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1.1.1 计算机的诞生及发展阶段

17世纪，德国数学家莱布尼茨发明了二进制计数法。20世纪初，电子技术飞速发展。1904年，英国电气工程师弗莱明研制出了真空二极管。1906年，美国科学家福雷斯特发明了真空三极管，为计算机的诞生奠定了基础。

20世纪40年代，西方国家的工业技术迅猛发展，相继出现了雷达和导弹等高科技产品，原有的计算工具难以满足大量科技产品对复杂计算的需求，迫切需要在计算技术上有所突破。1943年，美国宾夕法尼亚大学电子工程系的教授莫奇利和他的研究生埃克特计划采用电子管（真空管）建造一台通用计算机。1946年2月，由美国宾夕法尼亚大学研制的世界上第一台通用计算机——电子数字积分计算机（Electronic Numerical Integrator And Computer，ENIAC）诞生了，如图1-1所示。

图1-1　世界上第一台通用计算机ENIAC

ENIAC的主要元件是电子管，每秒可完成约5000次加法运算、300多次乘法运算。ENIAC重约30t，占地约170m2，采用18800多个电子管、1500多个继电器、7000个电阻器和10000多个电容器，每小时耗电量约为150kW·h。虽然ENIAC体积庞大、性能不佳，但它的出现具有划时代的意义，它开创了电子技术发展的新时代——“计算机时代”。

同一时期，离散变量自动电子计算机（Electronic Discrete Variable Automatic Computer，EDVAC）研制成功，这是当时理论上运算速度最快的计算机，其主要设计理论是采用二进制和存储程序工作方式。

从第一台通用计算机ENIAC诞生至今，计算机技术已成为发展最快的现代技术之一。根据计算机所采用的物理器件，可以大致将计算机的发展分为4个阶段，如表1-1所示。

表1-1　计算机发展的4个阶段