电脑是在什么时候开始出现的？电脑的演变过程是怎样的？

【专家解说】：脑 英文:computer 用电子等部件模拟的具有运算能力的物体，学名计算机。 最初由约翰·冯·诺依曼发明(那时电脑的计算能力相当于现在的计算器)，有三间库房那么大，后逐步发展而成。 是一种能够按照指令对各种数据和信息进行自动加工和处理的电子设备。它由多个零配件组成，如中央处理器、主板、内存、电源、显卡...... 电脑的学名为电子计算机，是由早期的电动计算器发展而来的。1945年，世界上出现了第一台电子数字计算机“ENIAC”，用于计算弹道。是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造的，但它的体积庞大，占地面积500多平方米，重量约30吨，消耗近100千瓦的电力。显然，这样的计算机成本很高，使用不便。1956年，晶体管电子计算机诞生了，这是第二代电子计算机。只要几个大一点的柜子就可将它容下，运算速度也大大地提高了。1959年出现的是第三代集成电路计算机。 从20世纪70年代开始，这是电脑发展的最新阶段。到1976年，由大规模集成电路和超大规模集成电路制成的“克雷一号”，使电脑进入了第四代。超大规模集成电路的发明，使电子计算机不断向着 小型化、微型化、低功耗、智能化、系统化的方向更新换代。 20世纪90年代，电脑向“智能”方向发展，制造出与人脑相似的电脑，可以进行思维、学习、记忆、网络通信等工作。 进入21世纪，电脑更是笔记本化、微型化和专业化，每秒运算速度超过100万次，不但操作简易、价格便宜，而且可以代替人们的部分脑力劳动，甚至在某些方面扩展了人的智能。于是，今天的微型电子计算机就被形象地称做电脑了。 世界上第一台个人电脑由IBM于1981年推出。 计算机发展史 1945年，由美国生产了第一台全自动电子数字计算机“埃尼阿克”(英文缩写词是ENIAC，即Electronic Numerical Integrator and Calculator，中文意思是电子数字积分器和计算器)。它是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的。主要发明人是电气工程师普雷斯波·埃克特(J. Prespen Eckert)和物理学家约翰·莫奇勒博士(John W. Mauchly)。这台计算机1946年2月交付使用，共服役9年。它采用电子管作为计算机的基本元件，每秒可进行5000次加减运算。它使用了18000只电子管，10000只电容，7000只电阻，体积3000立方英尺，占地170平方米，重量30吨，耗电140~150千瓦，是一个名副其实的“庞然大物”。 ENIAC机的问世具有划时代的意义，表明计算机时代的到来，在以后的40多年里，计算机技术发展异常迅速，在人类科技史上还没有一种学科可以与电子计算机的发展速度相提并论。 下面介绍各代计算机的硬件结构及系统的特点： 一、第一代(1946~1958)：电子管数字计算机 计算机的逻辑元件采用电子管，主存储器采用汞延迟线、磁鼓、磁芯；外存储器采用磁带；软件主要采用机器语言、汇编语言；应用以科学计算为主。其特点是体积大、耗电大、可靠性差、价格昂贵、维修复杂，但它奠定了以后计算机技术的基础。 二、第二代(1958~1964)：晶体管数字计算机 晶体管的发明推动了计算机的发展，逻辑元件采用了晶体管以后，计算机的体积大大缩小，耗电减少，可靠性提高，性能比第一代计算机有很大的提高。 主存储器采用磁芯，外存储器已开始使用更先进的磁盘；软件有了很大发展，出现了各种各样的高级语言及其编译程序，还出现了以批处理为主的操作系统，应用以科学计算和各种事务处理为主，并开始用于工业控制。 三、第三代(1964~1971)：集成电路数字计算机 20世纪60年代，计算机的逻辑元件采用小、中规模集成电路(SSI、MSI)，计算机的体积更小型化、耗电量更少、可靠性更高，性能比第十代计算机又有了很大的提高，这时，小型机也蓬勃发展起来，应用领域日益扩大。 主存储器仍采用磁芯，软件逐渐完善，分时操作系统、会话式语言等多种高级语言都有新的发展。 四、第四代(1971年以后)：大规模集成电路数字计算机 计算机的逻辑元件和主存储器都采用了大规模集成电路(LSI)。所谓大规模集成电路是指在单片硅片上集成1000~2000个以上晶体管的集成电路，其集成度比中、小规模的集成电路提高了1~2个以上数量级。这时计算机发展到了微型化、耗电极少、可靠性很高的阶段。大规模集成电路使军事工业、空间技术、原子能技术得到发展，这些领域的蓬勃发展对计算机提出了更高的要求，有力地促进了计算机工业的空前大发展。随着大规模集成电路技术的迅速发展，计算机除了向巨型机方向发展外，还朝着超小型机和微型机方向飞越前进。1971年末，世界上第一台微处理器和微型计算机在美国旧金山南部的硅谷应运而生，它开创了微型计算机的新时代。此后各种各样的微处理器和微型计算机如雨后春笋般地研制出来，潮水般地涌向市场，成为当时首屈一指的畅销品。这种势头直至今天仍然方兴未艾。特别是IBM-PC系列机诞生以后，几乎一统世界微型机市场，各种各样的兼容机也相继问世。 二．现代计算机阶段（即传统大型机阶段） 所谓现代计算机是指采用先进的电子技术来代替陈旧落后的机械或继电器技术。 现代计算机经历了半个多世纪的发展，这一时期的杰出代表人物是英国科学家图灵和美籍匈牙利科学家冯·诺依曼。 图灵对现代计算机的贡献主要是：建立了图灵机的理论模型，发展了可计算性理论；提出了定义机器智能的图灵测试。 冯·诺依曼的贡献主要是：确立了现代计算机的基本结构，即冯·诺依曼结构。其特点可以概括为如下几点： （1）使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作； （2）存储单元是定长的线性组织； （3）存储空间的单元是直接寻址的； （4）使用机器语言，指令通过操作码来完成简单的操作； （5）对计算进行集中的顺序控制。 现代计算机的划代原则主要是依据计算机所采用的电子器件不同来划分的，这就是人们通常所说的电子管、晶体管、集成电路、超大规模集成电路等四代。 1642至1643年，巴斯卡(Blaise Pascal)为了帮助做收税员的父亲，他就发明了一个用齿轮运作的加法器，叫 “Pascalene” ，这是第一部机械加法器。 1666年，在英国Samuel Morland发明了一部可以计算加数及减数的机械计数机。 1673年, Gottfried Leibniz 制造了一部踏式(stepped)圆柱形转轮的计数机,叫“Stepped Reckoner”，这部计算器可以把重复的数字相乘，并自动地加入加数器里。 1694年,德国数学家，Gottfried Leibniz ，把巴斯卡的Pascalene 改良，制造了一部可以计算乘数的机器，它仍然是用齿轮及刻度盘操作。 1773年, Philipp-Matthaus 制造及卖出了少量精确至12位的计算机器。 1775年,The third Earl of Stanhope 发明了一部与Leibniz相似的乘法计算器。 1786年,J.H.Mueller 设计了一部差分机，可惜没有拨款去制造。 1801年, Joseph-Marie Jacquard 的织布机是用连接按序的打孔卡控制编织的样式。 1854年,George Boole 出版 "An Investigation of the Laws of Thought”，是讲述符号及逻辑理由，它后来成为计算机设计的基本概念。 1858年,一条电报线第一次跨越大西洋，并且提供了几日的服务。 1861年,一条跨越大陆的电报线把大西洋和太平洋沿岸连接起来。 1876年,Alexander Graham Bell 发明了电话并取得专利权。 1876至1878年,Baron Kelvin 制造了一部泛音分析机及潮汐预测机。 1882年,William S. Burroughs 辞去在银行文员的工作，并专注于加数器的发明。 1889年,Herman Hollerith 的电动制表机在比赛中有出色的表现，并被用于 1890 中的人口调查。Herman Hollerith 采用了Jacquard 织布机的概念用来计算，他用咭贮存资料,然后注入机器内编译结果。这机器使本来需要十年时间才能得到的人口调查结果，在短短六星期内做到。 1893年,第一部四功能计算器被发明。 1895年,Guglielmo Marconi 传送广播讯号。 1896年,Hollerith 成立制表机器公司(Tabulating Machine Company)。 1901年,打孔键出现，之后的半个世纪只有很少的改变。 1904年,John A.Fleming 取得真空二极管的专利权，为无线电通讯建立基础。 1906年,Lee de Foredt 加了一个第三活门在Felming 的二极管， 创制了三电极真空管。 1907年,唱片音乐在纽约组成第一间正式的电台。 1908年,英国科学家 Campbell Swinton 述了电子扫描方法及预示用阴极射线管制造电视。 1911年,Hollerith 的表机公司与其它两间公司合并，组成 Computer Tabulating Recording Company (C-T-R)，制表及录制公司。但在1924年，改名为International Business Machine Corporation (IBM)。 1911年,荷兰物理学家 Kamerlingh onnes 在 Leiden Unversity 发现超导电。 1931年,Vannever Bush 发明了一部可以解决差分程序的计数机，这机器可以解决一些令数学家，科学家头痛的复杂差分程序。 1935年,IBM (International Business Machine Corporation) 引入 "IBM 601”，它是一部有算术部件及可在1秒钟内计算乘数的穿孔咭机器。 它对科学及商业的计算起很大的作用。总共制造了1500 部。 1937年,Alan Turing 想出了一个 "通用机器(Universal Machine)” 的概念，可以执行任何的算法，形成了一个"可计算(computability)”的基本概念。Turing 的概念比其它同类型的发明为好，因为他用了符号处理(symbol processing) 的概念。 1939年11月,John Vincent Atannsoff 与 John Berry 制造了一部16位加数器。它是第一部用真空管计算的机器。 1939年,Zuse 与 Schreyer 开鈶制造了"V2”〔后来叫Z2〕，这机器沿用 Z1的机械贮存器，加上一个用断电器逻辑(Relay Logic)的新算术部件。但当 Zuse完成草稿后，这计划被中断一年。 1939-40年,Schreyer 完成了用真空管的10位加数器，以及用氖气灯(霓虹灯)的存贮器。 1940年1月,在 Bell Labs, Samuel Williams 及Stibitz 完成了一部可以计算复杂数字的机器， 叫“复杂数字计数机(Complex Number Calculator)”，后来改称为“断电器计数机型号I (Model I Relay Calculator)” 。它用电话开关部份做逻辑部件：145个断电器，10个横杠开关。数字用“Plus 3BCD”代表。在同年9月，电传打字 etype 安装在一个数学会议里，由New Hampshire 连接去纽约。 1940年, Zuse 终于完成Z2，它比运作得更好，但不是太可靠。 1941年夏季，Atanasoff及Berry完成了一部专为解决联立线性方程系统(system of simultaneous linear equations) 的计算器，后来叫做"ABC (Atanasoff-Berry Computer)”，它有60个50位的存贮器，以电容器(capacitories)的形式安装在2个旋转的鼓上，时钟速度是60Hz。 1941年2月,Zuse 完成"V3”(后来叫Z3)，是第一部操作中可编写程序的计数机。它亦是用浮点操作，有7个位的指数，14位的尾数，以及一个正负号。存贮器可以贮存64个字，所以需要1400个断电器。它有多于1200个的算术及控制部件，而程序编写，输入，输出的与 Z1 相同。 1943年1月 Howard H. Aiken完成"ASCC Mark I”(自动按序控制计算器 Mark I ，Automatic Sequence -- Controlled Calculator Mark I)，亦称“Haward Mark I”。这部机器有51尺长，重5顿，由 750,000部份合并而成。它有72个累加器，每一个有自己的算术部件，及23位数的寄存器。 1943年12月, Tommy Flowers与他的队伍，完成第一部“Colossus”，它有2400个真空管用作逻辑部件，5 个纸带圈读取器(reader)，每个可以每秒工作5000字符。 1943年,由 John Brainered领导，ENIAC开始研究。而 John Mauchly 及J. Presper Eckert负责这计划的执行。 1946v第一台电子数字积分计算器(ENIAC)在美国建造完成。 1947年,美国计算器协会(ACM)成立。 1947年,英国完成了第一个存储真空管O 1948贝尔电话公司研制成半导体。 1949年,英国建造完成"延迟存储电子自动计算器"(EDSAC) 1950年,"自动化"一词第一次用于汽车工业。 1951年,美国麻省理工学院制成磁心 1952年,第一台"储存程序计算器"诞生。 1952年,第一台大型计算机系统IBM701宣布建造完成。 1952年,第一台符号语言翻译机发明成功。 1954年,第一台半导体计算机由贝尔电话公司研制成功。 1954年,第一台通用数据处理机IBM650诞生。 1955年,第一台利用磁心的大型计算机IBM705建造完成。 1956年,IBM公司推出科学704计算机。 1957年,程序设计语言FORTRAN问世。 1959年,第一台小型科学计算器IBM620研制成功。 1960年,数据处理系统IBM1401研制成功。 1961年,程序设计语言COBOL问世。 1961年,第一台分系统计算机由麻省理工学院设计完成。 1963年,BASIC语言问世。 1964年,第三代计算机IBM360系列制成。 1965年,美国数字设备公司推出第一台小型机PDP-8。 1969年,IBM公司研制成功90列卡片机和系统--3计算机系统。 1970年,IBM系统1370计算机系列制成。 1971年,伊利诺大学设计完成伊利阿克IV巨型计算机。 1971年,第一台微处理机4004由英特尔公司研制成功。 1972年,微处理机基片开始大量生产销售。 1973年,第一片软磁盘由IBM公司研制成功。 1975年,ATARI--8800微电脑问世。 1977年,柯莫道尔公司宣称全组合微电脑PET--2001研制成功。 1977年,TRS--80微电脑诞生。 1977年,苹果--II型微电脑诞生。 1978年,超大规模集成电路开始应用。 1978年,磁泡存储器第二次用于商用计算机。 1979年,夏普公司宣布制成第一台手提式微电脑。 1982年,微电脑开始普及，大量进入学校和家庭。 1984年,日本计算机产业着手研制"第五代计算机"---具有人工智能的计算机。1984: DNS (Domain Name Server) 域名服务器发布，互连网上有1000多台主机运行。 1984: Hewlett-Packard发布了优异的激光打印机，HP也在喷墨打印机上保持领先技术。 1984年1月: Apple 的Macintosh发布。基于Motorola 68000微处理器。可以寻址16M。 1984 年8月: MS-DOS 3.0、PC-DOS 3.0、IBM AT发布，采用ISA标准，支持大硬盘和1.2M高密软驱。 1984年9月: Apple 发布了有512Kb 内存的Macintosh，但其他方面没有什么提高。 1984 底: Compaq开始开发IDE接口，可以以更快的速度传输数据，并被许多同行采纳，后来更进一步的EIDE推出，可以支持到528MB的驱动器。数据传输也更快。 1985: Philips和Sony合作推出CD-ROM驱动器。 1985: EGA标准推出。 1985年3月: MS-DOS 3.1、PC-DOS 3.1。这是第一个提供部分网络功能支持DOS版本。 1985年10月17日: 80386 DX推出。时钟频率到达33MHz，可寻址1GB内存。比286更多的指令。每秒6百万条指令，集成275000个晶体管。 1985年11月: Microsoft Windows发布。但在其3.0版本之全面没有得到广泛的应用。需要DOS的支持，类似苹果机的操作界面，以致被苹果控告。诉讼到1997年8月才终止。 1985 年12月: MS-DOS 3.2、PC-DOS 3.2。这是第一个支持3.5英寸磁盘的系统。但也只是支持到720KB。到3.3版本时方可支持1.44兆。 1986 年1月: Apple 发布较高性能的Macintosh。有四兆内存，和SCSI适配器。 1986 年9月: Amstrad Announced发布便宜且功能强大的计算机Amstrad PC 1512。具有CGA图形适配器、512KB内存、8086处理器20兆硬盘驱动器。采用了鼠标器和图形用户界面，面向家庭设计。 1987: Connection Machine超级计算机发布。采用并行处理，每秒钟2亿次运算。 1987: Microsoft Windows 2.0发布，比第一版要成功，但并没有多大提高。. 1987: 英国数学家Michael F. Barnsley找到图形压缩的方法。 1987: Macintosh II发布，基于Motorola 68020处理器。时钟16MHz，每秒260万条指令。有一个SCSI适配器和一个彩色适配器。 1987年4月2日: IBM推出PS/2系统。最初基于8086处理器和老的XT总线。后来过渡到80386，开始使用3.5英寸1.44MB软盘驱动器。引进了微通道技术，这一系列机型取得了巨大成功。出货量达到200万台。 1987: IBM发布VGA技术。 1987: IBM发布自己设计的微处理器8514/A。 1987年4月: MS-DOS 3.3、PC-DOS 3.3。随IBM PS/2一起发布，支持1.44MB驱动器和硬盘分区。可为硬盘分出多个逻辑驱动器。 1987年4月: Microsoft和IBM发布S/2Warp操作系统。但并未取得多大成功。 1987年8月: AD-LIB声卡发布。一个加拿大公司的产品。 1987年10月: Compaq DOS (CPQ-DOS) v3.31发布。支持的硬盘分区大于32Mb。 1988: 光计算机投入开发，用光子代替电子，可以提高计算机的处理速度。 1988: XMS标准建立。 1988: EISA标准建立。 1988 6月6日: 80386 SX为了迎合低价电脑的需求而发布。 1988年7月到8月: PC-DOS 4.0、MS-DOS 4.0。支持EMS内存。但因为存在BUG，后来又陆续推出4.01a。 1988年9月: IBM PS/20 286发布，基于80286处理器，没有使用其微通道总线。但其他机器继续使用这一总线。 1988年10月: Macintosh Iix发布。基于Motorola 68030处理器。仍使用16 MHz主频、每秒390万条指令，支持128M RAM。 1988年11月: MS-DOS 4.01、PC-DOS 4.01发布。 1989: Tim Berners-Lee 创立World Wide Web雏形,他工作于欧洲物理粒子研究所。通过超文本链接，新手也可以轻松上网浏览。这大大促进了INTERNET的发展。 1989: Phillips和Sony发布CD-I标准。 1989年1月: Macintosh SE/30 发布。基于新型68030处理器。 1989年3月: E-IDE标准确立，可以支持超过528MB的硬盘容量。可达到 33.3 MB/s 的传输速度。并被许多CD-ROM所采用。 1989年4月10日: 80486 DX发布，集成120万个晶体管。 其后继型号时钟频率达到100MHz。 1989年11月: Sound Blaster Card（声卡）发布。 1990: SVGA标准确立。 1990年3月 : Macintosh Iifx发布，基于68030CPU，主频40MHz，使用了更快的SCSI接口。 1990年5月22日: 微软发布Windows 3.0。兼容MS-DOS模式。 1990年10月: Macintosh Classic发布，有支持到256色的显示适配器。 1990年11月: 第一代MPC (多媒体个人电脑标准)发布。处理器至少80286/12MHz，后来增加到80386SX/16 MHz ，及一个光驱，至少150 KB/sec的传输率。 1991: 发布ISA标准。 1991年5月: Sound Blaster Pro发布。 1991年6月: MS-DOS 5.0、PC-DOS 5.0。为了促进OS/2的发展，Bill Gates说：DOS5.0是DOS终结者,今后将不再花精力于此。该版本突破了640KB的基本内存限制。这个版本也标志着微软与IBM在DOS上的合作的终结。 1992: Windows NT发布，可寻址2G RAM。 1992年4月: Windows 3.1发布。 1992年6月: Sound Blaster 16 ASP发布。 1993: INTERNET开始商业化运行。 1993: 经典游戏Doom发布。 1993: Novell并购Digital Research, DR-DOS成为Novell DOS。 1993年3月22: Pentium发布。集成了300多万个晶体管。初期工作在60-66MHz。每秒钟执行1亿条指