背景 從第一臺電腦誕生到現在已經七十多年了,電腦已經和我們的生活息息相關,很多小伙伴上來就接觸高端設備,電腦過去是怎麼發展起來的,我覺得還是瞭解一下會比較好,我是歷史愛好者,所以我個人認為學習任何東西都要瞭解它的過去,就像我以前歷史老師跟我說的“不瞭解過去的人,不會瞭解現在和未來”,這篇文章就 ...
背景
從第一臺電腦誕生到現在已經七十多年了,電腦已經和我們的生活息息相關,很多小伙伴上來就接觸高端設備,電腦過去是怎麼發展起來的,我覺得還是瞭解一下會比較好,我是歷史愛好者,所以我個人認為學習任何東西都要瞭解它的過去,就像我以前歷史老師跟我說的“不瞭解過去的人,不會瞭解現在和未來”,這篇文章就像講故事,輕鬆的大家回顧下電腦的發展簡史
從發展的里程碑來說,可以分為五個階段:
- 第一代電腦:真空管電腦 1945年~1955年
- 第二代電腦:晶體管和大型機 1955年~1965年
- 第三代電腦:集成電路和小型機 1965年~1980年
- 第四代電腦:個人電腦和移動終端 1980年~至今
第一代電腦:真空管電腦 1945-1955
二戰帶來的禮物
二戰期間,美國和德國都需要精密的計算工具來計算彈道和破解電報獲取情報,美軍當時要求實驗室為陸軍炮彈部隊提供火力表,千萬不要小看區區的火力表,每張火力表都要計算幾百條彈道,每條彈道需要非常複雜的非線性方程組來計算,也只能求出近似值,雖然只是得出近似值但是也不是容易的事情,當時實驗室的計算工具,即使雇佣200多名計算員加班加點也需要二到三個月才能完成一張火力表
在戰爭期間,時間就是勝利,沒有人能等這麼久,按這種速度可能計算結果出來,戰爭都已經打完了,在當時的大環境下和美軍的資助下,
賓夕法尼亞大學的William Mauchley和他的學生J.Presper Eckert建造了ENIAC,將計算彈道的時間縮短至30秒內,ENIAC是通過用真空三極體讓電腦通過控制柵極電流,效率是機電電腦的上千倍,所以同時代的ENIAC(美國),Colossus(英國),Z3(德國)才被看作是現代電腦時代的開端
第二代電腦:晶體管和大型機
第一代電腦留下的問題
第一代電子管電腦存在很多的毛病,例如體積龐大,使用壽命短,就如上章的ENIAC長30米,占地面積170平方米,重達30噸,耗電量150千瓦,ENIAC包含了18000個真空管,但凡有一個真空管燒壞了機器就不能運行,必須人為的把燒壞的真空管找出來,所以製造,維護,使用都非常困難
晶體管的誕生
晶體管也稱半導體,是貝爾實驗室的肖克利(William Bradford Shockley)、巴丁(John Bardeen)和布拉頓(Walter Brattain)所發明,晶體管大多數場合都可以完成真空管的功能,而且體積小,重量輕,速度快,所以很快就替代真空管,成為電子設備的核心組件。
晶體管的誕生直接導致電腦可以批量生產,期間的代表機型有 IBM 7090,PDP-1(後來貝爾實驗室的 Ken Thompson 在一臺閑置的PDP-7主機上創造了UNIX操作系統)
二代電腦主要用於科學和工程計算,如解偏微積分方程,大多是使用FORTRAN語言和彙編語言和IBSYS系統
第三代電腦:集成電路和小型機
更高的性價比
1958年,德州儀器與仙童公司先後研製出集成電路IC,所謂IC,就是採用一定的工藝技術把一個電路中所需的晶體管、二極體、電阻、電容和電感等元件及佈線互連在一起,製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然後封裝在一個管殼內(其實就是封裝),這是一個巨大的進步。集成電路的規模生產能力,可靠性,電路設計的模塊化方法確保了快速採用標準化集成電路代替了設計使用離散晶體管。
人月神話
集成電路的發明,促使IBM決定召集六萬多名員工,創建五座新工廠,研發 System/360 這台機器,這是一次著名的商業豪賭,當時出貨時間不斷順延,當時項目經理佛瑞德·布魯克斯(Frederick P. Brooks, Jr.)事後根據這項計劃的經驗,寫作《人月神話:軟體項目管理之道》記述人類史一項里程碑式的大型複雜軟體系統開發的經驗
UNIX 的誕生
由於當年電腦售價昂貴,IBM System/360當年售價200~250萬美元(合約現在2000萬美元),只有政府,銀行,航空和少數學校才能負擔的起,為了讓更多人用上電腦,麻省理工學院,貝爾實驗室和通用電氣公司共同研發 分時多任務操作系統 Multics(UNIX的前身,幾乎所有現代操作系統都深受Multics的影響,無論是直接 (Linux, OS X)或間接(Microsoft Windows))
Multics 的概念是希望電腦的資源可以為多終端用戶提供計算服務(這個思路和雲計算的基本是一致的),後因MULTICS難度太大,項目進展緩慢,貝爾實驗室和通用相繼退出此項目,曾參與 MULTICS 開發的貝爾實驗室的程式員 Ken Thompson 因為需要新的操作系統來運行他的《星際旅行》游戲,在申請機器經費無果的情況下,他找到無用使用的 PDP-7 小型機,和 Dennis 共同開發簡化版的 MULTICS,就是第一版的UNIX操作系統,K & R等人為了方便在UNIX上編寫程式共同發明瞭C語言,然後又用C語言重寫的UNIX,奠定了UNIX堅實的基礎(UNIX後續的分支發展可以後面再聊)
第四代電腦:個人電腦和移動終端
蘋果的圖形界面
Goug Engelbart發明圖形用戶界面,包括視窗/圖標/菜單以及滑鼠,這些思想被Xerox PARC的研究人員採用,蘋果的Steve Jobs訪問PARC時候發現了GUI的潛在價值,而Xerox的管理層恰好沒有認識到
Jobs隨後設計帶有GUI的蘋果電腦,並且在第二代Macintosh取得巨大成功,蘋果公司採用卡內基梅隆大學的Mach微核,儘管界面不同,但MAC OS X是基於UNIX的操作系統
微軟的發展
80年代早期IBM設計了IBM PC並且找到Bill Gates詢問操作系統相關事宜,Bill Gates推薦了Digital Research,Digital Research在做出史上最糟糕的商業決策後拒絕與IBM會面,IBM便希望Bill Gates能提供操作系統,Bill Gates找到當時的Seattle Computer Products購買了DOS系統,並且雇佣了DOS作者Tim Paterson修改為MS-DOS,IBM PC配合Intel CPU和MS-DOS在市場中得到廣泛應用
微軟受到Macintosh成功的影響,開發了稱為Windows的GUI系統,後續發佈了Windows 95,Windows 98,底層仍大量使用16位的Intel彙編語言,Windows NT和Windows 2000的失敗讓微軟發佈了Windows 98的另一個版本,名為Windows Me,2001年微軟發佈了Windows 2000的一個升級版稱為Windows XP,基本替代了Windows所有的原先版本
再後來就是我們熟悉的Windows Vista,Windows 7,Windows 8,Windows 10的產品迭代了
移動終端
20世紀90年代諾基亞,愛立信發佈了承載操作系統的智能手機,併在後續十年中大多主流手機品牌運行著Symbian OS,也有手機品牌選擇其他系統,例如RIM公司的Blackberry OS,微軟的Windows Phone
目前市場主流的系統是蘋果的IOS,谷歌基於Linux的Android,到了這裡大家就很熟悉了,就不多描述了。
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