析美国各地的人口数据，以方便配置各种社会资源，1880年的普查人工用了7年的时间进行统计，也就是说，他们在休息两年之后就要开始第11次普查了，面临越来越多的人口数据，如果纯粹靠人力来统计的话，预计这次的普查需要13年甚至更长的时间。
为了提升普查效率，美国人口普查局开始向全社会招标，希望有一种发明能够解决这个问题，正巧当时发明了打孔卡片制表机的赫尔曼·荷尔茨(Herman Hollerith)带着一身专利从挑选的方案中脱颖而出，他借鉴了巴贝奇的发明，设计了用穿孔卡片存储数据的机器。
结果仅仅用了6个周就得出了准确的数据（62622250人）。
荷尔茨的打孔卡片制表机为美国十年一次的人口普查大大的提升了效率，机器结构类似于莱布尼兹的乘法器，用机械结构计数，用电动结构连接其它组件，通过在相应的位置打孔来表示数据，例如卡片有一行代表当前人的性别，那么会提前在指定位置进行打孔，当把已经打完孔的卡片插入到机器中时，金属针会穿过打孔的位置，探入一小瓶汞中进行电路联通，驱动电机给性别为男或女的齿轮+1，当时机器的速度是人工的10倍左右，使美国人口普查在两年半内全部完成，后来荷尔茨于1896年成立了CTR（Computing Tabulating Recording，计算列表纪录公司）。
2. 计算机的发展电子管计算机时代在计算机发展的早期阶段，主要基于机械的方式运行。
尽管个别产品开始引入了一些电学内容，但整体上仍然是机械驱动为主。
这时的计算机还没有踏入逻辑运算领域。
然而，随着电子技术的迅猛发展，计算机逐渐迈向了从机械向电子的时代转变。
电子成为了计算机的主体，而机械逐渐变为从属部分。
这标志着计算机进入了新的质的转变阶段。
随着电子元件和电路的不断进步，计算机开始具备了进行逻辑运算的能力。
电子器件的快速开关和逻辑门电路的引入，使得计算机可以进行复杂的逻辑操作。
计算机逐渐实现了自动化的数据处理和计算功能，标志着计算机从传统机械驱动向电子化和逻辑化方向的突破，为后续计算机科技的发展奠定了坚实的基础，开启了计算机科学的新纪元。
1906年，美国发明家德·福雷斯特(Lee De Forest)发明了真空三极电子管，由此拉开了电子工业革命的序幕。
1924年，托马斯·沃森(Thomas J. Watson)将赫尔茨成立的CTR改名为IBM（International Business Machines Corporation，国际商业机器公司)，一个具有划时代意义的公司，蓝色巨人IBM正式成立，沃森也成为了IBM第一任首席执行官。
1935年，IBM推出代号为IBM 601的穿孔卡片计算机，共制造了大约1500台，它能在一秒钟内完成乘法计算，极大地提高了大宗数据的计算速度。
这台机器无论在自然科学还是在商业意义上都具有及其重要的地位。
该产品一经入市，便迅速抢占了美国市场大部分的份额，IBM公司也由此奠定了其在计算机领域内霸主般的地位。
IBM 6011936年，英国电脑科学家、数学家、逻辑学家、密码分析学家、理论生物学家、计算机先驱艾伦・麦席森・图灵(>。