1-1 計算機科學大事紀 1-2 當代計算機的通用架構 1-3 計算機應用及未來展望 計算機簡介 1-1 計算機科學大事紀 1-2 當代計算機的通用架構 1-3 計算機應用及未來展望

1-1 計算機科學大事紀 西元前3000年 算盤(abacus)已出現在亞洲，有人說是巴比倫人發明的；也有人說是中國人發明的，無論如何，亞洲人發明了算盤應無庸置疑。 西元1642年 法國數學家Blaise Pascal發明了機械式的加法器Pascaline。

西元1801年 Joseph-Marie Jacquard發明了Jacquard loom，這是第一部使用儲存器及程式設計概念的機器。以打孔卡片(punched card)控制織布機的編織流程 西元1822年 Charles Babbage開始設計Difference Engine，可做簡單的數學運算。 西元1844年 Samuel Morse從華盛頓傳了一份電報　　　　　　　　　 　　　　到巴爾地摩。

西元1889年 Herman Hollerith設計了以打孔卡片來儲存資料並排序的電動機器。協助人口普查，只耗費兩年半即完成調查工作，而原來這項工作需耗時七年半呢！ Herman Hollerith在西元1896年時成立了Tabulating Machine Company，於西元1924年2月14日，正式改名為IBM (International Business Machines Corporation)。

西元1912年 無線電廣播工程師學會(the Institute of Radio Engineers)成立，它於西元1963年和美國電機工程師學會(the American Institute Electrical Engineers)合併成為聲譽卓著的國際電機電子工程師學會(the Institute of Electrical and Electronics Engineers，簡稱為IEEE，唸成“EYE triple E”)。

西元1937年 亞蘭杜林(Alan Turing)提出了杜林機(Turing Machine)的概念。 西元1938年 史丹佛大學的同學William Hewlett和David Packard在加洲Palo Alto的車庫組成了Hewlett-Packard(HP)公司的雛型，於西元1939年正式成立HP，當初要取名為Hewlett-Packard或Packard-Hewlett是丟銅板決定的。在西元2002年時，HP和個人電腦大公司Compaq合併。

Top 5 PC Vendors

Turing Machine Alan Turing在二次大戰時設計，破解了德國的Enigma密碼

Turing Award Nobel prize in computer science ACM's most prestigious technical award is accompanied by a prize of $100,000. It is given to an individual selected for contributions of a technical nature made to the computing community. The contributions should be of lasting and major technical importance to the computer field. Financial support of the Turing Award is provided by the Intel Corporation.

西元1966年開始 2004 Winners: Vinton G. Cerf and Robert E. Kahn (TCP/IP；Fathers of the Internet) Donald Knuth 1974 Steven Cook 1982 Ken Thompson & Dannis Ritchie 1983 姚期智教授在西元2000年時，獲頒Turing Award (唯一華人得主)

Alan Turing & Me H.A. Newton E.H. Moore (1885 Yale Univ.) Oswald Veblen (1903 U. of Chicago) Alonzo Church (1927 Princeton) Bob Ritchie (1961 Princeton) Webb Miller (1968 Washington) Kun-Mao Chao (1993 Penn State) 這是我在美國數學學會的族譜 http://www.genealogy.ams.org/html/id.phtml?id=84608

西元1939年 John V. Atanasoff 和他的助理Clifford Berry發明了第一部可用電子訊號將資訊編碼的特殊用途機器，稱為ABC (Atanasoff Berry Computer)。 德國數學家Konrad Zuse也設計了一個稱為Z1的二進位電動計算機。

西元1944年 哈佛大學在IBM贊助下，完成了第一部電動機械計算機，稱為馬克一號(Mark I)，長度51英呎，高度8英呎。 西元1945年 John von Neumann介紹了「儲存程式」(stored program)的概念，今日的數位電腦基本上都是採用這個概念所建構而成的。(1-2節補充說明)。

西元1946年 賓州大學的John. W. Mauchly和J. Presper Eckert, Jr.製造了第一部以真空管(vacuum tube)為基礎元件的計算機，稱為ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)。

西元1947年 世上最早及最大的計算機教育及研究學會ACM (the Association for Compu-ting Machinery)開始提供交換計算機領域相關資訊、想法及發現的園地，今日它已是橫跨超越百國的重要學術組織。

西元1948年 Richard Hamming發明了Hamming code，可找出傳輸資料的錯誤並訂正之，此技巧被廣泛地應用在電腦及電話系統。 西元1952年 傑出女性資訊學家Grace Murray Hopper設計了第一個編譯器(compiler)：A-0。(編譯器是用來將程式語言所寫的程式轉換成電腦可執行的0與1數列。)

西元1956年 William Bradford Shockley、John Bardeen及Walter Houser Brattain榮獲諾貝爾物理獎，諾貝爾委員會在讚辭中說：「獲獎是要表彰三位學者在半導體的研究及發現電晶體的效應。」。 西元1957年 John Backus和IBM的同事發展了第一個Fortran語言的商用編譯器。 西元1959年 Honeywell公司推出以電晶體(transistor)為基礎元件的計算機，稱為Honeywell 400，這也是第二代電腦(電晶體時期)的代表作 。

西元1962年 史丹佛大學和普渡大學成立了全球最早的計算機科學系(computer science departments)。 交通大學設立台灣最早的計算機研究學程(1960)。 台灣最早的計算機科學系是淡江大學的電子計算機科學系(1969)。 最早命名為資訊工程系的是台灣大學(1977) 交大的計工系也於1988年更名為資訊工程系 MIT的Steve Russell發明了全球第一個電腦遊戲，很快就風行了整個美國的電腦實驗室

西元1963年 美國國家標準局制定了以7個位元(bit)編碼的ASCII (American Standard Code for Information Interchange)，ASCII仍是目前非常重要的電腦編碼標準。 西元1964年 IBM推出了第一部以積體電路(IC，Integrated Circuit)為基礎元件的IBM 360型計算機。 Douglas Engelbart發明了滑鼠(mouse)，它之所以暱稱為滑鼠，乃是因為它的末端有著長長的尾巴，真的很像老鼠。現在逐漸流行的無線滑鼠，也許該有另一個有趣的暱稱，就叫它「小饅頭」或「米龜」吧！

西元1965年 西元1966年 西元1968年 西元1970年 Multics作業系統。 有資訊領域諾貝爾獎之稱的「杜林獎」(Turing Award)開始頒發，每年頒發一次，獎金為美金十萬元。 西元1968年 Robert Noyce、Andrew Grove和Gordon Moore成立了Intel，它是今日世界影響力最大的電腦微處理器發明公司，Pentium、Celeron、Xeon及Itanium等都是該公司一系列的產品，影響資訊科技至深。 西元1970年 Dennis Ritchie和Kenneth Thompson設計了Unix作業系統(這名稱和1965年耗費眾多人年完成的Multics互別苗頭)。

IC (Integrated Circuit; 積體電路) 西元1971年 Niklaus Wirth開發了Pascal程式語言。 Ray Tomlinson寄發了第一封的email。 表1-1：第一代電腦到第四代電腦 項目代別 年 代 電 子 元 件 電子元件的大小 速 度 比 較 第 一 代 1946～1959 真空管 大姆指 毫秒(10-3秒) 第 二 代 1959～1964 電晶體 鉛筆的橡皮頭 微秒(10-6秒) 第 三 代 1964～1971 積體電路 0.5mm鉛筆心 10毫微秒(10-8秒) 第 四 代 1971年以後 超大型積體電路 比針尖小 毫微秒(10-9秒) VLSI IC (Integrated Circuit; 積體電路) Vacuum tubes (真空管) transistor (電晶體)

Intel 4004 (1971)

Moore’s Law (摩爾定律) Source: Wikipedia

西元1972年 Dennis Ritchie開發了C程式語言。 西元1975年 第一部個人電腦(PC，personal computer)問世，稱為Altair 8800。 IBM做了第一部的雷射印表機。 西元1976年 第一部超級電腦(supercomputer)誕 生，稱為Cray-1。 IBM發展了第一部的噴墨印表機。 Steve Jobs和Steve Wozniak設計了蘋 果一號(Apple I)。

西元1977年 Steve Jobs和Steve Wozniak成立了蘋果電腦公司(Apple Computer)，並推出了在當時最出眾的蘋果二號(Apple II) Bill Gates和Paul Allen創設了微軟(Microsoft)，這兩位目前都名列全美十大富豪，而Bill Gates更蟬連多年的第一富豪。 薄煎餅翻整問題 [參考Prof. Steven Rudich 的說明 ppt | ps | pdf | video ]

西元1978年 Ron Rivest、Adi Shamir及Leonard Adleman發明了著名的RSA公開金鑰加密法。 Intel也推出了第一個16位元的處理器8086及8088，其中8088是IBM PC初期所採用的中央處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)

RSA encryption --- 1978 Rivest Shamir Adleman

RSA factorization challenges 將一個由兩個大質數所乘出來的大數分解回來 e.g., 143  11 x 13 Challenge Number Prize ($US) RSA-576 $10,000 RSA-896 $75,000 RSA-640 $20,000 RSA-1024 $100,000 RSA-704 $30,000 RSA-1536 $150,000 RSA-768 $50,000 RSA-2048 $200,000

US$10,000 –– RSA-576 188198812920607963838697239461650439807163563379417382700763356422988859715234665485319060606504743045317388011303396716199692321205734031879550656996221305168759307650257059 Solved on Dec. 3, 2003 398075086424064937397125500550386491199064362342526708406385189575946388957261768583317 472772146107435302536223071973048224632914695302097116459852171130520711256363590397527

US$200,000 –– RSA-2048 25195908475657893494027183240048398571429282126204032027777137836043662020707595556264018525880784406918290641249515082189298559149176184502808489120072844992687392807287776735971418347270261896375014971824691165077613379859095700097330459748808428401797429100642458691817195118746121515172654632282216869987549182422433637259085141865462043576798423387184774447920739934236584823824281198163815010674810451660377306056201619676256133844143603833904414952634432190114657544454178424020924616515723350778707749817125772467962926386356373289912154831438167899885040445364023527381951378636564391212010397122822120720357

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西元1981年 IBM推出開放式的個人電腦架構，使得各電腦廠能推出與IBM個人電腦相容(IBM PC compatible)的機器

西元1982年 時代(Time)雜誌以電腦作為年度風雲人物。 西元1984年 新力(Sony)和飛利浦(Philips)推出了CD-ROM，使數位資料的儲存方式又往前邁進了一大步。 西元1989年 Tim Berners-Lee提出全球資訊網(WWW，World Wide Web)的構想。 Intel推出了80486(內含一百多萬個電晶體)，簡稱486 。

Tim Berners-Lee發明WWW所使用的電腦 (攝於2005年日本愛知博覽會)

西元1990年 WWW正式推出，沒想到才幾年光景，WWW就風行全球，使得整個數位世界改觀，並改變了現代人的生活型態。

Slashing the Slashes – Time, Oct. 15, 2009 // If I could change one thing about the Internet now, I would slash the slashes, which are completely unnecessary.

西元1991年 芬蘭赫爾辛基大學的學生Linus Torvalds(五年級後段班的學生)，基於Unix的開放原始碼，創作了個人電腦作業系統Linux (Linus + Unix)，時間已證明Linux的確是Windows之外，一個可行的替代選擇 。 西元1994年 第一個成功的商業化瀏覽器Netscape(網景)推出。 楊致遠和David Filo適時推出Yahoo!搜尋引擎 。

西元1995年 James Gosling領軍的團隊推出了跨平台的JAVA程式語言。 西元1997年 IBM的深藍電腦擊敗了稱霸西洋棋壇十四年的棋王Garry Kasparov 西元1998年 搜尋引擎Google推出，開創者是史丹佛博士班的休學學生Larry Page 　　　　　　　　和Sergey Brin。

西元2001年 Windows XP問世 Home Edition及Professional兩種版本 XP乃“eXPerience”的縮寫，體驗之義(數位的體驗、通訊的體驗、無線的體驗) Jimmy Wales創建了一部免費的網路百科全書，稱為「維基百科」 (Wikipedia) 。 西元2003年 Intel Centrino行動運算技術平台 無線網路 省電技術 較小體積

西元2004年 Google上市，造成華爾街股市大轟動。 西元2005年 Skype流行 100美元電腦 Google Earth 西元2006年 「Google台灣工程研究所」設立 大學入學測驗出現火星文

西元2007年 Vista (Microsoft) iPhone (Apple) Android (Google)

GPhone，和Apple的iPhone互別苗 頭。 西元2008年 Google進軍行動電話市場，推出 GPhone，和Apple的iPhone互別苗 頭。

西元2009年 Windows 7 光纖通訊之父高錕獲頒諾貝爾物理學獎

雲端運算 (Cloud Computing) 透過網路計算、儲存及服 務 西元2010年 iPad 手機電腦化 電腦手機化 雲端運算 (Cloud Computing) 透過網路計算、儲存及服　　 務 “Computation may someday be organized as a public utility” -- John McCarthy in 1960.

台灣100大網站——數位時代2010年3月號 無名小站 Facebook Yahoo!奇摩 走向一：Facebook帶動網頁遊戲 YouTube Pchome Online Windows Live 露天拍賣 巴哈姆特電玩資訊站 聯合新聞網 Google 走向一：Facebook帶動網頁遊戲 走向二：社群引發搜尋引擎再進化 走向三：電子商務向社群提領人潮

Top Ten Websites (March 8, 2010；Alexa --http://www.alexa.com/) google.com facebook.com youtube.com yahoo.com live.com wikipedia.org blogger.com baidu.com msn.com qq.com

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1-2 當代計算機的通用架構 「馮紐曼模式」(von Neumann Model) 最主要的精神在於「儲存程式」(stored program)的概念 記憶體(Memory) 輸入 鍵盤 滑鼠 掃描器 輸出 螢幕 印表機 中央處理器(Central Processing Unit；CPU) 算術還輯單元(Arithmetic Logic Unit) 控制單元 (Control Unit) 馮紐曼模式

von Neumann 提出儲存程式的概念

1-3 計算機應用及未來展望 電子商務 機器人 電腦遊戲 遠距教學 全球定位系統 更多的殺手應用 摩爾定律 梅特卡夫定律