1.1.1 计算机的发展
计算机从产生到现在，同样经历了很长的时间，从最早的计算机雏形——电动制表机，到今天出现的各种类型的计算机，已经有一百多年的历史。
1.第一台通用电子计算机
1889年，美国科学家赫尔曼·何乐礼研制出以电力为基础的电动制表机，用以储存计算资料。1930年，美国科学家范内瓦·布什造出模拟电子计算机。
20世纪40年代，美国军方奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道的需要，向宾夕法尼亚大学定制了一台计算设备，通过电子工程系教授约翰·莫克利和他的研究生埃克特为首的研制小组的努力，1946年2月14日，世界上第一台通用电子计算机——电子数字积分计算机（Electronic Numerical Integrator And Calculator，ENIAC）问世了，如图1-1所示。
图1-1 第一台通用电子计算机——ENIAC
这台计算器使用了17 840支电子管，大小为80ft（英尺，1ft约合30.48cm）×8ft，重达28t（吨），功耗为170kW，其运算速度为每秒5 000次的加法运算，造价约为487 000美元。虽然ENIAC体积庞大，耗电惊人，运算速度不过每秒几千次，但它比当时已有的计算装置要快1 000倍，而且还有按事先编好的程序自动执行算术运算、逻辑运算和存储数据的功能。ENIAC的问世宣告了一个新时代的开始，从此科学计算的大门也被打开了，表明电子计算机时代的到来。
提示
曾有媒体误传ENIAC是第一台计算机，实际上，真正的第一台计算机是阿塔纳索夫—贝瑞计算机（Atanasoff-Berry Computer），简称ABC计算机。ENIAC是第二台计算机，也是第一台通用电子计算机。
2.冯·诺依曼思想
在ENIAC的研制过程中，时任弹道研究所顾问、正在参加美国第一颗原子弹研制工作的数学家冯·诺依曼（美籍匈牙利人）带着原子弹研制过程中遇到的大量计算问题加入了研制小组。1945年，冯·诺依曼和他的研制小组在共同讨论的基础上，发表了一个全新的“存储程序通用电子计算机方案”——电子离散变量自动计算机（Electronic Discrete Variable Automatic Computer，EDVAC），在此过程中他对计算机的许多关键性问题的解决作出了重要贡献，从而保证了ENIAC的顺利问世。
冯·诺依曼以“关于EDVAC的报告草案”为题，起草了长达101页的总结报告。报告广泛而具体地介绍了制造电子计算机和程序设计的新思想，并提出了计算机基本工作原理是存储程序和控制程序。这份报告是计算机发展史上一个划时代的文献，它向世界宣告：电子计算机的时代开始了。现在计算机的基本结构仍然采用冯·诺依曼提出的体系结构，所以，冯·诺依曼也被誉为“现代电子计算机之父”。
冯·诺依曼总结并归纳了计算机的3点原理和要点。
采用二进制：在计算机内部，程序和数据采用二进制代码表示。
存储程序控制：程序和数据存放在存储器中，即程序存储的概念。计算机执行程序时无须人工干预，能自动、连续地执行程序，并得到预期的结果。
计算机的5个基本功能部件：包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
3.发展阶段
随着电子计算机技术的发展，通常根据计算机所使用的物理器件的更替，将计算机的发展描述为以下4个阶段。
第一阶段：电子管计算机（1946—1959年）
在硬件方面，主机电子器件为电子管，内存采用汞延迟线，外存储器采用穿孔卡片、纸带，处理速度（每秒指令数）为几千条。
在软件方面采用的是机器语言、汇编语言，应用领域以军事和科学计算为主。这个阶段的计算机特点是体积大、功耗高、可靠性差，速度慢、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础。
第二阶段：晶体管计算机（1959—1964年）
在硬件方面，主机电子器件为晶体管，内存采用磁芯存储器，外存储器采用磁带，处理速度（每秒指令数）为几万至几十万条。
在软件方面创造了程序设计语言。用晶体管代替电子管作为元件，计算机运算速度提高了，体积变小了，同时成本也降低了，并且耗电量大为降低，可靠性大大提高了。
第三阶段：中小规模集成电路计算机（1964—1972年）
在硬件方面，主机电子器件为中小规模集成电路，内存采用半导体存储器，外存储器采用磁带、磁盘，处理速度（每秒指令数）为几十万条至几百万条。
这个阶段随着半导体工艺的发展，成功制造了集成电路，计算机也采用了中小规模集成电路作为计算机的元件，速度快、体积小，开始应用于社会各个领域。
第四阶段：大规模超大规模集成电路计算机（1972年至今）
在硬件方面，主机电子器件为大规模、超大规模集成电路，内存采用半导体存储器，外存储器采用磁带、磁盘、光盘等大容量存储器，处理速度（每秒指令数）为上千万至亿亿条。
这个阶段的计算机性能大规模提高，价格大幅度降低，广泛应用于社会生活的各个领域，走进办公室和家庭。