计算机对我们来说并不陌生，它是20世纪人类历史上最伟大的科技成果之一。它的出现使我们的生活发生了巨大的变化，给人类社会带来极大的方便，随着社会的发展它已经成为人们生活中不可或缺的一部分。目前有的中小学生的课程也开设了计算机的课目，由此可见它对青少年的成长是多么重要。那么，关于计算机你真正了解多少呢？或许你会简单的基本操作使用，但是你并不知道它的原理，不能很清楚地说出它的起源和发展，以及和它相关的一些基本知识在工作生活中的实际运用。那么，如果你对这些很感兴趣的话，就让我们一起走进计算机的世界，共同学习关于它的知识吧！
电子计算机又称电脑，是一种电子化的计算工具，是由早期的电动计算器发展而来的。在发展过程中分别经历了不同的阶段，每一个阶段的计算机都有属于自己的时代特性。
但是，关于计算机的起源却存在一定的争议。有的人认为世界第一台电子数字计算机，于1946年问世，主要是用于计算弹道的。它是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造的，体积庞大，占地面积170多平方米，重量约30吨，消耗近140千瓦的电力。但是，有的人认为最早的电子数字计算机，是由美国爱何华大学的物理系副教授约翰·阿坦那索夫和他的研究生克利夫·贝瑞于1939年10月制造的“ABC”，也就是Atanasoff-Berry-Computer缩写。并且他们认为，后来之所以会在1946年诞生第一台电子数字计算机，是因为这台计算机的研究人员偷窃了约翰·阿坦那索夫的研究成果，并在1946年申请了专利，因此，人们都认为第一台计算机是于1946年才出现的。可喜的是，这个错误在1973年被纠正了过来。后来为了表彰和纪念约翰·阿坦那索夫在计算机领域内作出的伟大贡献，1990年美国前总统布什授予约翰·阿坦那索夫美国最高科技奖项“国家科技奖”。
但是，我们要明白的是，第一台计算机的起源并不代表就是完整的、能应用的计算机的问世，真正的计算机的出现是经历了4个发展阶段的。是在一代、二代、三代、四代等计算机的不断更替中实现的。
1.诞生于战争硝烟中—第一代电子管计算机
1945～1956年为计算机的第一发展阶段。
第一代电子管计算机是在战争硝烟中诞生的，因为在第二次世界大战中，美国政府为了开发潜在的战略价值，所以想要发展计算机技术。虽然是出于战略目的，但是这同时也促进了计算机的研究与发展。1944年霍华德·艾肯研制出全电子计算器，为美国海军绘制弹道图。这台计算器简称MarkI，差不多有半个足球场那么大，它的体内含有500英里的电线，移动机械部件是使用电磁信号来完成的。它的速度很慢（差不多3～5秒才能进行一次计算），并且适应性也很差，只能用于专门的领域。但是，它既可以执行基本算术运算也可以运算复杂的等式，这就是最早的计算机雏形。
1946年2月14日，标志着现代计算机诞生的ENIAC（英文The Electronic Numerical Integrator And Computer的缩写）在费城公诸于世。ENIAC代表了计算机发展史上的里程碑，它通过不同部分之间的重新接线编程，拥有并行计算能力。它是由美国政府和宾夕法尼亚大学合作研制开发，由1.8万个电子管、7万个电阻器以及其他电子元器件组成。它身上有500万个焊接点，耗电量达160千瓦。虽然耗电量比较大，但是运算速度却比MarkI快一千倍左右，因此它被称为第一台真正普通用途计算机。
其实，第一台电子管计算机的问世，还要感谢一位非常重要的人物，他就是冯·诺依曼，他于20世纪40年代中期参加了宾夕法尼亚大学计算机研制小组的工作，在1945年的时候曾设计出离散变量自动电子计算机EDVAC（英文Electronic Discrete Variable Automatic Computer的缩写），这种计算机能够将程序和数据以相同的格式一起储存在存储器中。这使得计算机可以在任意点暂停或继续工作，EDVAC结构的关键部分是中央处理器，它使计算机所有功能通过单一的资源统一起来。这一研究成果为第一代电子管计算机的诞生奠定了很好的基础，因此他也被称为“电子计算机之父”。
那么，第一代电子计算机有什么特点呢？它的主要特点是操作指令是为特定任务而编制的，并且每种机器有各自不同的机器语言，因此，所具有的功能会受到限制，并且运行速度也比较慢，但是，它有一个标志性的特征，就是它使用真空电子管和磁鼓来进行数据的储存。第一台电子管计算机的外形很大，占地面积差不多有170平方米，重达三十吨左右，有1.8万个电子管，采用十进制计算，每秒能运算五千次左右。
2.晶体管代替庞大的电子管—第二代晶体管计算机
1956～1963年是计算机的第二个发展阶段。
为了弥补第一代计算机的缺点，科学家不断地努力探索，希望能够用一种比较小的元器件来代替电子管，以便提高计算机的运行速度。于是在1948年的时候，科学家发明了晶体管，它的出现大大促进了计算机的发展。这是为什么呢？因为研究人员发现，如果能够用晶体管来代替体积庞大的电子管，将使第一代计算机的升级成为现实，这样不仅能够减小第一代电子计算机的体积，而且还能够提高它的运行速度。
在1956年的时候，晶体管终于能够在计算机中使用了，它和磁芯存储器的应用一起促成了第二代计算机的问世。与第一代电子管计算机相比，第二代晶体管计算机的体积小、速度快、功耗低、性能也变得更稳定。其实，晶体管的出现并不是为第二代晶体管计算机做准备的，它首先是被使用在超级计算机中的，主要用于原子科学的大量数据处理。但是，这些机器价格太昂贵了，因此不适宜大量生产，也就是说不可能普及起来。而第二代计算机与它有很大的不同。1960年，第二代计算机被成功地用于商业领域、大学和政府部门。
第二代计算机所具有的优势，不仅用晶体管代替了电子管，而且还具有现代计算机的一些外部设备，例如打印机、磁带、磁盘、内存、操作系统等。计算机的储存程序使计算机有很好的适应性，可以更有效地用于商业领域。并且，在这一时期也出现了更高级的COBOL（面向商业的通用语言，又称为企业管理语言、数据处理语言等）和FORTRAN（公式翻译器，是世界上最早出现的计算机高级程序设计语言，广泛应用于科学和工程计算领域）等语言，以单词、语句和数学公式代替了含混的二进制机器码，使计算机编程更加容易。这些新特点的诞生也促使了一些新的职业的出现，例如程序员、分析员和计算机系统专家等。
3.减少热量到最低—第三代集成电路计算机
1964～1971年是计算机的第三发展阶段。
当计算机发展到晶体管计算机的时候，它所具有的功能与目前使用的计算机就有了一些相似，但是，它自身还是存在着很多的缺点。为了能够让计算机更好地为我们所服务，因此，科学家在第二代的基础上又研制了第三代计算机。
在第一代和第二代计算机中都存在着一个共同的弊端，就是在运行计算机的时候会产生大量的热量。因为没有很好的散热方法，时间久了就会使计算机内部的敏感部分烧毁，这让科学家非常地苦恼。后来，随着科学技术的发展，出现了集成电路IC，它是于1958年由德（德克萨斯）州的仪器工程师杰克·基尔（Jack Kilby）发明的。集成电路IC是将3种电子元件结合到一片小小的硅片上，这样就能产生、放大和处理各种模拟信号，并且能耗也比较低，也不会产生太大的热量，因此，科学家就根据集成电路IC的特点，将更多的元件集成到单一的半导体芯片上。这样不仅使计算机的体型变得更小，而且它所消耗的能量也减少了，运行的速度与之前的计算机相比更加快了。同时，更让科学家欣喜的是，利用集成电路后的计算机不会像第一代、第二代计算机那样产生那么多的热量了。另外，除了集成电路的发展外，在这一时期还发展了操作系统，并且成功地在计算机上进行运用，这样就使得计算机在中心程序的控制协调下，可以同时运行许多不同的程序。因此，集成电路计算机比前面的两代计算机有了更好的发展。
4.缩小体积到微型—第四代大规模集成电路计算机
1971～1997年是计算机的第四发展阶段。
既然集成电路有那么多的好处，那么，如果能够大规模地来应用集成电路会给计算机发展带来什么样的效果呢？在第三代集成电路的基础上科学家开始考虑这个问题。后来，经过他们的无数次试验，终于在集成电路的基础上扩大规模，研制出大规模集成电路，它能够在一个芯片上容纳几百个元器件。更让人惊奇的是，到了20世纪80年代的时候，出现了超大规模集成电路ULSI（英文Ultra-large Scale Integration的缩写），它能在一块小小的芯片上容纳几十万个元件。后来随着超大规模集成电路的不断发展，能够将运算数字扩充到百万级。
因此，大规模和超大规模集成电路的发展，使在硬币大小的芯片上容纳大量的元器件成为现实，从而也使计算机的体积大幅下降，从巨型计算机变成了小型，并且它的功能与可靠性也比前三代的计算机大大增强。
这种计算机于20世纪70年代中期问世，这时的小型计算机具有友好界面的软件包，并且还有供非专业人员使用的程序以及最受欢迎的文字处理、电子表格程序等。这一领域的先锋计算机有Commodore、Radio Shack和Apple Computers等，（Commodor、Radio Shack、Apple Computers是计算机的名称）。
随着计算机的不断发展，1981年IBM推出个人计算机IBM-PC，这是一种能够用于家庭、办公室和学校的小型计算机。1983年它又推出了扩充机型IBM-PC/XT，这一新产品的诞生引起了计算机业界的极大震动。其实，IBM的成果一方面是与科学的飞速发展有关系，另一方面也与它的先进工艺有关。当时，IBM个人电脑所具有的特点是先进的设计（使用Intel8088微处理器）、丰富的软件（有800多家公司以它为标准编制软件）、齐全的功能（通信能力强，可与大型机相连）、便宜的价格（生产高度自动化，成本很低）等，因此，它能快速地占领市场，并且取代了号称“美国微型机之王”的苹果公司，成为微型计算机行业中的老大。
整个20世纪80年代是个人计算机发展最迅速的年代，无论从技术上还是从价格上，个人计算机的发展都充满了竞争，因此，计算机的价格不断地下跌，数量也不断地增加，体积不断地缩小，功能不断地增强。特别是在互联网出现之后，计算机的发展更是势不可挡。它正慢慢地走上千家万户的书桌。
5.增加速度到最快—第五代微型化电子计算机
第五代微型计算机是在第四代计算机的基础上发展起来的，它是为了解决第四代的不足而出现的。它的关键是并行处理技术的应用，也就是说多个处理器之间的联网工作。那么，并行处理都有什么好处呢？其实在并行处理中，两个或者更多相互连接的处理器可以同时处理同一个应用程序的不同部分，但是要如何将待处理的问题划分开来，以便使多个处理器能够同时去处理同一个问题的不同部分呢？又如何将处理结果组合成完整的答案呢？这向研究者提出了一个难题。
然而，由于第五代计算机在速度方面具有一定的优势，因此，解决上述问题并不难。这也是并行处理技术能够快速发展的原因，它的出现为我们打开了一片全新的待开发领域。另外，网络化也促进了多任务工作方式发展，通过将分布式数据联网，不同的计算机处理器就可以并行运行多个应用程序，处理结果按序号完整组合。
计算机行业正在发生着翻天覆地的变化，视窗界面的开发可以使用户能够打开多个窗口，同时也能实现多个不同的应用程序相关联技术，因此，不管这些应用程序在网络上的什么地方，只要我们轻轻地一点鼠标就能操作这些程序了，这使不同部门之间的并行工作成为可能。随着科学技术的不断发展，还将有第六代、第七代计算机的出现。
6.人机对话—第六代智能电子计算机
自从电脑走近我们的生活以来，人们便利用它去进行工作、学习以及做其他的事情。虽然第五代计算机已经具有了比前四代更加先进的功能，但是它依然无法满足人们的需要。随着科学技术的不断发展，目前出现了第六代电子计算机，也被称为智能电子计算机，它是一种比第五代计算机更适合人们工作、生活使用的新一代计算机。
那么，什么是智能计算机呢？其实它就是一种有知识、会学习、能推理的计算机，更神奇的是，它还具有理解自然语言、声音、文字和图像的能力，能够实现人机用自然语言直接对话。另外，它可以利用已有的和不断学习到的知识，进行思维、联想、推理，并得出结论，能帮助人类解决复杂的问题，具有汇集、记忆、检索等能力。智能计算机突破了传统的计算机的概念，运用了许多新技术，把许多处理机并联起来，使它能够同时处理大量的信息，这样就大大提高了计算机的速度。它的智能化人机接口使人们不必再去编写程序，只需要发出命令或提出要求即可。只要接受到这样的指令，电脑就会自动完成推理和判断，并且进行解释。
7.机械化人脑—第七代神经网络计算机
既然电子计算机可以具有人的特性，那么，是不是能够研制出一种可以模仿人的大脑判断能力和适应能力，并且还具有并行处理多种数据功能的神经网络计算机呢？答案是肯定的，这就是第七代计算机诞生的根本原因。第七代计算机与以逻辑处理为主的计算机不同，它本身能够判断对象的性质与状态，并能采取相应的行动，而且它可以同时并行处理实时变化的大量数据，并引出结论。前面几代计算机的信息处理系统只能处理条理清晰、经络分明的数据。而人的大脑活动具有能处理零碎、含糊不清信息的灵活性，第七代电子计算机具有和人类大脑差不多的智慧和灵活性。
我们知道，人的大脑约有140亿个神经元，并且与数千个神经元交叉相连，它的作用就相当于一台微型电脑，但是，人脑的运行速度要比电脑快得多，它每分钟的总运行速度相当于每秒1000万亿次电脑的功能，因此，如果能够制作出和人脑差不多的神经网络计算机，计算机的运行速度将会得到更大的提高。那么，这样的电脑具有什么样的构造特点呢？
它是用许多微处理机来模仿人脑的神经元结构，并且采用大量的并行分布式网络来构成神经网络电脑。神经网络电脑除了有许多处理器外，还有许多类似神经的节点，而且每个节点与许多其他的点相连。如果把每一步运算分配给每台微处理器，它们同时进行运算的话，信息处理速度和智能将会大大提高。此外，神经网络计算机存储信息的方式与传统中的计算机是不一样的，它的信息不是存储在存储器中，而是存储在神经元之间的联络网中。假如有节点断裂，电脑仍有重建资料的能力，并且它还具有联想记忆、视觉和声音识别功能。
目前，日本科学家已经开发出了神经网络计算机所要使用的大规模集成电路芯片，那是一个在1.5平方厘米的硅片上可设置400个神经元和4万个神经键的小片，但是，别看它个头小，却能实现每秒2亿次的运算速度。另外日本一家电气公司还推出了一套神经网络声音识别系统，运用这种系统能够识别出任何人的声音，正确率可以高达99.8%。
据说，美国研究出了由左脑和右脑两个神经块连接而成的神经网络电子计算机。在这台计算机中，右脑是经验功能部分，差不多有1万多个神经元，适合用来进行图像识别；左脑是识别功能的部分，含有约一百万个神经元，适合用于存储单词和语法规则。
现在，在纽约、迈阿密和伦敦的飞机场已经在使用神经网络电脑来检查爆炸物，每小时可以检查600～700件行李，能够检查出爆炸物的概率为95%，误差率仅为2%。由此可以看出，神经电子计算机将会广泛应用于各领域，因为它具有识别文字、符号、图形、语言以及声纳和雷达收到的信号，识别支票，对市场进行估计，分析新产品，进行医学诊断，控制智能机器人，实现汽车和飞行器的自动驾驶，发现、识别军事目标，进行智能指挥等功能。好像人类能够做的事情它也都能做到一样，甚至有些功能还超过了人类的能力。这不能不说是科学技术给人类送来的重大礼物！
