计算机什么时候发明的（电子计算机什么时候发明的）

现代通用计算机的理论计算模型是图灵机，图灵被称为计算机之父，关于图灵本人也流传了很多故事，比如二战时期发明解码机破解了德军的通讯密码，这还被拍成了电影《模仿游戏》；还有他关于对人工智能的定义，能通过图灵测试的才算是真正的人工智能；以及他由于性取向问题导致最终咬了一口带毒的苹果而自杀，甚至传言 Apple 的 Logo 就源于此。直到 2013 年英国女王才宣布赦免早已去世的图灵，据说 2021 年英国的 50 英镑钞票上将会印上图灵的照片。但实际上图灵机最初发明的目的跟计算机并没有任何关系，只是为了解决一个困扰当时数学家们很久的一个问题：希尔伯特的判定问题。

1900 年，希尔伯特在巴黎的国际数学家大会上作了题为《数学问题》的演讲，提出了 23 道最重要的数学问题，这就是著名的希尔伯特的 23 个问题，也是留给新世纪数学家们的挑战，这些问题中与图灵机相关的主要是下面三个：

1. 数学是完备的吗？也就是说，面对那些正确的数学陈述，我们是否总能找出一个证明？数学真理是否总能被证明？
2. 数学是一致的吗？也就是说，数学是否前后一致，不会得出某个数学陈述又对又不对的结论？数学是否没有内部矛盾？
3. 数学是可判定的吗？也就是说，能够找到一种方法，仅仅通过机械化的计算，就能判定某个数学陈述是对是错？数学证明能否机械化？

希尔伯特希望通过这些问题建立起数学安全坚实的地基，一劳永逸地解决所有关于对数学可靠性的种种疑问，这被称为“希尔伯特计划”。

说到计算机的发展史，就离不开冯·诺伊曼。1945年6月，冯·诺伊曼与戈德斯坦、勃克斯等人，联名发表了一篇长达101页纸的报告，即计算机史上著名的“101页报告”，是现代计算机科学发展里程碑式的文献。明确规定用二进制替代十进制运算，并将计算机分成5大组件，这一卓越的思想为电子计算机的逻辑结构设计奠定了基础，已成为计算机设计的基本原则。该结构被称为冯·诺伊曼结构（Von Neumann architecture）普林斯顿结构（Princeton architecture），是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的电脑设计概念结构。本词描述的是一种实现通用图灵机的计算设备，以及一种相对于并行计算的序列式结构参考模型（referential model）。

根据计算机的理论知识，产生了第一代计算机，第一代只能通过机器指令、汇编语言进行编程，整个过程异常复杂。很快，随着1947年晶体管的诞生，采用晶体管制造的第二代电子计算机也应运而生。1954年，美国贝尔实验室（晶体管和光电池也是他们发明的）研制出了第一台使用晶体管线路的计算机，取名为“崔迪克”（TRADIC），装有800个晶体管。

1958年，大名鼎鼎的蓝色巨人IBM公司（国际商业机器有限公司）制成了第一台全部使用晶体管的计算机RCA501型。第二代计算机才算是正式登上了舞台，相较于电子管，晶体管体积更小，寿命更长、效率更高。第二代计算机将计算速度从每秒几千次提高到了几十万次，主存储器的存储量也从几千字提高到了十万字以上。第二代计算机所使用的语言仍然是“面向机器”的语言。尽管如此，第二代计算机却为高级语言的出现打下了良好的基础。20世纪50年代后期到60年代集成电路的快速发展也推动了第三代电子计算机的诞生。1964年，采用中、小规模集成电路制造的第三代电子计算机开始出现，60年代末大量生产。

第三代电子计算机的基本电子元件是每个基片上集成几个到十几个电子元件的小规模集成电路和每片上几十个元件的中规模集成电路。计算机软件技术的进一步发展，尤其是操作系统的逐步成熟是第三代计算机的显著特点。这时，最有影响力的还是IBM公司研制的IBM-360计算机系列，以及DEC公司研制的小型计算机PDP-8机、PDP-11系列机以及后来的VAX-11系列机等。第三代电子计算机将运算速度提高到了每秒几十万至几百万次基本运算，也出现了“面向人类”的编程语言——高级语言。从50年代中叶到70年代，很多流行的高级语言已经被大多数计算机厂家采用，并固化在了计算机内存中，如BASIC语言、FORTRAN语言、C语言等250多种高级语言。

1967年出现了大规模集成电路，1977年出现了超大规模集成电路。由大规模和超大规模集成电路组装成的第四代电子计算机才终于出现。美国ILLIAC-IV计算机是第一台全面使用大规模集成电路作为逻辑元件和存储器的计算机。美国阿姆尔公司的470V/6型计算机、日本富士通公司的M-190机、英国曼彻斯特大学的ICL2900计算机等都是比较代表性的第四代计算机。直到这时，才出现了微处理器和微型计算机。1971年Intel研制出了MCS-4微型计算机——CPU为4040的四位机。随后，Intel又推出了MCS-80型（CPU为8080的八位机）。

1978年到1983年，十六位微型计算机开始蓬勃发展，这一时期的顶峰产品是APPLE公司的Macintosh和IBM公司的PC/AT286微型计算机。1983年之后，32位微型计算机开始出现，微处理器也相继推出80386、80486等产品。1993年，Intel推出了64位的奔腾（Pentium）系列微处理器。Pentium Ⅲ已经成为了主流产品。由此可见，微型计算机的性能跟微处理器（CPU）的性能是分不开的。

时至今日，intel和AMD公司的系列微处理器成为主流家用机及服务器处理器，正在第四代计算机中大放异彩。

在世界计算机科学发展历史中，我们下一篇来看看中国近代的计算机及庞大的计算机科学发展史。