计算的历史

算盘2.0

罗马算盘使用10位罗马数字缩短时间进行计算:

算盘

图片:1911 年大英百科全书(公共领域)。

罗马人开发了罗马算盘,这是巴比伦人使用的早期算盘的便携式、base-10 版本。

这是世界上第一台掌上电脑。 供罗马工程师、商人和税吏使用。


模拟计算机

差分机(Charles Babbage 1822)是一种机械机器,旨在缩短时间以计算复杂的数学函数。

分析引擎(Charles Babbage 1833)是一种机械机器,设计有算术、逻辑和内存等现代计算机元素。

这两种"计算机"都使用 10 位(十进制)机械齿轮来执行数学计算:

分析仪器

(查尔斯·巴贝奇的分析引擎。科学博物馆。伦敦)



数字计算机

数字计算机使用 0/1 开关来执行计算。 它们对像 11100110 这样的 二进制 值进行操作,而不是像 230 这样的 模拟 值。

亲自试一试:

+

=



第一台电动数字计算机由德国的 Konrad Zuse 设计和制造(1941 年)。

它使用 2600 个继电器作为 0/1 开关。 时钟速度约为 5 Hz。

Z3 祖斯

祖泽 Z3 的复制品。 德意志博物馆。 慕尼黑。


电子计算机

第一代计算机(1945-1950)使用真空管作为二进制开关。

真空管比继电器快得多。

这些计算机的时钟速度在 500 KHz 和 1 Mhz 之间。

真空管

第二代计算机

第二代计算机(1950-1960)使用晶体管作为二进制 0/1 开关。

晶体管比真空管快得多。

MIT TX-0 晶体管

第三代计算机

第三代计算机(1960 年)使用集成电路作为二进制开关。

集成电路比晶体管快得多。

集成电路


电脑速度

第一台电子计算机每秒可以执行 5 条指令。

第一台电子计算机每秒执行 5000 条指令。

第一台 PC 每秒执行 500 万条指令。

AMD 是第一台达到每秒 10 亿条指令的 PC。

今天,iPhone 12 每秒可以执行 110 亿条指令。

年份计算机每秒
指令
每条指令
位数
1941 Z354
1945 ENIAC5.0008
1981 IBM PC5.000.00016
1995 Intel Pentium PC100.000.00032
2000 AMD PC1.000.000.00064
2020 10.000.000.000128

什么时候开始的? 它会在哪里结束?

从上面的历史可以提取:

  • 计算机旨在进行计算
  • 查尔斯·巴贝奇创造了第一台机械计算机
  • 第一台使用机电开关的数字计算机
  • 真空管比机电开关快得多
  • 晶体管比真空管快得多
  • 集成电路比晶体管快得多
  • 明天的计算速度会比人脑快吗?

"计算机无用,因为它们只能给你答案。"

毕加索


比人类更聪明?

如果我们相信摩尔定律

到 2020 年,计算机将拥有老鼠大脑的能力。

到 2030 年,计算机可能具有人脑的能力:

计算机速度

来源:Ray Kurzweil