❶ 現代通用計算機的雛形是什麼
現代通用電腦的雛形應該是電子管電腦。
自1946年第一台電腦誕生起,至今不過短短半個多世紀歷史,然而,它的發展之迅速、普及之廣泛、對整個社會和科學技術影響之深遠,是任何其它學科所不及的。半個多世紀以來,電腦已經發展了四代,現在正向第五代電腦發展。第一代電腦叫做電子管電腦,體積龐大,可靠性差,輸入輸出設備有限,內存容量只有數百字到數千字,主要以單機方式完成計算,數據表示為定點數。
第二代電腦叫做晶體管電腦,用鐵淦氧磁心和磁碟作為存儲器,體積和質量比電子管電腦小,運算速度進一步提高。
第三代電腦叫做集成電路電腦,包括小規模集成電路和中規模集成電路,用半導體存儲器取代了鐵淦氧磁心存儲器,採用了微程序控制技術。
第四代電腦叫做超大規模集成電路電腦,主存儲器是集成度很高的半導體存儲器。20世紀80年代末期出現了多媒體電腦。
❷ 分析機的巴貝奇和差分機
對於蒸汽朋克文化是圖騰一般的存在。在下列網站,你能瞻仰到後人按照巴貝奇的圖紙所製造出的精巧絕倫的機械式計算機。
巴貝奇的差分機
Babbage』s Difference Engine #1 差分機(設計製造,成功)
Babbage』s Difference Engine #2 大型差分機(設計製造,失敗)
Babbage』s Analytical Engine 分析機(設計,未製造)
由其他人設計製造的幾種差分機
Scheutz brothers』 Difference Engine
The author』s Meccano Difference Engine #1
The author』s Meccano Difference Engine #2
Andrew Carol』s LEGO Difference Engine (樂高玩具版本)
巴貝奇他爸爸是英國銀行家,甚是有錢,在巴貝奇小時候就找許多家教輔導他學習。巴貝奇也努力,一路念到劍橋大學,都是班裡的尖子生。他從劍橋大學畢業後留校,在數學領域造詣頗深,20多歲就加入了英國皇家學會(牛逼程度相當於畢業沒幾年的大學生成為了中國科學院院士)。巴貝奇用從20歲到30歲之間的十年時間研製成功了差分機,以其計算速度和精度震驚科學界,也讓政府同意出資研究其下一代機械式計算機——大型差分機。但受當時的加工精度限制,巴貝奇又總在工廠加工零部件的同時在圖紙上修修改改,經常導致大批量的零件返工。如此折騰了20年,巴貝奇花光了所有的錢,宣布製造失敗。然後他用了兩年時間總結失敗的教訓,在50歲的時候,這個倔強的老頭子開始設計更為復雜精密的分析機。分析機具有現代電子計算機的全部特徵,有它自己設計獨特的「鍵盤」、「顯示器」、「CPU」、「內存」等等現代計算機的關鍵部件,只是不用電源而已。當然,分析機的製造最後還是失敗了。左側的圖片就是巴貝奇設計出的這些漂亮機器,差不多在設計完畢200來年才被製造出來。我們的悲哀,也映照著巴貝奇的偉大。
第二個差分機的完成
英國數學家查爾斯·巴貝奇是可編程計算機的發明者,計算機的先驅。他設計過的計算機器有差分機、分析機和第二個差分機。其中第二個差分機在1849年設計出來卻在有生之年只實現了很小一部分。這台機器可以進行相當復雜的數學計算,具有31位精度。
❸ 機械設計都有哪些現代設計方法
機械設計的現代設計方法:
一、專業現代
由機械設計和計算機專業人員共同開發的計算機軟體,能夠反映和描述機械產品在實際工況下的各種損傷、失效和破壞的機理,可以定量分析和計算機械零件和機械的動態行為,並形成固定的設計程序,這就是專業的現代設計方法,如:振動分析和設計,摩擦學設計,熱力學傳熱設計,強度、剛度設計,溫度場分析等等。這些軟體都是在傳統的設計方法基礎上,應用計算機技術開發出來的。例如:用Pro/M軟體分析機械裝置的動態特性,用ANSYS軟體分析應力都是這方面很好的例子,為准確判斷裝置的可靠性和選擇設計參數奠定了基礎。
二、通用現代
為了滿足機械產品性能的高要求,在機械設計中大量採用計算機技術進行輔助設計和系統分析,這就是通用的現代設計方法。常見的方法包括優化、有限元、可靠性、模擬、專家系統、CAD等。這些方法並不只是針對機械產品去研究,還有其自身的科學理論和方法。
1、優化設計
機械優化設計是最優化技術在機械設計領域的移植和應用,其基本思想是根據機械設計的理論,方法和標准規范等建立一反映工程設計問題和符合數學規劃要求的數學模型,然後採用數學規劃方法和計算機計算技術自動找出設計問題的最優方案。它是機械設計理論與優化數學、電子計算機相互結合而形成的一種現代設計方法。
2、模擬與虛擬設計
計算機模擬技術是以計算機為工具「建立實際或聯想的系統模型」並在不同條件下對模型進行動態運行實驗的一門綜合性技術。而虛擬技術的本質是以計算機支持的模擬技術為前提,在產品設計階段,實時地並行地模擬出產品開發全過程及其對產品設計的影響,預測產品性能、產品製造成本、產品的可製造性、產品的可維護性和可拆卸性等,從而提高產品設計的一次成功率。這種方法不但縮短產品開發周期,也實現了縮短產品開發與用戶之間的距離。
3、有限元設計
這種方法是利用數學近似的方法對真實物理系統(幾何和載荷工況)進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素,即單元,就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。它不僅能用於工程中復雜的非線行問題、非穩態問題的求解,而且還可用於工程設計中進行復雜結構的靜態和動力分析,並能准確地計算形狀復雜零件的應力分布和變形,成為復雜零件強度和剛度計算的有力分析工具。
4、模糊設計
它是將模糊數學知識應用到機械設計中的一種設計方法。機械設計中就存在大量的模糊信息。如機械零部件設計中,零件的安全系數往往從保守觀點出發,取較大值而不經濟,但在其允許的范圍內存在很大的模糊區間。機械產品的開發在各階段常會遇到各種模糊問題,雖然這些問題的特點、性質及對計策的要求不盡相同,但所採取的模糊分析方法是相似的。它的最大特點是,可以將各因素對設計結果的影響進行全面定量地分析,得出綜合的數量化指標,作為選擇決斷的依據。
機械設計是機械工程的重要組成部分,是機械生產的第一步,是決定機械性能的最主要的因素。機械設計的努力目標是:在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識和計算手段等)下設計出最好的機械,即做出優化設計。優化設計需要綜合地考慮許多要求,一般有:最好工作性能、最低製造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環境污染。這些要求常是互相矛盾的,而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。設計者的任務是按具體情況權衡輕重,統籌兼顧,使設計的機械有最優的綜合技術經濟效果。過去,設計的優化主要依靠設計者的知識、經驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統分析等新學科的發展,製造和使用的技術經濟數據資料的積累,以及計算機的推廣應用,優化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學計算。
❹ 機器語言是怎麼被人類發明出來的
現在我們所說的計算機,其全稱是通用電子數字計算機,「通用」是指計算機可服務於多種用途,「電子」是指計算機是一種電子設備,「數字」是指在計算機內部一切信息均用0和1的編碼來表示。計算機的出現是20世紀最卓越的成就之一,計算機的廣泛應用極大地促進了生產力的發展。 一、計算工具的發展簡史 自古以來,人類就在不斷地發明和改進計算工具,從古老的「結繩記事」,到算盤、計算尺、差分機,直到1946年第一台電子計算機誕生,計算工具經歷了從簡單到復雜、從低級到高級、從手動到自動的發展過程,而且還在不斷發展。回顧計算工具的發展歷史,從中可以得到許多有益的啟示。 1. 手動式計算工具 人類最初用手指進行計算。人有兩只手,十個手指頭,所以,自然而然地習慣用手指記數並採用十進制記數法。用手指進行計算雖然很方便,但計算范圍有限,計算結果也無法存儲。於是人們用繩子、石子等作為工具來延長手指的計算能力,如中國古書中記載的「上古結繩而治」,拉丁文中「Calculus」的本意是用於計算的小石子。 最原始的人造計算工具是算籌,我國古代勞動人民最先創造和使用了這種簡單的計算工具。算籌最早出現在何時,現在已經無法考證,但在春秋戰國時期,算籌使用的已經非常普遍了。根據史書的記載,算籌是一根根同樣長短和粗細的小棍子,一般長為13~14cm,徑粗0.2~0.3cm,多用竹子製成,也有用木頭、獸骨、象牙、金屬等材料製成的。算籌採用十進制記數法,有縱式和橫式兩種擺法,這兩種擺法都可以表示1、2、3、4、5、6、7、8、9九個數字,數字0用空位表示。算籌的記數方法為:個位用縱式,十位用橫式,百位用縱式,千位用橫式,……,這樣從右到左,縱橫相間,就可以表示任意大的自然數了。 計算工具發展史上的第一次重大改革是算盤,也是我國古代勞動人民首先創造和使用的。算盤由算籌演變而來,並且和算籌並存競爭了一個時期,終於在元代後期取代了算籌。算盤輕巧靈活、攜帶方便,應用極為廣泛,先後流傳到日本、朝鮮和東南亞等國家,後來又傳入西方。算盤採用十進制記數法並有一整套計算口訣,例如「三下五除二」、「七上八下」等,這是最早的體系化演算法。算盤能夠進行基本的算術運算,是公認的最早使用的計算工具。 1617年,英國數學家約翰·納皮爾(John Napier)發明了Napier乘除器,也稱Napier算籌。Napier算籌由十根長條狀的木棍組成,每根木棍的表面雕刻著一位數字的乘法表,右邊第一根木棍是固定的,其餘木棍可以根據計算的需要進行拼合和調換位置。Napier算籌可以用加法和一位數乘法代替多位數乘法,也可以用除數為一位數的除法和減法代替多位數除法,從而大大簡化了數值計算過程。 1621年,英國數學家威廉·奧特雷德(William Oughtred)根據對數原理發明了圓形計算尺,也稱對數計算尺。對數計算尺在兩個圓盤的邊緣標注對數刻度,然後讓它們相對轉動,就可以基於對數原理用加減運算來實現乘除運算。17世紀中期,對數計算尺改進為尺座和在尺座內部移動的滑尺。18世紀末,發明蒸汽機的瓦特獨具匠心,在尺座上添置了一個滑標,用來存儲計算的中間結果。對數計算尺不僅能進行加、減、乘、除、乘方、開方運算,甚至可以計算三角函數、指數函數和對數函數,它一直使用到袖珍電子計算器面世。即使在20世紀60年代,對數計算尺仍然是理工科大學生必須掌握的基本功,是工程師身份的一種象徵。 2. 機械式計算工具 17世紀,歐洲出現了利用齒輪技術的計算工具。1642年,法國數學家帕斯卡(Blaise Pascal)發明了帕斯卡加法器,這是人類歷史上第一台機械式計算工具,其原理對後來的計算工具產生了持久的影響。帕斯卡加法器是由齒輪組成、以發條為動力、通過轉動齒輪來實現加減運算、用連桿實現進位的計算裝置。帕斯卡從加法器的成功中得出結論:人的某些思維過程與機械過程沒有差別,因此可以設想用機械來模擬人的思維活動。 德國數學家萊布尼茨(G .W .Leibnitz)發現了帕斯卡一篇關於「帕斯卡加法器」的論文,激發了他強烈的發明慾望,決心把這種機器的功能擴大為乘除運算。1673年,萊布尼茨研製了一台能進行四則運算的機械式計算器,稱為萊布尼茲四則運算器。這台機器在進行乘法運算時採用進位-加(shift-add)的方法,後來演化為二進制,被現代計算機採用。 萊布尼茨四則運算器在計算工具的發展史上是一個小高潮,此後的一百多年中,雖有不少類似的計算工具出現,但除了在靈活性上有所改進外,都沒有突破手動機械的框架,使用齒輪、連桿組裝起來的計算設備限制了它的功能、速度以及可靠性。 1804年,法國機械師約瑟夫·雅各(Joseph Jacquard)發明了可編程織布機,通過讀取穿孔卡片上的編碼信息來自動控制織布機的編織圖案,引起法國紡織工業革命。雅各織布機雖然不是計算工具,但是它第一次使用了穿孔卡片這種輸入方式。如果找不到輸入信息和控制操作的機械方法,那麼真正意義上的機械式計算工具是不可能出現的。直到20世紀70年代,穿孔卡片這種輸入方式還在普遍使用。 19世紀初,英國數學家查爾斯·巴貝奇(Charles Babbage)取得了突破性進展。巴貝奇在劍橋大學求學期間,正是英國工業革命興起之時,為了解決航海、工業生產和科學研究中的復雜計算,許多數學表(如對數表、函數表)應運而生。這些數學表雖然帶來了一定的方便,但由於採用人工計算,其中的錯誤很多。巴貝奇決心研製新的計算工具,用機器取代人工來計算這些實用價值很高的數學表。 1822年,巴貝奇開始研製差分機,專門用於航海和天文計算,在英國政府的支持下,差分機歷時10年研製成功,這是最早採用寄存器來存儲數據的計算工具,體現了早期程序設計思想的萌芽,使計算工具從手動機械躍入自動機械的新時代。 1832年,巴貝奇開始進行分析機的研究。在分析機的設計中,巴貝奇採用了三個具有現代意義的裝置: ⑴ 存儲裝置:採用齒輪式裝置的寄存器保存數據,既能存儲運算數據,又能存儲運算結果; ⑵ 運算裝置:從寄存器取出數據進行加、減、乘、除運算,並且乘法是以累次加法來實現,還能根據運算結果的狀態改變計算的進程,用現代術語來說,就是條件轉移; ⑶ 控制裝置:使用指令自動控制操作順序、選擇所需處理的數據以及輸出結果。 巴貝奇的分析機是可編程計算機的設計藍圖,實際上,我們今天使用的每一台計算機都遵循著巴貝奇的基本設計方案。但是巴貝奇先進的設計思想超越了當時的客觀現實,由於當時的機械加工技術還達不到所要求的精度,使得這部以齒輪為元件、以蒸汽為動力的分析機一直到巴貝奇去世也沒有完成。 3. 機電式計算機 1886年,美國統計學家赫爾曼·霍勒瑞斯(Herman Hollerith)借鑒了雅各織布機的穿孔卡原理,用穿孔卡片存儲數據,採用機電技術取代了純機械裝置,製造了第一台可以自動進行加減四則運算、累計存檔、製作報表的製表機,這台製表機參與了美國1890年的人口普查工作,使預計10年的統計工作僅用1年零7個月就完成了,是人類歷史上第一次利用計算機進行大規模的數據處理。霍勒瑞斯於1896年創建了製表機公司TMC公司,1911年,TMC與另外兩家公司合並,成立了CTR公司。1924年,CTR公司改名為國際商業機器公司(International Business Machines Corporation),這就是赫赫有名的IBM公司。 1938年,德國工程師朱斯(K.Zuse)研製出Z-1計算機,這是第一台採用二進制的計算機。在接下來的四年中,朱斯先後研製出採用繼電器的計算機Z-2、Z-3、Z-4。Z-3是世界上第一台真正的通用程序控制計算機,不僅全部採用繼電器,同時採用了浮點記數法、二進制運算、帶存儲地址的指令形式等。這些設計思想雖然在朱斯之前已經提出過,但朱斯第一次將這些設計思想具體實現。在一次空襲中,朱斯的住宅和包括Z-3在內的計算機統統被炸毀。德國戰敗後,朱斯流亡到瑞士一個偏僻的鄉村,轉向計算機軟體理論的研究。 1936年,美國哈佛大學應用數學教授霍華德·艾肯(Howard Aiken)在讀過巴貝奇和愛達的筆記後,發現了巴貝奇的設計,並被巴貝奇的遠見卓識所震驚。艾肯提出用機電的方法,而不是純機械的方法來實現巴貝奇的分析機。在IBM公司的資助下,1944年研製成功了機電式計算機Mark-I。Mark-I長15.5米,高2.4米,由75萬個零部件組成,使用了大量的繼電器作為開關元件,存儲容量為72個23位十進制數,採用了穿孔紙帶進行程序控制。它的計算速度很慢,執行一次加法操作需要0.3秒,並且雜訊很大。盡管它的可靠性不高,仍然在哈佛大學使用了15年。Mark-I只是部分使用了繼電器,1947年研製成功的計算機Mark-Ⅱ全部使用繼電器。 艾肯等人製造的機電式計算機,其典型部件是普通的繼電器,繼電器的開關速度是1/100秒,使得機電式計算機的運算速度受到限制。20世紀30年代已經具備了製造電子計算機的技術能力,機電式計算機從一開始就註定要很快被電子計算機替代。事實上,電子計算機和機電式計算機的研製幾乎是同時開始的。 4. 電子計算機 1939年,美國依阿華州大學數學物理學教授約翰·阿塔納索夫(John Atanasoff)和他的研究生貝利(Clifford Berry)一起研製了一台稱為ABC(Atanasoff Berry Computer)的電子計算機。由於經費的限制,他們只研製了一個能夠求解包含30個未知數的線性代數方程組的樣機。在阿塔納索夫的設計方案中,第一次提出採用電子技術來提高計算機的運算速度。 第二次世界大戰中,美國賓夕法尼亞大學物理學教授約翰"莫克利(John Mauchly)和他的研究生普雷斯帕"埃克特(Presper Eckert)受軍械部的委託,為計算彈道和射擊表啟動了研製ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)的計劃,1946年2月15日,這台標志人類計算工具歷史性變革的巨型機器宣告竣工。ENIAC是一個龐然大物,共使用了18 000多個電子管、1 500多個繼電器、10 000多個電容和7 000多個電阻,佔地167平方公尺,重達30噸。ENIAC的最大特點就是採用電子器件代替機械齒輪或電動機械來執行算術運算、邏輯運算和存儲信息,因此,同以往的計算機相比,ENIAC最突出的優點就是高速度。ENIAC每秒能完成5 000次加法,300多次乘法,比當時最快的計算工具快1 000多倍。ENIAC是世界上第一台能真正運轉的大型電子計算機,ENIAC的出現標志著電子計算機(以下稱計算機)時代的到來。 雖然ENIAC顯示了電子元件在進行初等運算速度上的優越性,但沒有最大限度地實現電子技術所提供的巨大潛力。ENIAC的主要缺點是:第一,存儲容量小,至多存儲20個10位的十進制數;第二,程序是「外插型」的,為了進行幾分鍾的計算,接通各種開關和線路的准備工作就要用幾個小時。新生的電子計算機需要人們用千百年來製造計算工具的經驗和智慧賦予更合理的結構,從而獲得更強的生命力。 1945年6月,普林斯頓大學數學教授馮"諾依曼(Von Neumann)發表了EDVAC(Electronic Discrete Variable Computer,離散變數自動電子計算機)方案,確立了現代計算機的基本結構,提出計算機應具有五個基本組成成分:運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備,描述了這五大部分的功能和相互關系,並提出「採用二進制」和「存儲程序」這兩個重要的基本思想。迄今為止,大部分計算機仍基本上遵循馮"諾依曼結構。 需要強調的是,EDVAC方案是集體智慧的結晶,馮"諾依曼的偉大功績在於他運用雄厚的數理知識和非凡的分析、綜合能力,在EDVAC的總體配置和邏輯設計中起到了關鍵的作用。可以說,現代計算機的發明決不是僅憑傑出科學家的個人努力就能完成的事業,研製電子計算機不僅需要巨大的資金,而且需要數學家、邏輯學家、電子工程師以及組織管理人員的密切合作,需要團隊的共同努力。
❺ 現代通用計算機的雛形是什麼
現代通用計算機的雛形是查爾斯·巴貝奇於1834年設計的分析機。
❻ 1834年,巴貝奇設計的什麼是現代計算機的雛形
在計算機發展史上,差分機和分析機佔有重要的地位。它們的研製者查爾斯·巴貝奇是英國人,他出生於1971年12月26日,19歲時考入劍橋大學三一學院攻讀數學與化學。差分機和分析機的研製者巴貝奇
18世紀下半葉,法國政府決定在數學上採用十進制,因而大量數表,特別是三角函數表及有關的對數表,而要重新計算,這是一項浩繁的計算工程。法國政府的這一改革雖然沒有得到全面實施,但卻引起了英國人巴貝奇的興趣。他認為可以使機器按照一定的程序去做一系列簡單的計算,代替人去完成一些復雜,繁瑣的計算工作。於是巴貝奇萌發出了採用機器來編制數表的想法。巴貝奇從用差分表計算數表的做法中得到啟發,經過10年的努力,設計出一種能進行加減計算並完成數表編制的自動計算裝置,他把它稱為「差分機」。1822年,他試制出了一台樣機。
這台差分機可以保存3個5位的十進制數,並進行加法運算,還能列印結果。它是一種供製表人員使用的專用機。但是它的傑出之處是,能按照設計者的控制自動完成一連串的運算,體現了計算機最早的程序設計。這種程序設計思想的創見,為現代計算機的發展開辟了道路。
1834年,巴貝奇又完成了一項新計算裝置的構想。他考慮到,計算裝置應該具有通用性,能解決數學上的各種問題。它不僅可以進行數字運算,而且還能進行邏輯運算。巴貝奇把這種裝置命名為「分析機」。它是現代通用數字計算機的前身。按巴貝奇的方案,分析機以蒸汽為動力,通過大量齒輪來傳動。它的內存儲器的容量比後來20世紀40年代出現的電子計算機ENIAC還要大一些。因為它太龐大了,所以它沒有被製造出來。
巴貝奇的分析機由三部分構成。第一部分是保存數據的齒輪式寄存器,巴貝奇把它稱為「堆棧」,它與差分機中的相類似,但運算不在寄存器內進行,而是由新的機構來實現。第二部分是對數據進行各種運算的裝置,巴貝奇把它命名為「工場」。第三部分是對操作順序進行控制,並對所要處理的數據及輸出結果加以選擇的裝置。它相當於現代計算機的控制器.這是巴貝奇於19世紀20年代製造的差分機
為了加快運算的速度,巴貝奇設計了先進的進位機構。他估計,使用分析機完成一次50位數的加減只要1秒種,相乘則要1分鍾。計算時間約為第一台電子計算機的100倍。
巴貝奇在分析機的計算設備上採用穿孔卡,這是人類計算技術史上的一次重大飛躍。巴貝奇曾在巴黎博覽會上見過雅卡爾穿孔卡編織機。雅卡爾穿孔卡編織機要在織物上編織出各種圖案,預先把經紗提升的程序在紙卡上穿孔記錄下來,利用不同的穿孔卡程序織出許多復雜花紋的圖案。巴貝奇受到啟發,把這種新技術用到分析機上來,從而能對計算機下命令,讓它按任何復雜的公式去計算。
現代計算機的設計思想,與100多年前巴貝奇的分析機幾乎完全相同。巴貝奇的分析機同現代計算機一樣可以編程,而且分析機所涉及到的有關程序方面的概念,也與現代計算機一致。 網上找到的~希望你能用的上~
❼ 早期的馮諾依曼型計算機以運算器為中心,而現代計算機已發展變化為以存儲器為中心,請嘗試分析二者的區別.
一.計算機之父
1946年,世界上第一台電子計算機 ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator—電子數字積分器和計算器)在美國誕生,人們稱之為新的工業革命的開始,世界文明進入了一個嶄新時代。
早在13世紀,我國就發明了算盤,這是世界公認的最早的計算工具。促進計算工具研究發展的最初動力是編制初等函數表(如正弦、餘弦、對數等等)。目前,已有幾百種高精度的數學表,但在幾個世紀前,一個人要用一生的時間才能計算出一種數學表。例如,對數是蘇格蘭數學家納皮爾(John Napier)在 1600年左右發明的,到 1624年亨利·布利格斯(Henrg Briggs)製成對數表(到第14位小數)。 1642年,法國哲學家兼數學家布累斯·巴斯柯(Blaise Pascal)發明了第一台真正的機械計算器——加法器(Pascaline)。1777年,英國邏輯學家馬洪(Charles Mahon)發明邏輯演示器(Logic Demons Trator),能解決傳統的演繹推理、概率以及邏輯形式的數值問題。英國劍橋大學的查爾斯·巴貝奇(Charles Babbage)教授在馬洪的邏輯演示器的激勵下,於1822年研製成機械差分機,它能自動進行6次多項式計算,實際上被用來進行各種教學表的計算。 1833年,巴貝奇構想了一種新型的分析機(Analyfical Engine),分析機不但能夠完成所有的算術運算,而且基本上可以將這些運算聯系起來解決任何算術問題。該分析機由四個基本部件構成:存儲庫、運算室、傳送機構和送人取出機構。因此說,巴貝奇的分析機的重大貢獻在於它包括了現代計算機的五大裝置:輸入、控制、運算、存儲和輸出裝置。目前,國際計算機界公認巴貝奇為當之無愧的計算機之父。
二.計算機科學之父
計算機理論的研究對計算機的誕生與發展起著至關重要的作用。從 1833年巴貝奇設計的機械分析機,到 1946年第一台電子計算機誕生,其間製造的各種機械型或機電型的計算機,包括第一台電子計算機及初期的幾台計算機,都僅僅是一種計算工具,僅僅是代替人們完成繁雜的計算任務。計算機復雜潛能的開發和在廣泛領域中的應用,是隨著計算機科學(Computer Science)的發展而逐步進行的。在計算機科學的奠基和發展中,英國科學家圖靈(Alan Mathison Turing)做出了傑出的貢獻。早在 1936年,圖靈發表了《論可計算數及其在密碼問題的應用》的著名論文,首次提出了邏輯機的通用模型——圖靈機的概念。圖靈機對數字計算機的一般結構、可實現性和局限性產生了深遠影響,為可計算性理論奠定了基礎。在1939年至1945年間,圖靈是英國外交部破譯德軍密碼的主要成員,利用他設計的破譯機一次次成功地破譯了法西斯的密電。1945年,他起草了關於自動計算機器ACE(Automatic Computing Engine)的報告,描述了存儲程序概念在計算機中的應用,闡明了電子程序實現某些運算而程序員不必了解機器內部的操作細節,從而預言了高級語言的功能,並想像出遠程終端的使用。1950年,圖靈發表了另一篇著名論文《計算機器與智能》(Computing Machinery and Intelligence),指出如果一台機器對質問的響應與人類做出的響應無法區別,那麼這台機器就具有智能。今天,人們把這一論斷稱為圖靈測試,它奠定了人工智慧的理論基礎。至1954年圖靈去世,鑒於他在計算機理論方面的創造性的奠基工作,計算機界稱他為計算機科學之父。
三.現代計算機為什麼又稱為馮.諾依曼型計算機
軍事上的需要是推動計算機發展的另一個動力。在第二次世界大戰期間, 1935年,布希博土(Vannerer Bush)及其助手在馬薩諸塞理工學院開始設計大型計算器,於 1942年完成,被廣泛用於計算炮擊表。決定製造第一台電子計算機ENIAC的是美國陸軍軍械部。 1942年物理學家約翰.莫奇萊教授(John Mauchly)建議製造一台電子計算機來完成彈道表的計算。次年,他和埃克特博士(J.Presper Echert) 開始研製ENIAC。同年,美國陸軍決定支持並採納這個方案。到 1946年 2月 15日, ENIAC成功地投入運行。此後的許多大型計算機也是應軍事的需要而建造的,如第一台億次計算機 ILLIAC IV則是為反導彈系統設計的。馮·諾依曼(John Vou Neumann)等人總結了設計 ENIAC的實踐,完善了計算機設計理論,於 1946年 6月 28日發表了《關於電子計算機邏輯設計的初步討論》學術報告。它的重要貢獻之一是把二進制系統應用到計算機上,之二是把程序和數據一起作者:
❽ 什麼是現代通用計算機的雛形a查爾斯巴貝奇於1834年設計的分析機
「查爾斯·巴貝奇於 1834 年設計的分析機」是現代通用計算機的雛形。
分析機是由英國數學家查爾斯·巴貝奇設計的一種機械式通用計算機。分析機由蒸汽機驅動,大約有30米長、10米寬。它使用打孔紙帶輸入,採取最普通的十進制計數。
分析機(AnalyticalEngine)算得上是世界上第一台計算機。
十九世紀三十年代,英國數學家、發明家查爾斯·巴貝爾設計了分析機。分析機採用的一些計算機思想延用至今。分析機包括的存儲和碾磨,就非常類似於今天計算機中採用的內存和處理器。輸入和輸出都採用打孔卡(十九世紀Jacquard發明的一種卡片)進行。巴貝爾1834年開始進行分析機的研究工作。他把分析機製造成了由黃銅配件組成,用蒸汽驅動的機器。當時,分析機的出現並沒有帶來石破天驚的震撼,也沒有被廣泛的接受。
參考鏈接:分析機_網路
http://ke..com/view/5216016.htm
❾ 世界上第一台機械計算機是誰發明的
1642年,法國數學家帕斯卡發明了世界上第一台機械計算機。這台計算機是像鍾表那樣利用齒輪傳動來實現進位,計算時要用小鑰匙逐個撥動各個數位上的齒輪,計算結果則在帶數字小輪的另一個讀數孔中顯示出來,計算結束後還要逐個恢復0位。這台計算機只能做加減法,操作也非常復雜,但在當進是一個了不起的發明,成了計算工具變革的起點。以它為基礎,此後人們發明了手搖計算機。
手搖機械計算機及後來的電動計算機,由於四項運算都需要計算人員的親自操作使得計算速度受到限制。為了這一缺點,英國的數學家和管理學家查爾斯·巴貝奇,花費了幾十年的時間,於1833年構思了一種分析機。這種分析機用刻有數字的輪子來存儲數據,通過齒輪的旋轉進行計算,用一組齒輪和杠桿構成的裝置傳送數據,用穿孔卡片輸入程序和數據,用穿孔卡片和列印機輸出計算結果。由於受當時技術條件的局限,巴貝奇耗費了大量資金也沒有獲得成功,只是搞了一個機器模型。但是,他的設想為現代電子計算機的誕生奠定了基礎。因而這個機器模型至今還被英國康辛頓博物館收藏著。1890年,霍勒力斯依據巴貝奇的設計,製造了一台機器,在美國人口普查工作中大放光彩。
❿ 機器語言是怎麼被人類發明出來的
機器語言(又稱第一代語言)是計算機的CPU能直接識別和執行的語言。每當設計一台計算機,同時也設計出一種該計算機可執行的語言——機器語言。機器語言就是機器指令的集合,而機器指令就是用二進制代碼表示的。因此機器語言就是隨著計算機一起被人們發明出來的