電腦的昨天.. 想當初,人們也是這樣走過來的
古早以前… 人們用什麼計算? 用算盤 用手刻畫
電腦發展簡史手動工具 中國最早的計算工具『算盤』 。 1632年奧特雷發明圓形的計算尺,準確度只有3位, 但對很多工作已達到足夠的準確度。。 圓形計算尺
機器計算 西方最早的加法器(巴斯卡計算器) 乘法器(莫南計算器) 1642年,法國數學家巴斯卡(Blaise Pascal) 利用齒輪的機械原理,在可循轉的輪子上 面刻上十個刻度代表0~9等十個十進位數 字,當輪子旋轉一周,按照齒輪原理牽動 左邊另一個輪子也移動一個刻度,代表著 進位。 乘法器(莫南計算器) 加法器發明後,莫南(Thomas Morland)於 1666年發明了一台乘法器,它是使用反覆 加法原理製作而成。
巴斯卡計算器
機器計算(續) 巴倍奇差分機與分析機 計算工具一直沒有大多的發展,直到十九世紀中葉, 英國數學家巴倍奇(Charles Babbage)建造了一台差分 機(Difference engine)可以進行複雜的計算等式差數 的工作,差分器使用打孔紙卡來控制一連串的動作, 這是一個突破性的發展。 後來巴倍奇又構思了一台『分析機』(analytical engine),該機器具有輸入單元、輸出單元、記憶單 元、算數單元、控制單元等五項單元。
電腦時代 ABC電腦 1939年美國愛荷華州立大學愛特納索夫教授(John V. Atanasoff)及其助理貝瑞(Clifford Berry)則完成了由 45個真空管構成記憶體的數位計算機,這部機器是 世界上第一部電子數位運算裝置,並以他們兩個人 的名字命名為ABC(Atanasoff-Berry Computer)。
電腦時代(續) 馬克一號電腦 馬克一號(MarkⅠ)由哈佛大學與IBM公司合作發展 出來,以繼電器為主要元件的自動程序控制計算機, 於1944年正式啟用,其內部有72個儲存記錄器,每 秒可執行3個加法運算,每6秒計算1次乘法,每12 秒計算1次2個數值的除法。
電腦時代(續) 第一代電腦1951~1959 1946年賓州大學的John Mauchly及J.Presper Eckert, 以馬克一號為基礎創造了ENIAC(Electronic Numeric Integrator and Calculator,電子數值積分及計算器)。 它是全球第一部全電子式數位電腦,使用了18,000 個真空管,可以在一秒內做4,500次的加法運算。 ENIAC體積龐大,長達 30公尺,高達 3公尺,寬達 10公尺,重量超過30公噸。
ENIAC全電子式數位電腦 重30公噸,使用了18,000個真空管
真空管
電腦的 bug / debug 電腦的軟硬體出問題 bug。 找出電腦的軟硬體問題來解決 debug。 第一代電子計算機採用真空管為主要元件
電晶體 第二代電腦1959~1963 以電晶體為主要的構成元件。而一個電晶體相當於 一個真空管的功能,但其體積卻是小了許多,故不 須太大的容納空間。第二代電腦是利用電晶體取代 真空管,其結果是是縮小機器體積,節省電力消耗, 增加儲存量和處理速度。 電晶體:電晶體由半導體製作,雖原理不同,但能 取代真空管,它體積小,使用電力少,同時,故障 亦少,因此替代了真空管而被普遍使用在所有的電 子設備上。電晶體的功能:1個電晶體的功能=1個 真空管的功能。
電晶體(續)
IC 積體電路 (Integrated Circuit) 隨著技術進步,IC的體積愈來愈小,而且可放置的電子元 件數目也愈來愈多,所以又有所謂的大型積體電路(LSI)和 超大型積體電路(VLSI)的誕生,它們代表同樣的體積大小, 可容納更多數目的電子元件。 台灣在IC產業的發展享有盛名,例如威盛、矽統等IC設計 公司,以及台積電、聯電等IC晶圓代工大廠,都在世界上 佔有一席之地。
IC 積體電路(續1) 第三代電腦1963~1975 第二代的固態電晶體電路後來被單晶積體電路及混 合式積體電路所取代,積體電路內包含了許多的電 晶體、電阻、二極體等元件,並將之微聚濃縮在一 個晶片(chip)上,每個積體電路約指甲還要小,使得 電腦的體積得以大幅度縮小、成本更低、並提高了 可靠度。1964年出廠的IBM 360系列就是積體電路 電腦,它強調在更換新電腦時,所有舊有軟體都可 以在新電腦中執行無誤,而不需要重新設計。
IC 積體電路(續2) 第四代電腦1975~今天 自從IC被發明出來以後,IC的集積度不斷提升。從 包含10顆電晶體的小型積體電路(SSI),直到1971年 開始製造包含106顆的超大型積體電路(VLSI)。VLSI 由於包含多達106顆以上的電晶體,因此只要使用相 當小的體積,就可以設計功能極度複雜的電路,例 如微處理器(microprocessor)。VLSI的體積小、資料 傳輸速度很快、準確性很高、記憶體容量也非常大, 因此除了從桌上電腦的中央處理器、主記憶體之外, 在其他電子通訊方面的應用也越來越多。
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