Page 16 - 计算机技术与人工智能

计算机技术与人工智能 Computer Technology and Artificial Intelligence

根据计算机所使用的物理元器件的不同，计算机的发展大致分为4个阶段。

一、第 1 代：电子管计算机（1944 年—1958 年）

1944年2月，马克1号计算机问世。它长约15m，高约2.4m，自重达到31.5t，
它可以每分钟进行200次以上的运算，可以做23位数加23位数的加法，一次仅需

要0.3s，进行同样位数的乘法只需要6秒多的时间。马克1号被称为最后一台“史
前”计算机，即最后一台通过机械/电动方式运作的计算机。
1943年，正值第二次世界大战时期，美国为了实验新式火炮，需要计算火炮
的弹道表，需要进行大量计算。一张弹道表需要计算近4000条弹道，每条弹道需

要计算750次乘法和更多的加减法，工作量巨大。一发炮弹打出去，需要一百多
人使用手摇计算机不停计算，还经常出错。时任宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学
院的莫希利（John Mauchly）提出了试制第一台电子计算机的设想。美国军方得

知这一设想后，拨款成立了一个研制小组。终于，1946年2月14日，世界上第二
台电子计算机，也是世界上第一台通用计算机“埃历阿克”（ENIAC，电子数字
积分计算机）诞生于美国宾夕法尼亚大学。
2
ENIAC长30.48m，宽6m，高2.4m，占地面积约170m ，拥有30个操作台，重
达30英吨（1英吨=1.016t），耗电量150kW，造价48万美元。它包含了17468根真
空管（电子管），7200根晶体二极管，1500个中转，70000个电阻器，10000个电
容器，1500个继电器，6000多个开关。它每秒能进行5000次加法运算（据测算，

人最快的运算速度每秒仅5次加法运算），或400次乘法运算。
1945年6月，冯·诺依曼等人发表了一篇长达101页的报告，即计算机史上
著名的“101页报告”。这份报告奠定了现代电脑体系结构坚实的根基，直到今
天，它仍然被认为是现代电脑科学发展里程碑式的文献。报告明确规定了计算机

的五大部件（输入系统、输出系统、存储器、运算器、控制器），并用二进制替
代十进制运算，大大方便了机器的电路设计。
1947年，晶体管问世。晶体管运算的速度非常快，不容易损坏，并且更加耐

用，而且这种材料是固态的，其体积也远远小于继电器或者真空管。

二、第 2 代：晶体管计算机（1958 年—1964 年）

晶体管代替了真空管。这既减小了计算机的体积，也节省了开支，从而使中
小型企业也能够负担得起。FORTRAN和COBOL两种高级计算机程序设计语言的

4