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本文是在筆記本電腦上編寫、編輯和設計的 ， 這種可折疊、可移動的設備會讓幾十年前的計算機科學家們大吃一驚 ， 簡直就像魔術一樣 。 這種機器包含數十億個微小的計算單元 ， 運行著由全球無數人共同編寫的數百萬行軟件指令 。 無論點擊、移動、打字或說話 ， 結果都會無縫地顯示在屏幕上 。
計算機曾經大到塞滿了整個房間 ， 現在它們卻無處不在 ， 無處不見 ， 如嵌入式手表、汽車引擎、相機、電視和玩具中 ， 同時它們也管理著電網 ， 分析科學數據 ， 預測天氣 。 可以這么說 ， 如果沒有計算機 ， 現代世界的生活就不可能實現 。 現在科學家的目標是使計算機運行速度更快 ， 程序更智能 ， 而他們的努力建立在一個多世紀的創新之上 。
計算機的歷史1833年 ， 英國數學家查爾斯·巴貝奇設想了一種可編程機器 ， 這種機器預見到了今天的計算結構 ， 具有存儲數字的“存儲器”、操作數字的“處理器”、指令閱讀器和打印機 。 這臺可編程機器還有一些邏輯功能比如判斷 ， “如果是X ， 那么是Y” 。 巴貝奇只構造了這個機器的一小部分 ， 但通過巴貝奇的描述 ， 他的朋友阿達·洛芙萊斯發現 ， 洛芙萊斯是一位伯爵夫人而且還是詩人拜倫的女兒 ， 她發現這種可編程機器操縱的數字可以代表任何東西 。 “一種新的、廣泛的、強大的語言被開發出來 ， ”她寫道 ， 洛夫萊斯成了這臺機器操作的專家 ， 在1842年她編寫了人類史上第一個計算機程序 ， 也經常被稱為“第一個程序員” 。
1936年 ， 英國數學家艾倫·圖靈提出了一種可以“重寫它自己的指令”的計算機想法 ， 即計算機可以不斷地為自己自動更新程序 ， 這使得計算機可以無限地編程 ， 就像是計算機的套娃 。 艾倫·圖靈的想法是 ， 使用少量的操作詞匯就可以模擬任何復雜的機器 ， 因此這種機器被稱為“通用圖靈機” 。
1943年 ， 第一臺可以真正意義上的電子數字計算機“巨像”(Colossus)問世 ， 它的誕生是為了第二次世界大戰期間用于英國破譯戰時密碼 。 它使用了一種由英國物理學家弗萊明在1904年發明的真空電子管 ， 這是一種控制電子流動的裝置 ， 用于替代可移動的機械部件 。 這使得“巨像”的運算速度很快 ， 但工程師們每次想要執行新任務時 ， 都必須手動重新接線 。
也許是受到圖靈關于更容易重新編程的計算機概念啟發 ， 創造了美國第一臺電子數字計算機ENIAC的研究團隊 ， 準備為ENIAC的繼任者EDVAC起草一個新的架構 。 作為20世紀最重要的數學家之一的馮·諾伊曼 ， 在1945年最終確定了EDVAC的架構 ， 他描述了一種將程序指令存儲器和數據存儲器合并在一起的存儲器結構系統 ， 這種設置現在被稱為馮·諾伊曼架構 ， 又稱為普林斯頓架構 ， 直到今天幾乎所有的計算機都遵循這種模式 。
1947年 ， 貝爾電話實驗室的肖克利、巴丁和布拉頓組成的研究小組發明了晶體管 ， 這是一種通過施加電壓或電流來控制兩點之間電子流動的電路 ， 它取代了速度慢、效率低的真空管 。
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