5.2.1 计算机是怎样发明的？在线视频

我们来看一下信息革命

或者我们叫第三次工业革命

也叫信息革命时期

它的技术创新主要有哪些呢

前面我已经介绍了

有很多方面

有信息技术 生物技术 空间技术

还有新能源 新材料技术

但我们这里呢由于课时限制

着重讲信息技术的代表

信息技术的代表有两个方面

一个方面就是计算机技术

计算机技术主要做的功能

就是信息处理

这是有电脑以后

我们可以对信息进行处理 进行加工

第二个方面的技术就是互联网技术

互联网技术为什么是信息技术呢

它能够使你对于信息获取 信息传输

起到推动作用

所以我们这一章的技术创新

主要围绕计算机技术和互联网技术来展开

我们先来看一下计算机是怎么发明的

大家知道在20世纪之前

人类的计算主要是靠机械 靠人脑

辅助工具是机械

比如中国人发明的算盘

比如这张图上的计算尺

很多同学可能没见过

但是 我在读中学的时候

也就是说在上个世纪80年代之前

很多人还用计算尺来进行计算

那时候没有计算器

在80年代之后计算器才开始更多一些

所以在20世纪之前

人类的计算工具都是机械的

在第二次世界大战的时候

美国政府 军方由于做弹道计算要花很长的时间

所以他们就想

能否用电子的一些技术来进行计算呢

那么在1944年霍华德·艾肯

率领团队就研制出了马克一号 全电子的计算器

为美军进行弹道计算

马克一号非常大

有半个足球场那么大

内含500英里的电线 500英里呀

使用这台电磁信号来进行计算

它可以执行基本的算术运算

比人工计算要快的多

一会儿我有个视频大家可以看看

它比人工计算要快得多

他的速度现在看起来很慢

一次计算需要3到5秒

适应性也只能（用于）专门领域

但是他开启了人类历史上的一个新的篇章

更为重要的是

在1946年 第一台现代的计算机

中文叫埃尼亚克

英文叫ENIAC

全称是The Electronic Numerical Intergrator and Computer

在美国的费城问世

英文什么意思呢

就是电子数值积分器和计算器

大家看这个图

这就是当时的第一台人类计算机 非常庞大

埃尼亚克是由美国政府

和宾夕法尼亚大学联合研发出来的

使用了18000个电子管

70000个电阻器 有500万个焊点

它耗电160千瓦

其运算速度比马克一号快一千倍

它是人类第一台普用的计算机

负责建造这台计算机的总工程师 总设计师

就是这张图左边的莫奇利

埃尼亚克占地170平方米 重30吨

是个庞然大物

据说 它在运行的时候

整个费城西区的电灯都会变暗

大家可以看 它耗电多么大

但是尽管如此

它的计算效率要比人工的效率要大大提高

我们来看看例子

大家知道圆周率的计算

它是由于我们中国古代南北朝时期的科学家

祖冲之最早算了

祖冲之耗了15年的时间

才算到小数点后面的七位

1873年英国人 香克斯

用毕生精力把小数点才算到了后面707位

可是 用埃尼亚克40秒就可以完成他的工作

而且还发现香克斯的第528位算的是错的

所以可以看得出来

计算机的发现对提高人的计算效率

起到多么重要的作用

所以说 它开辟了一个计算机科学技术的新纪元

奠定了计算机发展的基础

从此以后呢 人类的计算机开始逐渐发展

由电子管时代

也就是说上世纪40年到50年代的电子管时代

进入到晶体管时代

晶体管时代以后

60年代到70年代就进入到集成电路阶段了

集成电路阶段就有了大规模集成电路

它的用途也是由科学计算到工业控制

再到文字处理 再到社会方方面面各个领域

所以大家看

信息技术是这样一步步演化

计算机的功能逐渐不断提高

信息技术不断演化

渗透到人类社会不同的领域

我们来看一段视频

看看怎样通过电子技术进行计算

马克一号以及埃尼亚克是怎样被建造出来的

在柏林 年轻气盛的工程师克拉德·祖诗

想造一台机器处理令人乏味的日常计算

他深信从原理上说

机器必须有某种机械大脑

才能完成一些想象的到的思维工作

从通信技术上 祖诗发现了电子机械继电器

他推想 继电器可以成为计算机的基本元件

按照二元指令运行

因为继电器像二元指令一样 只知道两种状态

这里表现为开或关

在朋友的帮助下

祖诗于1936年在柏林开始组装他的机器

两年后 他ZⅠ型机器完成

它是一个两平方米的巨人

这是世界上第一台程序化的机电一体化计算机

祖诗继续探索

二战期间 他推出了ZⅢ机

你可以在德国慕尼黑博物馆

见到该机的仿制品

该机的计算单元有两千个继电器组成

一项简单的乘法运算需要五秒钟

控制台上的灯显示计算结果

后来的ZⅣ型机被柏林航空研究试验中心

用来进行空气动力学计算

运算程序采用打孔胶片输入

但是ZⅣ型机只有原型

祖诗从未得到政府的支持

然而在美国计算机开发工作正在全速进行

1937年贝尔电话实验室开始了全面的研究

一位名叫斯蒂彼慈数学家发现

布里代数是电话继电循环装置最佳语言

使用电池 灯泡和电线

斯蒂彼慈设立出一种符合布里原理

可以进行二进制加法的装置

斯蒂彼慈和祖诗尽管相互不了解

但却走在同一条路上

斯蒂彼慈称他的装置为复杂数字计算器

它可以从事所有基本的算术运算

新的思维机器在美国引起了很大的关注

从那时起 他的研究开发得到了飞速发展

1943年的霍华德·爱肯的标致一号出世了

他仅用了一天的时间

就解决了美国海军弹道计算难题

而不用此机器要计算六个月

1945年开发的埃尼艾克

及电子数字积分计算机要快一千倍

它是第一台电子管计算机

一共有有一万七千个电子管

但是像它的前者一样埃尼艾克也只能接受数字

它不能处理其他数据和符号

通过这个视频呢

大家可以看到

早期 人类是怎样一步一步

走向应用继电器电子管

造成了新的计算机

开启了人类电子计算机计算的新纪元

也拉开了我们进入信息社会的帷幕