20世紀(jì)是人類科技取得巨大飛躍的100年，人類的生活方式因?yàn)榭萍嫉陌l(fā)展發(fā)生了巨大的改變。在眾多影響人們生活的發(fā)明中，計(jì)算機(jī)無(wú)疑是最重要的發(fā)明之一，它被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，代替人類工作，給人們帶來(lái)了極大的便利。在計(jì)算機(jī)真正誕生之前，人們又是通過(guò)什么樣的方式進(jìn)行大量的程序運(yùn)算呢？

現(xiàn)在被公認(rèn)的“計(jì)算機(jī)之父”是20世紀(jì)的美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼，他完善了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)模型，提出用二進(jìn)制代替十進(jìn)制作為計(jì)算機(jī)的數(shù)制基礎(chǔ)，將程序放在儲(chǔ)存其中，認(rèn)為所有的程序應(yīng)該按照順序執(zhí)行，為后來(lái)現(xiàn)代數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。而實(shí)際上，關(guān)于計(jì)算機(jī)概念的提出要比馮·諾依曼早很多。

關(guān)于“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)”概念的提出，最早要追溯到1834年。在英國(guó)有個(gè)發(fā)明家叫做查爾斯·巴貝奇，他在1822年他用機(jī)械裝置完成了第一臺(tái)用于數(shù)字計(jì)算的差分機(jī)，運(yùn)算精度達(dá)到了小數(shù)點(diǎn)后六位。后來(lái)他繼續(xù)潛心研究，在1834年提出了更為先進(jìn)的“分析機(jī)”概念，在分析機(jī)的設(shè)計(jì)中，就已經(jīng)有了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。可惜因?yàn)楫?dāng)時(shí)的制作工藝水平不夠，分析機(jī)的設(shè)計(jì)沒(méi)有最終成型。

1936年，經(jīng)過(guò)了第二次工業(yè)革命，人類已經(jīng)進(jìn)入了“電氣時(shí)代”，這時(shí)候有個(gè)叫艾倫·圖靈的年輕人提出了一種區(qū)別于機(jī)械設(shè)計(jì)的全新計(jì)算模型理論，叫做“圖靈機(jī)”，具體的內(nèi)容就是證明了通用計(jì)算機(jī)的理論，適用于多場(chǎng)景的通用計(jì)算機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)的，給出了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ)。很多人認(rèn)為圖靈是計(jì)算機(jī)的發(fā)明者，其實(shí)準(zhǔn)確的說(shuō)他是“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)之父”，提出了現(xiàn)在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的可能性。

到了1937年，實(shí)體計(jì)算機(jī)才有了更新的發(fā)展，美國(guó)的約翰·溫森特·阿塔納索夫教授和克里夫特·貝瑞設(shè)計(jì)了一臺(tái)用于求解線性方程組的計(jì)算機(jī)，以設(shè)計(jì)者的名字命名，叫做阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱ABC機(jī)，于1942年成功進(jìn)行了測(cè)試。這是第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，但是這臺(tái)機(jī)器不能編程，而且不能儲(chǔ)存。

緊接著二戰(zhàn)爆發(fā)，大批科學(xué)家開(kāi)始被召集起來(lái)做軍事科技研發(fā)。1942年，為了進(jìn)行彈道研究，進(jìn)行更快更準(zhǔn)確的得到計(jì)算結(jié)果，以莫西利和埃克特為首的研制小組，在軍方的支持下開(kāi)始研發(fā)可以重復(fù)編程并且適用于多種場(chǎng)景的通用計(jì)算機(jī)。經(jīng)過(guò)四年研發(fā)時(shí)間，終于在1946年2月14日年正式誕生，這臺(tái)計(jì)算機(jī)被命名為ENIAC計(jì)算機(jī)。

ENIAC體積非常龐大，長(zhǎng)30.48米，高2.4米，寬6米，造價(jià)達(dá)48萬(wàn)美元，但是它的運(yùn)算速度確實(shí)非常快，大大提高了計(jì)算效率。不過(guò)ENIAC除了體積大耗電多不方便維修外，還有一個(gè)非常大的問(wèn)題，它沒(méi)有儲(chǔ)存裝置。

1945年，曾參與過(guò)ENIAC研發(fā)的馮·諾依曼和他的研發(fā)小組在經(jīng)過(guò)一系列的討論后，發(fā)表了一個(gè)全新的帶有存儲(chǔ)裝置的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方案——EDVAC。

這套方案中，用二進(jìn)制代替了ENIAC的十進(jìn)制，明確了EDVAC的五個(gè)組成部分：處理器、控制器、儲(chǔ)存器、輸入和輸出裝置。這套體系結(jié)構(gòu)一直被沿用至今，所以現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)也被稱為馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)，這就是為什么他被稱為“計(jì)算機(jī)之父”的原因。

EDVAC仍然被交給莫西利和埃克特的團(tuán)隊(duì)，馮·諾依曼作為顧問(wèn)參與其中。這臺(tái)計(jì)算機(jī)在1949年8月交付給彈道研究所，仍然是從事軍事研究，雖然它的體積依然龐大，但已經(jīng)比ENIAC小了1/4。后續(xù)這臺(tái)計(jì)算機(jī)也經(jīng)過(guò)了一系列的升級(jí)，一直使用到1961年才被取代。

最后我們來(lái)總結(jié)一下：

1822年，查爾斯·巴貝奇用機(jī)械結(jié)構(gòu)制造出了第一臺(tái)能夠自動(dòng)計(jì)算函數(shù)的差分機(jī)。

1834年他又設(shè)計(jì)了更為高級(jí)的分析機(jī)，雖然沒(méi)有制作成功，但是已經(jīng)具有了計(jì)算機(jī)的基本理論結(jié)構(gòu)。

1936年，艾倫·圖靈提出了“圖靈機(jī)”模型，證明了現(xiàn)代通用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的可能性。

1937年，美國(guó)的約翰·溫森特·阿塔納索夫和克里夫特·貝瑞設(shè)計(jì)了ABC機(jī)，1942年完成。用于求解線性方程組，這是世界第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，但是不能編程不能儲(chǔ)存。

1942年，莫西利和埃克特為首的研制小組開(kāi)始研發(fā)ENIAC計(jì)算機(jī)，于1946年完成，可進(jìn)行重復(fù)編程，這是第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)。

1945年，馮·諾依曼發(fā)表了名為EDVAC的全新計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方案，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，于1949年交付。

以上。