19世紀之前

一、機械計算機時代的拓荒者

在西歐，由中世紀進入文藝復興時期的社會大變革，大大促進了自然科學技術的發展，人們長期被神權壓抑的創造力得到空前釋放。其中製造一臺能幫助人進行計算的機器，就是最耀眼的思想火花之一。從那時起，一個又一個科學家為把這一思想火花變成引導人類進入自由王國的火炬而不懈努力。但限於當時的科技總體水平，大都失敗了，這就是拓荒者的共同命運：往往見不到豐碩的果實。後人在享用這甜美的時候，應該能從中品出一些汗水與淚水的滋味……

1614: 蘇格蘭人John Napier (1550-1617)發表了一篇論文，其中提到他發明了一種可以計算四則運算和方根運算的精巧裝置。

1623: Wilhelm Schickard (1592-1635)製作了一個能進行六位以內數加減法，並能透過鈴聲輸出答案的"計算鍾"。透過轉動齒輪來進行操作。

1625: William Oughtred (1575-1660) 發明計算尺

1642: 法國數學家Pascal 在WILLIAM Oughtred計算尺的基礎上將計算尺加以改進，能進行八位計算。並且還賣出了許多，成為一種時髦的商品。

1668: 英華人Samuel Morl和 (1625-1695)製作了一個非十進位制的加法裝置，適宜計算錢幣。

1671: 德國數學家Gottfried Leibniz設計了一架可以進行乘法，最終答案可以最大達到16位。

1775: 英國Charles製作成功了一臺與 Leibniz"s 的計算機類似的機器。但更先進一些。

1776: 德華人Mathieus Hahn成功的製作了一臺乘法器。

1801: Joseph-Maire Jacuard 開發了一臺能用穿孔卡片控制的自動織布機。

1820: 法華人Charles Xavier Thomas de Colmar (1785-1870),製作成功第一臺成品計算機，非常的可靠，可以放在桌面上，在後來的90多年間一直在市場上出售。

1822: 英華人Charles Babbage (1792-1871)設計了差分機和分析機，其中設計的理論非常的超前，類似於百年後的電子計算機，特別是利用卡片輸入程式和資料的設計被後人所採用。

1832: Babbage 和Joseph Clement 製成了一個差分機的成品，開始可以進行6位數的運算。後來發展到20位、30位，尺寸將近一個房子那麼大。結果以穿孔的形式輸出。但限於當時的製造技術，他們的設計難以製成。

1834: 斯德哥爾摩的George Scheutz用木頭做了一臺差分機。

1834: Babbage 設想製造一臺通用的分析機，在只讀儲存器（穿孔卡片）中儲存程式和資料，Babbage在以後的時間繼續他的研究工作，並於1840年將運算元提高到了40位，並基本實現了控制中心（CPU）和儲存程式的設想，而且程式可以根據條件進行跳轉，能在幾秒內作出一般的加法，幾分鐘內作出乘除法。

1842: Babbage的差分機專案因為研製費用昂貴，被政府取消。但他自己仍花費大量的時間和精力於他的分析機研究。

1843: Scheutz 和他的兒子Edvard Scheutz 製造了一臺差分機，瑞典政府同意繼續支援他們的研究工作。

1847: Babbage 花兩年時間設計了一臺較簡易的、31位的差分機，但沒有人感興趣並支援他造出這臺機器。但後來倫敦科學博物館用現代技術複製出這臺機器後發現，它確實能準確的工作。

1848: 英國數學家George Boole創立二進位制代數學。提前差不多一個世紀為現代二進位制計算機鋪平了道路。

1853: 令Babbage感到高興的是，Scheutzes製造成功了真正意義上的比例差分機，能進行15位數的運算。象Babbage所設想的那樣輸出結果。後來倫敦的Brian Donkin又造出了更可靠的第二臺。

1858: 第一臺製表機被Albany的Dudley天文臺買走。第二臺被英國政府買走。但天文臺並沒有將其充分利用，後來被送進了博物館。而第二臺卻被幸運的使用了很長時間。

1871: Babbage 製造了分析機的部分部件和印表機。

1878: 紐約的西班牙人Ramon Verea，製造成功桌面計算器。比前面提到的都要快。但他對將其推向市場不感興趣，只是想表明，西班牙人可以比美華人做的更好。

1879: 一個調查委員會開始研究分析機是否可行，最後他們的結論是：分析機根本不可能工作。此時Babbage 已經去世了。調查之後，人們將他的分析機徹底遺忘了。但Howard Aiken 例外。

1885: 這時期更多的計算機湧現出來。如美國、俄國、瑞典等。他們開始用有槽的圓柱代替易出故障的齒輪。

1886: 芝加哥的Dorr E. Felt (1862-1930), 製造了第一臺用按鍵操作的計算器，而且速度非常快，按鍵抬起，結果也就出來了。

1889: Felt推出桌面印表計算器。

1892: 聖多美和普林西比的William S. Burroughs (1857-1898),製作成功了一臺比Felt的功能更強的機器，真正開創了辦公自動化工業。

1896: Herman Hollerith創辦了IBM公司的前身。1900～1910

1906: Henry Babbage, Charles Babbage 的兒子，在R. W. Munro的支援下，完成了父親設計的分析機，但也僅能證明它能工作，而沒有將其作為產品推出。

二、電子計算機最初的日子裡

在這之前的計算機，都是基於機械執行方式，儘管有個別產品開始引入一些電學內容，卻都是從屬與機械的，還沒有進入計算機的靈活：邏輯運算領域。而在這之後，隨著電子技術的飛速發展，計算機就開始了由機械向電子時代的過渡，電子越來越成為計算機的主體，機械越來越成為從屬，二者的地位發生了變化，計算機也開始了質的轉變。下面就是這一過渡時期的主要事件：

1906: 美國的Lee De Forest發明了電子管。在這之前造出數位電子計算機是不可能的。這為電子計算機的發展奠定了基礎。

1920～1930

1924年2月:IBM，一個具有劃時代意義的公司成立

1930～1940

1935: IBM推出IBM 601機。這是一臺能在一秒鐘算出乘法的穿孔卡片計算機。這臺機器無論在自然科學還是在商業意義上都具有重要的地位。大約造了1500臺。

1937: 英國劍橋大學的Alan M. Turing (1912-1954)出版了他的論文，並提出了被後人稱之為"圖靈機"的數學模型。

1937: BELL試驗室的George Stibitz展示了用繼電器表示二進位制的裝置。儘管僅僅是個展示品，但卻是第一臺二進位制電子計算機。

1938: Claude E. Shannon 發表了用繼電器進行邏輯表示的論文。

1938: 柏林的Konrad Zuse 和他的助手們完成了一個機械可程式設計二進位制形式的計算機，其理論基礎是Boolean代數。後來命名為Z1。它的功能比較強大，用類似電影膠片的東西作為儲存介質。可以運算七位指數和16位小數。可以用一個鍵盤輸入數字，用燈泡顯示結果。

1939 1月1日: 加利福尼亞的David Hewlet和William Packard 在他們的車庫裡造出了Hewlett-Packard計算機。名字是兩人用投硬幣的方式決定的。包括兩人名字的一部分。

1939年11月: 美國John V. Atanasoff和他的學生Clifford Berry 完成了一臺16位的加法器，這是第一臺真空管計算機。

1939: 二次世界大戰的開始，軍事需要大大促進了計算機技術的發展。

1939: Zuse和Schreyer 開始在他們的Z1計算機的基礎上發展Z2計算機。並用繼電器改進它的儲存和計算單元。但這個專案因為Zuse服兵役被中斷了一年。

1939/1940: Schreyer利用真空管完成了一個10位的加法器，並使用了氖燈做儲存裝置。

1940～1950

1940年1月: Bell實驗室的Samuel Williams和Stibitz製造成功了一個能進行復雜運算的計算機。大量使用了繼電器，並借鑑了一些電話技術， 採用了先進的編碼技術。

1941夏季: Atanasoff和學生Berry完成了能解線性代數方程的計算機，取名叫"ABC"（Atanasoff-Berry Computer），用電容作儲存器，用穿孔卡片作輔助儲存器，那些孔實際上是"燒"上的。時鐘頻率是60HZ，完成一次加法運算用時一秒。

1941年12月: 德國Zuse製作完成了Z3計算機的研製。這是第一臺可程式設計的電子計算機。可處理7位指數、14位小數。使用了大量的真空管。每秒種能作3到4次加法運算。一次乘法需要3到5秒。

1943: 1943年到1959年時期的計算機通常被稱作第一代計算機。使用真空管，所有的程式都是用機器碼編寫，使用穿孔卡片。典型的機器就是： UNIVAC。

1943年1月: Mark I，自動順序控制計算機在美國研製成功。整個機器有51英尺長，重5噸，75萬個零部件，使用了3304個繼電器，60個開關作為機械只讀儲存器。程式儲存在紙帶上，資料可以來自紙帶或卡片閱讀器。被用來為美國海軍計算彈道火力表。

1943年4月: Max Newman、Wynn-Williams和他們的研究小組研製成功"Heath Robinson"，這是一臺密碼破譯機，嚴格說不是一臺計算機。但是其使用了一些邏輯部件和真空管，其光學裝置每秒鐘能讀入2000個字元。同樣具有劃時代的意義。

1943年9月 : Williams和Stibitz完成了"Relay Interpolator"，後來命名為"Model II Relay Calculator"。這是一臺可程式設計計算機。同樣使用紙帶輸入程式和資料。其執行更可靠，每個數用7個繼電器表示，可進行浮點運算。

1943年12月: 最早的可程式設計計算機在英國推出，包括2400個真空管，目的是為了破譯德國的密碼，每秒能翻譯大約5000個字元，但使用完後不久就遭到了毀壞。據說是因為在翻譯俄語的時候出現了錯誤。

1946: ENIAC (Electronic Numerical Integrator 和 Computer): 第一臺真正意義上的數位電子計算機。開始研製於1943年，完成於1946年。負責人是John W. Mauchly和J. Presper Eckert。重30噸，18000個電子管，功率25千瓦。主要用於計算彈道和氫彈的研製。

三、電晶體計算機的發展

真空管時代的計算機儘管已經步入了現代計算機的範疇，但其體積之大、能耗之高、故障之多、價格之貴大大制約了它的普及應用。直到電晶體被髮明出來，電子計算機才找到了騰飛的起點，一發而不可收……

1947: Bell實驗室的William B. Shockley、 John Bardeen和Walter H. Brattain.發明了電晶體，開闢了電子時代新紀元。

1949: EDSAC：劍橋大學的Wilkes和他的小組建成了一臺儲存程式的計算機。輸入輸出裝置仍是紙帶。

1949: EDVAC (electronic discrete variable computer)：第一臺使用磁帶的計算機。這是一個突破，可以多次在其上儲存程式。這臺機器是John von Neumann提議建造的。

1949: "未來的計算機不會超過1.5噸。"這是當時科學雜誌的大膽預測。

1950～1960

1950: 軟磁碟由東京帝國大學的Yoshiro Nakamats發明。其銷售權由IBM公司獲得。開創儲存時代新紀元。

1950: 英國數學家和計算機先驅Alan Turing說：計算機將會具有人的智慧，如果一個人和一臺機器對話，對於提出和回答的問題，這個人不能區別到底對話的是機器還是人，那麼這臺機器就具有了人的智慧。

1951: Grace Murray Hopper完成了高階語言編譯器。

1951: Whirlwind：美國空軍的第一個計算機控制實時防禦系統研製完成。

1951: UNIVAC-1：第一臺商用計算機系統。設計者：J. Presper Eckert 和John Mauchly。被美華人口普查部門用於人口普查，標誌著計算機的應用進入了一個新的、商業應用的時代。

1952: EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer)：由Von Neumann領導設計並完成。取名：電子離散變數計算機。

1953: 此時世界上大約有100臺計算機在運轉。

1953: 磁芯儲存器被開發出來。

1954: IBM的John Backus和他的研究小組開始開發 FORTRAN (FORmula TRANslation)，1957年完成。是一種適合科學研究使用的計算機高階語言。

1956: 第一次有關人工智慧的會議在Dartmouth 學院召開。

1957: IBM開發成功第一臺點陣印表機。

1957: FORTRAN 高階語言開發成功。

四、積體電路，現代計算機插上騰飛的翅膀

儘管電晶體的採用大大縮小了計算機的體積、降低了其價格，減少了故障。但離人們的要求仍差很遠，而且各行業對計算機也產生了較大的需求，生產更能更強、更輕便、更便宜的機器成了當務之急，而積體電路的發明正如"及時雨"，當春乃發生。其高度的整合性，不僅僅使體積得以減小，更使速度加快，故障減少。人們開始製造革命性的微處理器。計算機技術經過多年的積累，終於駛上了用矽鋪就的高速公路。

1958年9月12日: 在Robert Noyce（INTEL公司的創始人）的領導下，發明了積體電路。不久又推出了微處理器。但因為在發明微處理器時借鑑了日本公司的技術，所以日本對其專利不承認，因為日本沒有得到應有的利益。過了30年，日本才承認，這樣日本公司可以從中得到一部分利潤了。但到2001年，這個專利也就失效了。

1959: 1959年到1964年間設計的計算機一般被稱為第二代計算機。大量採用了電晶體和印刷電路。計算機體積不斷縮小，功能不斷增強，可以執行FORTRAN和COBOL ，接收英文字元命令。出現大量應用軟體。

1959: Grace Murray Hopper開始開發COBOL (COmmon Business-Orientated Language)語言，完成於1961年。

1960～1970

1960: ALGOL：第一個結構化程式設計語言推出。

1961: IBM的Kennth Iverson推出APL程式語言。

1963: PDP-8：DEC公司推出第一臺小型計算機。

1964: 1964年到1972年的計算機一般被稱為第三代計算機。大量使用積體電路，典型的機型是IBM360系列。

1964: IBM釋出PL/1程式語言。

1964: 釋出IBM 360首套系列相容機。

1964: DEC釋出PDB-8 小型計算機。

1965: 摩爾定律發表，處理器的效能每年提高一倍。後來其內容又發生了改變。

1965: Lofti Zadeh創立模糊邏輯，用來處理近似值問題。

1965: Thomas E. Kurtz和John Kemeny完成BASIC(Beginners All Purpose Symbolic Instruction Code)語言的開發。特別適合計算機教育和初學者使用，得到了廣泛的推廣。

1965: Douglas Englebart 提出滑鼠器的設想，但沒有進一步的研究。直到1983年被蘋果電腦公司大量採用。

1965: 第一臺超級計算機CD6600開發成功。

1967: Niklaus Wirth開始開發PASCAL語言，1971年完成。

1968: Robert Noyce和他的幾個朋友創辦了INTEL公司。

1968: Seymour Paper和他的研究小組在MIT開發了LOGO語言。

1969: ARPANET計劃開始啟動，這是現代INTERNET的雛形。

1969 年4月7日: 第一個網路協議標準RFC推出。

1969: EIA (Electronic Industries Associa

1970～1980

1970: 第一塊RAM晶片由INTEL推出，容量1K。

1970: Ken Thomson和Dennis Ritchie開始開發UNIX作業系統。

1970: Forth程式語言開發完成。

1970: Internet的雛形ARPAnet (Advanced Research Projects Agency network) 基本完成。開始向非軍用部門開放，許多大學和商業部門開始接入。

1971年11月15日: Marcian E. Hoff在INTEL公司開發成功第一塊微處理器4004，含2300個電晶體，是個4位系統，時鐘頻率108KHz ，每秒執行6萬條指令。

在後來的日子裡，處理器發展主要指標一覽：

處理器 主頻 每秒百萬條指令

4004 108 KHz 0.06

8080 2MHz 0.5

68000 8MHz 0.7

8086 8MHz 0.8

68000 16 MHz 1.3

68020 16 MHz 2.6

80286 12MHz 2.7

68030 16MHz 3.9

386 SX 20 MHz 6

68030 25 MHz 6.3

68030 40MHz 10

386 DX 33MHz 10

486 DX 25MHz 20

486 DX2-50 50MHz 35

486 DX4/100 100MHz 60

Pentium 66MHz 100

Pentium 133MHz 240

Pentium 233MHz MMX 435

Pentium Pro 200 MHz 440

Pentium II 233MHz 560

Pentium II 333MHz 770

1971: PASCAL語言開發完成。

1972: 1972年以後的計算機習慣上被稱為第四代計算機。基於大規模積體電路，及後來的超大規模積體電路。計算機功能更強，體積更小。人們開始懷疑計算機能否繼續縮小，特別是發熱量問題能否解決？人們開始探討第五代計算機的開發。

1972: C語言的開發完成。其主要設計者是UNIX系統的開發者之一 Dennis Ritche。這是一個非常強大的語言，開發系統軟體，特別受人喜愛。

1972: Hewlett-Packard發明了第一個手持計算器。

1972年4月1日: INTEL推出8008微處理器。

1972: ARPANET開始走向世界，INTERNET革命拉開序幕。

1974: 第一個具有平行計算機體系結構的CLIP-4推出。

五、計算機技術漸入輝煌

在這之前，計算機技術主要集中在大型機和小型機領域發展，但隨著超大規模積體電路和微處理器技術的進步，計算機進入尋常百姓家的技術障礙已層層突破。特別是從INTEL釋出其面向個人機的微處理器8080之後，這一浪潮便洶湧澎湃起來，同時也湧現了一大批資訊時代的弄潮兒，如喬布斯、比爾.蓋茨等，至今他們對計算機產業的發展還起著舉足輕重的作用。在此時段，網際網路技術、多媒體技術也得到了空前的發展，計算機真正開始改變人們的生活。

1974年4月1日: INTEL釋出其8位的微處理器晶片8080。

1974年12月: MITS釋出Altair 8800，第一臺商用個人計算機，價值397美元，記憶體有256個位元組。

1975: Bill Gates和Paul Allen完成了第一個在MITS 的Altair計算機上執行的BASIC程式。

1975: IBM公司介紹了他的鐳射印表機技術。1988年向市場推出其彩色鐳射印表機。

1975: Bill Gates和Paul Allen創辦MicorSoft公司。現在成為最大、最成功的軟體公司。三年後就收入50萬美元，增加到15個人。1992年達28億美元，1萬名僱員。其最大的突破性發展是在1981年為IBM 的PC機開發作業系統，從此後便開始了對計算機業的巨大影響。

1975: IBM 5100釋出。

1976: Stephen Wozinak和Stephen Jobs創辦蘋果計算機公司。並推出其Apple I 計算機。

1976: Zilog推出Z80處理器。8位微處理器。 CP/M就是面向其開發的作業系統。許多著名的軟體如：Wordstar 和dBase II基於此款處理器。

1976: 6502, 8 位微處理器釋出，專為Apple II計算機使用。

1976: Cray 1，第一臺商用超級計算機。集成了20萬個電晶體，每秒進行1.5億次浮點運算。

1977年5月: Apple II 型計算機發布。

1978: Commodore Pet釋出：有 8K RAM，盒式磁帶機，9英寸顯示器。

1978年6月8日: INTEL釋出其16位微處理器8086。但因其非常昂貴，又推出8位的8088滿足市場對低價處理器的需要，並被IBM的第一代PC機所採用。其可用的時鐘頻率為4.77、8、10MHz。大約有300條指令，集成了29000更電晶體。

1979: 街機遊戲"太空入侵者"釋出，引起轟動。很快便使得類似的遊戲機大規模流行起來，其收入超過了美國電影業。

1979: Jean Ichbiah 開發完成Ada計算機語言。

1979年6月1日: INTEL釋出了8位的8088微處理器，純粹為了迎合低價電腦的需要。

1979: Commodore PET 釋出了採用1MHz的6502處理器，單色顯示器、8K記憶體的計算機，並且可以根據需要購買更多的記憶體擴充。

1979: 發明了低密盤。

1979: Motorola公司釋出68000微處理器。主要供應Apple公司的Macintosh ，後繼產品68020用在Macintosh II機型上。

1979: IBM公司眼看著個人計算機市場被蘋果等電腦公司佔有，決定也開發自己的個人計算機，為了儘快的推出自己的產品，他們大量的工作是與第三方合作，其中微軟公司就承擔了其作業系統的開發工作。很快他們便在1981年8月12日推出了IBM-PC。但同時也為微軟後來的崛起，施足了肥料。

1980～1990

1980:"只要有1兆記憶體就足夠DOS盡情表演了"。微軟公司開發DOS初期時說。今天來聽這句話有何感想呢？

1980年10月: MS-DOS/PC-DOS開發工作開始了。但微軟並沒有自己獨立的作業系統，他們買來別人的作業系統並加以改進。但IBM測試時竟發現有300個BUG。於是他們又繼續改進，最初的DOS1.0有4000行彙編程式。

1981: Xerox開始致力於圖形使用者介面、圖示、選單和定位裝置（如滑鼠）的研製。結果研究成果為蘋果所借鑑。而蘋果電腦公司後來又指控微軟剽竊了他們的設計，開發了WINDOWS系列軟體。

1981: INTEL釋出的80186/80188晶片，很少被人使用，因為其暫存器等與其他不相容。但其採用了直接儲存器訪問技術和時間片分時技術。

1981年8月12日: IBM釋出其個人計算機，售價2880美元。該機有64K記憶體、單色顯示器、可選的盒式磁帶驅動器

最早的程式直接寫的是二進位制機器程式碼，沒有編譯器

將編好的程式碼透過讀卡機讀如機器，直接執行。

然後出現的是組合語言，透過二進位制的機器程式碼來實現彙編的編譯連線工作，

然後在用匯編語言完善最佳化組合語言；

接著才是高階語言，使用匯編語言編譯

逐漸實現高階語言編譯高階語言

世界上第一個程式是1842年寫的，恰好在第一個能被稱為計算機的真正機器。這段程式碼的作者是Ada Augusta，被封為Lovelace女伯爵，就是大家所知道的Ada Lovelace。作為世界上第一個計算機程式的作者，她被廣泛地認為是有史以來第一位程式設計師。

當把Ada稱為一位程式設計師的時候，很容易忘記世界上第一段程式碼產生的年代就是塞繆爾·莫爾斯首次展示電話、阿姆斯達號上的黑奴在反抗和美國正處於三十年代、奧斯曼帝國和波斯帝國時期、穆斯林國家的奴隸正和埃及爭奪中東地區的年代。計算機這個詞在那時候仍然表示一個人做了100多年的計算工作的意思。那都是很久以前的事情了。

世界上第一段程式碼是為查爾斯·巴貝奇的分析機寫的，這個機器從來沒有真正建成過，雖然有這個可能。Ada Lovelace看到了巴貝奇機器的潛力，產生了可程式設計的計算機的念頭。她為泰勒的科學回憶錄翻譯了一位義大利數學家Luigi Menabrea的名為“分析機的概念圖”的論文，並透過“翻譯者的附註（她自己註釋的）”把這篇論文弄懂了，那個註釋裡主要寫了查爾斯·巴貝奇分析機都能幹些什麼。在附註G的開篇，就提到了世界上第一個計算機程式，舉例說明了Lovelace意識到巴貝奇的設計是多麼的意義深遠，但還保持著她做科學的平靜。

“防止誇大源於分析機的能量的想法是有必要的。”

Lovelace在她根本沒有辦法誇大一個包含現代計算機的主要部分的設計的本質。巴貝奇拒絕公佈這臺分析機的很多內容，使得Lovelace的註釋對未來的發展起到了重要影響，最顯著的影響便是促使阿蘭·圖靈產生通用程式儲存計算機的想法。這一點Ada並沒有看到，她36歲去世，前面提到的註釋成了她唯一的出版物。如果她再能多活幾年多工作幾年，計算機會不會又是另一個樣子呢？

讓大家回到這個問題上來：如果巴貝奇有足夠的資源建好分析機並能讓Lovelace在上面跑程式的話，世界上第一個計算機程式是幹嘛用的呢？這個程式讓巴貝奇分析機計算了伯努利數字序列。接著她描述了怎麼把大量的巴貝奇分析機的穿孔卡片作為輸入實現這個程式。在她的實現方法中Lovelace設定了伯努利數序列的第一個數字（B0=1，B1=-），然後開始從B2（第一個非正規伯努利數）開始計算整個序列，她把這裡的B2標記為B1。

現代重寫的Javascript版本的Ada的大量穿孔卡片上的堆疊看起來可能是這個樣子。這個重寫的版本不是Ada的程式碼在巴貝奇分析機上的模擬，只是Ada曾經使用過的演算法的另一種實現。

順便提一下，到目前為止從沒有人能從Ada的伯努利數計算程式碼裡發現任何bug。儘管她發明了程式設計，但她顯然並沒有發明bug。

注：Ada Lovelace Day是一個國際性的慶祝婦女在科學，科技，工程和數學領域取得成就的節日。