计算机世界,简明计算机历史——那些改变计算世界的传奇人物和伟大产品

　　计算机的发展可追溯至200多年前。起初，计算机是数学家和企业家们的概念化产品。在19世纪期间，为应对日益复杂的数字运算，人们设计并制造了机械计算机。随着技术进步，到20世纪初，计算机变得更加复杂，体积更大，运算能力也更强。

　　5代计算机

　　如今的计算机，与19世纪的设计（如查尔斯·巴贝奇的分析机）相比，几乎不可同日而语；即便与20世纪占据整间房间的庞大计算机，如电子数字积分器和计算器（ENIAC）相比，也已截然不同。

　　以下是计算机的发展简史，让我们一起看看计算机是如何从原始的数字运算工具，发展到当今可上网、运行游戏、播放多媒体的强大现代计算机。

　　19世纪

　　1801年：法国商人兼发明家约瑟夫·玛丽·雅卡尔发明了一种织布机，该机器使用打孔木卡自动编织布料图案。早期计算机的打孔卡设计便受此启发。

　　1821年：英国数学家查尔斯·巴贝奇构想出一种蒸汽驱动的计算机，能够计算数字表格。根据明尼苏达大学资料，这一名为“差分机”的项目获得英国政府资助，但因当时技术限制而未能成功。

　　差分机

　　1848年：英国数学家、诗人拜伦勋爵的女儿艾达·洛芙莱斯编写了世界上第一个计算机程序。据德国明斯特大学理论数学教授安娜·西弗特称，洛芙莱斯在将一篇关于巴贝奇分析机的论文从法语翻译成英语时，编写了第一个程序。西弗特在为马克斯·普朗克学会撰写的一篇文章中写道：“她还对文本提供了自己的评论。她的注释可以简单地称为‘笔记’，然而却是实际译文的三倍长。”西弗特还指出：“洛芙莱斯还为用巴贝奇机器计算伯努利数添加了分步描述，而这基本上是一个算法，因此她成为世界上第一位计算机程序员。”伯努利数是计算中常用的一系列有理数。

　　第一位程序员、拜伦勋爵的女儿艾达·洛芙莱斯

　　1853年：瑞典发明家佩尔·乔治·舒茨及其子爱德华设计出世界上第一台打印计算器。据乌塔·C·默茨巴赫在《乔治·舒茨与第一台打印计算器》一书中介绍，这台机器是首台能够“计算表格差值并打印结果”的计算装置。

　　1890年：赫尔曼·霍勒里斯设计了一种打孔卡系统，以帮助计算1890年美国人口普查。据哥伦比亚大学称，这台机器为政府节省了数年的计算时间，并为美国纳税人节省了大约500万美元。霍勒里斯后来成立了一家公司，而该公司就是后来大名鼎鼎的国际商业机器公司（IBM）。

　　20世纪上半叶

　　1931年：据斯坦福大学资料，麻省理工学院的瓦内瓦尔·布什发明并制造了首台大型自动通用机械模拟计算机，即差分分析仪。

　　1936年：英国科学家兼数学家艾伦·图灵在论文《论可计算数……》中提出了通用机器原理，即图灵机。图灵机能够计算任何可计算问题，其理念构成现代计算机的核心概念。根据英国国家计算机博物馆资料，图灵后来参与了图灵-韦尔奇曼炸弹机的开发——一种二战期间用于破译纳粹密码的机电装置。

　　艾伦·图灵

　　1937年：爱荷华州立大学物理学和数学教授约翰·文森特·阿塔纳索夫提交了一份拨款提案，旨在建造第一台不使用齿轮、凸轮、皮带或轴的纯电动计算机。

　　1939年：大卫·帕卡德与比尔·休利特在加利福尼亚帕洛阿尔托创立惠普公司。据麻省理工学院资料，两人通过掷硬币确定公司名称，最初总部设在帕卡德的车库中。

　　惠普公司的起点

　　1941年：据杰拉德·奥雷根《计算简史》记载，德国发明家兼工程师康拉德·楚泽完成Z3计算机，这是世界上最早的数字计算机。该机在二战期间柏林轰炸中被毁。楚泽战后离开德国首都，并于1950年推出世界首台商用数字计算机Z4。

　　1941年：阿塔纳索夫与他的研究生克利福德·贝里设计了美国首台数字电子计算机——阿塔纳索夫-贝里计算机（ABC）。据《计算机的诞生》（2016年）介绍，该机首次实现了信息存储在主内存，并能每15秒执行一次运算。

　　1945年：宾夕法尼亚大学教授约翰·莫奇利与J·普雷斯珀·埃克特设计并建造了电子数字积分器和计算器（ENIAC）。据埃德温·D·赖利的著作《计算机科学与信息技术里程碑》记载，这是首台“自动、通用、电子、十进制数字计算机”。

　　ENIAC

　　1946年：莫奇利和普雷斯珀离开宾夕法尼亚大学，并获得了人口普查局的资助，以建造第一台用于商业和政府应用的商用计算机UNIVAC。

　　1947年：贝尔实验室的威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿发明了晶体管。他们发现如何用固体材料制造电开关，而无需真空管。

　　1949年：据奥雷根称，剑桥大学的一个团队开发了电子延迟存储自动计算器（EDSAC），这是“第一台实用的存储程序计算机”。奥雷根写道：“EDSAC于1949年5月运行了它的第一个程序，当时它计算了一个平方数表和一个质数列表。”1949年11月，科学与工业研究委员会（CSIR，现称CSIRO）的科学家们建造了澳大利亚第一台数字计算机，名为科学与工业研究委员会自动计算机（CSIRAC）。据奥雷根称，CSIRAC是世界上第一台可以播放音乐的数字计算机。

　　20世纪下半叶

　　1953年：根据美国国家历史博物馆资料，格雷斯·霍珀开发了首种计算机语言，该语言最终被命名为COBOL，意为“通用商业导向语言”（COmmon Business-Oriented Language）。霍珀在其追授总统自由勋章的表彰中被誉为“软件第一夫人”。同年，IBM首席执行官托马斯·约翰逊·沃森之子小托马斯·沃森设计了IBM 701 EDPM，用于在朝鲜战争期间协助联合国进行数据监控。

　　格雷斯·霍珀

　　1954年：据麻省理工学院资料，约翰·巴库斯及其IBM程序员团队发表论文，介绍了新开发的FORTRAN编程语言，其名称为“公式翻译”（FORmula TRANslation）的缩写。

　　1958年：杰克·基尔比与罗伯特·诺伊斯发明了集成电路，即计算机芯片。基尔比凭这一贡献获得诺贝尔物理学奖。

　　1968年：据道格·恩格尔巴特研究所，道格拉斯·恩格尔巴特在旧金山秋季联合计算机大会上展示了现代计算机原型。他的演讲题为《增强人类智力的研究中心》，现场演示包括鼠标和图形用户界面（GUI），标志着计算机从学术专用设备向普通大众可用技术的转变。

　　道格·恩格尔巴特的现代计算机原型

　　1969年：据贝尔实验室资料，肯·汤普森、丹尼斯·里奇及团队开发了UNIX操作系统，使“异构计算系统的大规模网络化——以及互联网——成为可能”。UNIX团队随后使用从B语言优化而来的C语言继续开发并优化该操作系统。

　　1970年：新成立的英特尔公司推出Intel 1103，这是首款动态随机存取存储器（DRAM）芯片。

　　1971年：由艾伦·舒加特领导的IBM工程师团队发明软盘，实现了不同计算机之间的数据共享。

　　1972年：据美国计算机博物馆资料，德裔美国工程师拉尔夫·贝尔于9月发布世界首款家用游戏机Magnavox Odyssey。数月后，企业家诺兰·布什内尔与雅达利工程师阿尔·阿尔康推出Pong，这是首款商业上成功的电子游戏。

　　1973年：施乐公司研究员罗伯特·梅特卡夫发明以太网，实现多台计算机及其他硬件的互联。

　　1975年：《大众电子》杂志1月刊将Altair 8080用于封面并作为重点报道，称其为“世界上第一款可以与商业型号媲美的微型计算机套件”。看到这期杂志后，“计算机迷”保罗·艾伦和比尔·盖茨提出使用新的BASIC语言为Altair编写软件。4月4日，在这次首次尝试成功后，两位儿时好友成立了他们自己的软件公司——微软。

　　Altair 8080

　　1976年：史蒂夫·乔布斯与史蒂夫·沃兹尼亚克在愚人节创立苹果电脑公司，并推出Apple I。这是首台具备单电路板和只读存储器（ROM）的计算机。

　　Apple I

　　1977年：据奥雷根称，Commodore Personal Electronic Transactor（PET）进入家用计算机市场，配备了MOS Technology 8位6502微处理器，用于控制屏幕、键盘和盒式磁带播放器。PET在教育市场特别成功。

　　1977年：据美国国家历史博物馆称，Radio Shack开始初步生产3000台TRS-80 Model 1计算机，其贬称是“Trash 80”，定价为599美元。根据《TRS-80爱好者如何帮助点燃PC革命》的记载，在一年之内，该公司收到了25万台该计算机的订单。

　　1977年：第一届西海岸计算机展览会在旧金山举行。乔布斯和沃兹尼亚克在展览会上展示了Apple II计算机，该计算机具有彩色图形并配备了用于存储的音频磁带驱动器。

　　乔布斯和沃兹尼亚克

　　1978年：第一款计算机化电子表格程序VisiCalc面世。

　　1979年：由软件工程师西摩·鲁宾斯坦创立的MicroPro International发布了世界上第一款商业上成功的文字处理器WordStar。根据马修·G·柯申鲍姆的著作《追踪变化：文字处理的文学史》记载，WordStar由罗伯·巴纳比编程，包含137000行代码。

　　1981年：IBM发布首台个人电脑“Acorn”，售价1565美元，运行微软MS-DOS操作系统，可选配显示器、打印机、软盘驱动器、扩展内存及游戏适配器。

　　Acorn

　　1983年：据美国国家历史博物馆称，Apple Lisa是第一台配备图形用户界面（GUI）的个人电脑，其名称代表“本地（L）集成（I）软件（S）架构（A）”，同时也是史蒂夫·乔布斯女儿（Lisa）的名字。这台机器还包括下拉菜单和图标。同年，Gavilan SC发布，是第一台采用翻盖式设计的便携式计算机，也是第一台以“笔记本电脑”名义销售的计算机。

　　1984年：在超级碗广告中，苹果麦金塔电脑正式向全世界发布。据NMAH称，麦金塔电脑的零售价为2500美元。

　　1985年：《卫报》报道，为了回应Apple Lisa的图形用户界面，微软于1985年11月发布了Windows。与此同时，Commodore宣布了Amiga 1000。

　　1989年：欧洲核研究组织（CERN）的英国研究员蒂姆·伯纳斯-李提交了他关于未来万维网的提案。他的论文详细阐述了他对超文本标记语言（HTML）的想法，HTML是万维网的基石。

　　1993年：奔腾微处理器的推出，带动了个人电脑图形和音乐应用的发展。

　　1996年：谢尔盖·布林和拉里·佩奇在斯坦福大学开发了谷歌搜索引擎。

　　谷歌logo

　　1997年：微软向当时陷入财务困境的苹果投资1.5亿美元，结束了苹果指控微软抄袭其操作系统的官司。

　　1999年：《连线》报道，Wi-Fi（无线保真）技术问世，最初覆盖范围可达300英尺（约91米）。

　　21世纪

　　2001年：苹果发布Mac OS X，作为标准Mac操作系统的继任者，后更名为OS X，再简称为macOS。据TechRadar报道，OS X经历16个版本，前九个版本的代号均以大型猫科动物命名，第一个版本代号为“Cheetah”（猎豹）。

　　Mac OS X

　　2003年：AMD发布Athlon 64，这是第一款面向个人电脑的64位处理器。

　　2004年：Mozilla公司推出了Mozilla Firefox 1.0。这款网络浏览器是微软旗下Internet Explorer面临的首批主要挑战之一。据网页设计博物馆称，在其运营的头五年里，Firefox的用户下载量超过了10亿次。

　　2005年：谷歌收购Android操作系统，这是一款基于Linux的移动操作系统。

　　2006年：苹果推出MacBook Pro。这是该公司首款基于英特尔的双核移动计算机。

　　2009年：据TechRadar报道，微软于7月22日发布了Windows 7。新操作系统具有将应用程序固定到任务栏、通过摇动另一个窗口来分散窗口、易于访问的跳转列表、更简单的磁贴预览等功能。

　　2010年：苹果发布旗舰平板电脑iPad。

　　乔布斯在iPad发布会

　　2011年：谷歌发布了运行谷歌Chrome操作系统的Chromebook。

　　2015年：苹果发布了Apple Watch。微软发布了Windows 10。

　　2016年：第一台可重新编程的量子计算机问世。马里兰大学的量子物理学家兼光学工程师Shantanu Debnath指出，以往量子计算平台通常针对特定算法设计，而可编程量子计算机可灵活加载新算法。

　　2017年：美国国防高级研究计划局（DARPA）正在开发一个新的“分子信息学”项目，该项目使用分子作为计算单元。DARPA国防科学办公室项目经理安妮·费舍尔在一份声明中说：“化学提供了一系列丰富的特性，我们或许可以利用这些特性来实现快速、可扩展的信息存储和处理。数百万种分子存在，每种分子都有独特的三维原子结构以及形状、大小甚至颜色等变量。这种丰富性为探索编码和处理数据的新颖、多值方式提供了巨大的设计空间，超越了当前基于逻辑的数字架构中的0和1。”

　　2019年：谷歌的一个团队首次展示了量子霸权——创造了一台可以超越最强大经典计算机的量子计算机——尽管只是针对一个没有实际应用、非具体的问题。同年在《自然》杂志上的一篇论文中描述了这台名为“Sycamore”（悬铃木）的计算机。实现量子优势——即量子计算机解决具有实际应用的问题比最强大的经典计算机更快——仍有待时日。

　　2022年：第一台百亿亿次级超级计算机，也是世界上最快的超级计算机“Frontier”，在田纳西州的橡树岭领导计算设施（OLCF）上线。Frontier由慧与公司（HPE）建造，耗资6亿美元，使用了近10000个AMD EPYC 7453 64核CPU和近40000个AMD Radeon Instinct MI250X GPU。这台机器开创了百亿亿次级计算时代，该时代指的是性能可以达到超过一百亿亿次浮点运算（exaFLOP）的系统——百亿亿次浮点运算用于衡量系统的性能。目前只有一台机器——Frontier——能够达到这种性能水平。它目前被用作帮助科学发现的工具。

　　Frontier

　　历史上第一台计算机是什么？

　　根据英国科学博物馆的说法，查尔斯·巴贝奇在19世纪20年代设计的差分机被认为是历史上第一台“机械”计算机。这台机器由蒸汽和手摇曲柄驱动，可以计算一系列数值并将结果打印成表格。

　　差分机

　　历史上五代计算分别是什么？

　　“计算机的五代”是一个用于评估整个计算机历史及其关键技术进步的框架。

　　第一代计算机涵盖了基于真空管的机器，时间是20世纪40年代到50年代。

　　第二代计算机出现于在50年代到60年代之间，发展到包含基于晶体管的计算。

　　在60年代和70年代，基于集成电路的计算催生了第三代计算机。

　　第四代计算机基于微处理器的计算，第五代计算机基于人工智能的计算，当前我们正处于第四代和第五代计算之间。

　　五代计算机

　　第一个“杀手级应用”是哪个？

　　“杀手级应用”通常被理解为那些极其重要，以至于成为其运行技术核心的应用。从1989年的Word for Windows到2001年的iTunes，再到近些年的WhatsApp等社交媒体应用，都可以成为“杀手级应用”。

　　VisiCalc

　　有几款软件可能都声称自己是第一款杀手级应用，但有一个广泛的共识是，由VisiCorp创建并最初于1979年为Apple II发布的电子表格程序VisiCalc配得上此称号。据VisiCorp的联合创始人丹·布里克林称，史蒂夫·乔布斯甚至将Apple II的归功于VisiCalc。