算機的產生和發展
第一代電子管計算機
ENIAC(Elecitric Numeric integrator and computer)即電子數字積分計算機，由科學家約翰·馮·諾依曼和“莫爾小組”的工程師埃克特、莫克利、戈爾斯坦研制而成。其歷史背景是發生在二戰后期（1943～1946年），當時，飛機和大炮是作為戰略武器，為研制和開發新型大炮和導彈，美國陸軍軍械部在馬里蘭州的阿伯丁設立了“彈道研究實驗室”，美國軍方要求該實驗室每天為陸軍炮彈部隊提供6張射表以便對導彈的研制進行技術鑒定，而每張射表都要計算幾百條彈道，每條彈道的數學模型是一組非常復雜的非線性方程組。這些方程組是沒有辦法求出準確解的，因此只能用數值方法近似地進行計算，即使用數值方法近似求解，雇傭200多名計算員加班加點工作也大約需要二個多月的時間才能算完一張射表，武器研制需要射表盡快算出來，于是，電子計算機的設想由此誕生。
從1943年，提出電子計算機的設想，到1946年第一臺電子計算機ENIAC誕生，歷時3年多，這標志計算工具進入了一個嶄新的時代，也推動人類文明從工業化社會發展為信息化社會，它的出現具有劃時代的意義。
眾所周知，這臺計算機是非常龐大的，其占地面積達約170平方米，30個操作臺，重達30英噸，耗電量150千瓦，造價48萬美元。同時，編制程序的方式是通過手工搬動開關和插拔電纜，如上圖所示，一方面，電子計算機具有高速的運算速率和精準的運算結果，這種特性極其具有商業價值，以此為契機，在20世紀50年代，Sperry和IBM兩大制造計算機的公司相繼成立；而另一方面，如此高的制造成本，和龐大而笨重的設備又不利于大規模生產和民用。鑒于此，減小設備體積，降低設備制造成本成為了新一代計算機制造首先需要面臨解決的問題，于1947年，貝爾實驗室成功研制成了晶體管，其體積小、質量輕、功耗低，為這一問題的解決提供了硬件基礎，于是，一場晶體管替代電子管的革命產生了。
第二代晶體管計算機
晶體管主要是用硅、鍺等半導體材料，作為計算機的基本邏輯元器件被大量使用，與第一代電子管計算機相比，晶體管計算機體積小，重量輕，速度快，邏輯運算功能強，可靠性大大提高。其應用從軍事及尖端技術擴展到數據處理和工業控制方面，從誕生之初就表現出非常大的市場需求量和廣闊的發展前景，以IBM 公司為首，相繼研發了多種型號的晶體管計算機，如下表：
時間 | 公司或實驗室 | 計算機 | 備注 |
1956年 | 貝爾實驗室 | Lepreachaun | 世界上第一臺全晶體管計算機 |
1958年 | IBM | RCA501型 | IBM首臺全部用晶體管計算機 |
1959年 | IBM | IBM7090 | 作為第二代電子計算機的典型代表，從1960年到1964年一直統治著科學計算的領域 |
1964年 | 中國 | 441-B | 中國制成了第一臺全晶體管電子計算機 |
隨著新一代計算機的產生，計算機軟件技術也飛速發展，表現為編程語言的發展，從機器語言到匯編語言，FORTRAN、CDBOL等高級語言也相繼出現，操作系統也由此誕生，計算機朝著更加精細化，智能化，自動化的方向發展，隨著1958年微電子學的深入研究，特別是新的光刻技術和設備的成熟，推動計算機進入了集成電路時代。
第三代集成電路計算機
1958年，美國德州儀器的工程師JackKilby發明了集成電路（IC），將電阻、電容、晶體管等結合到一片小小的硅片上。自此之后，IC的集成度以每3-4年提高一個數量級的速度增長，也就是著名的摩爾定律，由 Intel聯合創始人戈登·摩爾提出，半導體工藝也是一直按照這個規律發展，以2年提升一倍的晶體管密度發展。
直到1999年，胡正明教授發明了鰭式場效晶體管 (FinFET)，該新型晶體管可以使1個電腦芯片的容量比從前提高400倍。而Intel在2012年正式量產了3D晶體管技術，首發的是22nm工藝，摩爾定律得以延續10年。
世界上第一個采用集成電路的通用計算機IBM360系統，由IBM公司在1964年研制成功。IBM360系列計算機是最早使用集成電路的通用計算機系列，它開創了民用計算機使用集成電路的先例，計算機從此進入了集成電路時代。與第二代計算機（晶體管計算機）相比，它體積更小、價格更低、可靠性更高、計算速度更快。IBM360成為第三代計算機（集成電路計算機）的里程碑。
隨著集成電路技術的發展及其推進作用，微處理器芯片和半導體存儲芯片相繼出現，微型計算機時代悄然來臨。
微型計算機的出現和發展
1941年，美國Intel公司工程師霍夫研制成功了4位微處理器芯片4004，這是世界上第一個微處理器芯片，以此為開端，隨后，8位、16位、32位和64位微處理器芯片都得以研制成功。到1970年，第一個半導體存儲器芯片被Fair-child制作出來，從此，存儲芯片的容量越來越大，經歷了1k位、4K位、16K位、64K位、256K位、1M位、4M位、16M位、64M位、...、1G位等，其價格和訪問時間也是不斷下降。
得益于微處理器芯片和存儲芯片，計算機體積變得更小、質量變得更輕、售價變得更低，微型計算機的普及率迅猛增長。
微型計算機系統從誕生至今一共經歷了6個階段，如下
階段 | 俗稱 | 典型代表 |
第1代 （1971-1973） | 4位和8位低檔微處理器時代 | Intel4004和Intel8008微處理器和分別由它們組成的MCS-4和MCS-8微機 |
第二代（1971-1977） | 8位中高檔微處理器時代 | Intel8080/8085、Motorola公司的M6800、Zilog公司的Z80等 |
第三代（1978-1984） | 16位微處理器時代 | Intel公司的8086/8088，Motorola公司的M68000，Zilog公司的Z8000等微處理器 |
第四代（1985-1992） | 32位微處理器時代 | Intel公司的80386/80486，Motorola公司的M69030/68040等 |
第五代 （1993-2005） | 奔騰（pentium）系列微處理器時代 | Intel公司的奔騰系列芯片及與之兼容的AMD的K6系列微處理器芯片 |
第六代（2005-至今） | 酷睿（core）系列微處理器時代 | Intel公司發布的微處理架構Core 2 Duo、SNB(Sandy Bridge）及其處理器 |
由此可見，世界上第一大微處理器制造商Intel在推動計算機的發展可謂是起到中流砥柱的作用，事實上，微型計算機的發展很大程度上取決于微處理器的發展，而微處理器的發展又依賴于芯片集成度和處理器主頻的發展，但是一味的提高芯片集成度直接導致的問題是處理器的功耗顯著增大，同時，還會帶來散熱問題、線延遲問題、軟誤碼率現象等多種問題，所以，計算機性能的每一次提高，都是一次莫大的挑戰。
當然，推動計算機的發展不只是在芯片集成度上下功夫，還能從改善處理器的體系結構，優化計算機的組成，設計計算機軟件算法等方面入手，比如開發指令級并行性、采用超標量結構、主存和處理器之間設置高速緩沖存儲器并發展成片內Cache和分級Cache等。
總之，當前通用微處理器的發展重點將在以下幾方面。
計算機的應用
計算機的售價不斷下降，使得計算機從實驗室走出，滲透到了各個領域，乃至走到了千家萬戶，變得隨處可見，隨著新興技術的產生及其與計算機的結合，使得計算機應用從科學計算、數據處理到辦公自動化、多媒體、電子商務、虛擬工廠、遠程教育等，現代計算機的主要應用如下表所示：
技術范疇 | 應用領域 | 應用舉例 |
科學計算和數據處理 | 天文學、量子化學等學科和工程設計 | 天氣預報、石油勘探等 |
工業控制和實時控制 | 冶金、機械、紡織、化工、電力、造紙等 | 導彈的發射、載人宇宙飛船等 |
網路技術的應用 | 電子商務、網絡教育、敏捷制造等 | 虛擬商場、虛擬醫院、虛擬圖書館等 |
虛擬現實 | 軍事、航天、航空、娛樂、生活等 | 虛擬演播室、仿真模擬訓練器（飛行仿真訓練系統）等 |
辦公自動化和管理信息系統 | 企業和個人辦公 | OA系統，用計算機安排日常的各類公務活動，包括會議、會客、外出購票等 |
CAD/CAM/CIMS | 工業生產、機械、電子、航空、船舶、汽車、紡織、服裝、化工、建筑等 | CAD 工程制圖等 |
多媒體技術 | 教育、工業、軍事等 | 虛擬演播室、仿真模擬訓練器（飛行仿真訓練系統）等 |
人工智能 | 模式識別、語音識別、專家系統和機器人制造等 | AI音箱，智能語音翻譯機等 |
計算機的展望
科學家設想的超級智能計算機，其運算速度要求達到10的15次方每秒，存儲容量至少為10的13次方字節，并且具備人腦的自組織、自適應、自聯想、自修復的能力，幾乎能融入人類社會所有的知識和信息了。
這種超級智能計算機的實現，首先要求提高處理器的主頻，硅芯片微處理器的主頻與其集成度有關，而芯片集成度的提高受制于以下三個方面
超級智能計算機的實現迫切的需要找到硅芯片的替代者，科學家們從光學計算機，DNA生物計算機和量子計算機看到了希望。
光學晶體管龐大而笨重，用它制造成的光學計算機有汽車這么大，尚不能投入使用，DNA生物計算機由一堆裝有有機液體的試管組成，也很笨重，難以實用，與前兩者相比，量子計算機的前景尤為光明，極有可能會成為下一代新興的計算機，讓我們拭目以待吧
017-11-21 18:25:12 作者：韓立人
路凱林，西安交通大學工商管理碩士，曾任海爾電腦筆記本事業部總經理,后創立青島雷神科技有限公司，并出任CEO。
創立雷神科技之前，路凱林已經在IT圈內摸爬滾打了10年 , 2013年是他事業生涯中的轉折點:傳統PC業遭遇寒冬，路凱林帶領團隊通過大量的互聯網大數據分析，深挖用戶痛點，敏銳地發掘到游戲本這一巨大的細分市場，于2014年1月創立了雷神科技，并全力打造“雷神科技”這一全新的互聯網游戲品牌。
在雷神創業1年10個月的時間里，路凱林帶領創業團隊一路狂奔，在"只為游戲而生"的品牌理念下，致力于為玩家打造最極致的游戲體驗。被稱為業界“黑馬”的雷神在2014年8月“創業家黑馬大賽”上榮獲全國行業冠軍，并于當年完成了PRE-A輪融資。2015年4月獲得了投資過陌陌、足記、錘子科技的紫輝創投A輪2250萬的融資，并通過911M游戲筆記本創造了2829萬的中國產品眾籌新紀錄，10月份帶領團隊摘得首屆“中國青年互聯網創新大賽“金獎。
個月 16 號，有個叫 Clive Sinclair 的英國老先生去世了。
馬斯克在他的去世推文下面留下了一句話：RIP，I loved that computer（ 我愛那臺電腦 ）。
那天，在大家悼念 Clive Sinclair 的推文里面，也似乎都離不開一個關鍵詞：My First Computer（ 我的第一臺電腦 ）。
看到這你是不是有點好奇，他們口中的電腦到底是哪個型號，和這位逝去的老人有什么關系呢。
如果我還告訴你， Rare 公司（ 作品有《 盜賊之海 》 ）的創始人斯坦博兄弟，就是在那臺電腦上開始的職業生涯。
Linux 之父 Linus Torvalds、電子游戲教父席德梅爾( 代表作《 文明 》 )、DMA Design（ R 星前身 ）最早一批的創始人，也都是那臺電腦及后續產品的使用者和愛好者。
甚至 1982 年英國首相撒切爾夫人在拜訪日本時，為了彰顯英國創造力，贈送的也是那臺電腦。
你是不是已經隱隱約約感受到這臺電腦的分量之重了。
別著急，咱們先把時鐘往回撥到上個世紀計算機剛剛誕生的那幾十年。
1946 年，世界上第一臺電子計算機 ENIAC 誕生了，這個大家伙占地 170 平米，重達 28 噸，造價高達 48 萬美元。
但這玩意肯定不是給咱們普通人用的，它主要用來搞搞科學計算，控制進程啥的。
到了 70 年代，隨著第一個商用微處理器 4004 誕生和集成電路等各方面技術的發展，電腦體積迅速減小，生產成本也大幅下降，這才開始逐漸走進人們的視野。
雖說生產成本是低了很多，但畢竟還是非常稀有的產物，加上一個新興產業必然迎來價格不透明的特性，所以那會的電腦還是四個字：貴得要死。
比如 1976 年推出的 Apple I 售價 667美元，1977年 Apple II （ 4KB RAM版本 ）售價1298美元（ 約 995英鎊 ），Commodore PET 售價 795 美元（ 約 611 英鎊 ）。
APPLE I ▼
我們再把鏡頭切到當時的英國。
70 、80 年代英國正好陷入滯脹危機，國內經濟持續低迷，失業人口高達 300 多萬人。
根據通貨膨脹率計算，1980 年的 100 英鎊相當于 2021 年的 440 英鎊，一臺 Apple II 放到現在就需要 3387 英鎊，近 3 萬人民幣。
盡管各家電腦在報紙上的廣告滿天飛，新奇的功能也讓青年們看了都為之向往。
但，除非是有錢的商人和狂熱的電子愛好者，否則在當時的經濟情況下，一個普通家庭絕對不會花這么多錢，去冒險圖個新鮮。
不過，普通家庭的孩子對電腦的渴望都被一位叫 Sinclair （ 以下稱呼辛克萊 ）的人看在眼里。
他認為電腦不應當只是有錢人的玩具，每個人都應當有機會去接觸它，不該有人在想觸碰它的時候被價格勸退。
所以當時正在開電子公司的辛克萊決定：生產電腦。
為了讓大家都承擔得起費用，他要把電腦盡可能做得便宜。
設計主板時，不同于其他廠商為了用戶體驗而加大成本去提升畫質、音質，辛克萊做電腦更側重于編程教育，所以壓縮了一些他認為沒必要那么先進的組件。
最后做出來的主板又小又密，成本降低了很多。
同樣在設計鍵盤的時候，他也盡可能地去降低硬件上的成本。
當時大多數電腦的鍵盤，都是由 60 、70 個塑料鍵帽配上相同數量的彈簧部件做成的，底部再連上一個硬性薄膜電路來傳輸信號。
就算有的電腦要降低成本，也會選擇用一套薄膜鍵盤來代替。
而辛克萊則把鍵盤幾乎做成了一張紙，鍵盤用藍色的方塊標注，每個按鍵下面有對應的接口作為信號輸出。
雖說這樣嚴重影響了觸感（ 你應該可以腦補到 ），但它確實縮減了許多了成本。
還記得前面我們剛說的，辛克萊更側重于編程教育。
就這樣通過一切方法盡可能去壓縮成本，最后做出來的電腦尺寸只有別家的一半，重量也只有他們的三分之一。
最重要的是，成本被拉了下來。
辛克萊電腦（框內）和其他家的對比 ▼
時間來到 1980 年，一臺專為普通家庭打造，型號為 ZX 80 的電腦橫空出世，售價只有 99.95 英鎊。
和市面上動輒四五百英鎊的電腦，它的優勢太明顯了，吸引了大批量的人購買。
僅僅 1 年后，辛克萊又推出了新一代產品 ZX 81 ，因為采用新技術減少了芯片數量，再次壓縮了成本，這次它的定價更是低到了 69 英鎊。
這一次，因為價格過分便宜，讓原本還在猶豫人們都下定決心買一臺。
甚至因為買電腦的人越來越多，就連原本被電腦價格勸退的家庭，也會選擇買一臺送給孩子當禮物。
ZX 81 獲得了 150 萬臺的銷量，可以說創造了一波奇跡，但這還不算辛克萊最成功的產品。
1982 年，真正影響一代人的神作 ZX Spectrum 發布了。
相比只能顯示黑白畫面的 ZX 80 和 ZX 81，這次的 ZX Spectrum 提供了彩色畫面，并且內存也從上代的 1k 和 2k 提高到了 16k 和 48k，其他方面也都有不小的提升。
就這樣辛克萊依然把價格壓在了 125 英鎊（ 16k RAM）和175 英鎊（ 48k RAM）。
雖然性能上是不如別家電腦，但在價格優勢和本土品牌的光環下，這臺電腦更受普通家庭的歡迎。
那幾年，ZX Spectrum 在英國徹底賣瘋了。
就連 2006 年吉尼斯世界紀錄認證“ 銷量最高單一計算機型號 ”——美國的 Commodore 64，全球一共售賣 1000 - 1700萬臺，幾乎稱霸了所有的計算機市場，但只有兩個國家除外：
一個是電子產業過分發達的日本，一個是辛克萊電腦統治下的英國。
據說當時全英國有 3000 萬套房子，光是 ZX Spectrum 就賣出了 500 萬臺。
雖然 500 萬包括了出口的數量，但不管怎么說，辛克萊讓電腦走進了大街小巷，也讓成千上萬的年輕人第一次接觸到了電腦這個新奇玩意。
看到這，你應該能明白當年英國首相撒切爾夫人拜訪日本時，為什么要贈送這臺電腦了。
除了把電腦普及開來，人們對他的尊敬還源自于他對英國 IT 產業的貢獻。
這就要從當時的電腦能用來干嘛說起。
80 年代的青年們買電腦，其實就跟我們小時候買來學習的小霸王學習機一樣，主要還是用來打打游戲的。
當然除此之外，電腦還可以做做圖表，簡單計算或者編程。
當時大多數電腦出廠時都會帶 BASIC（ 一個編程語言 ） 解釋器，并會附贈一本 BASIC 語言手冊，教你如何編寫簡單的程序。
還記得前面我們剛說的，辛克萊更側重于編程教育。
雖然壓縮成本降低了電腦體驗，但是在教育這塊是下足了功夫。
除了他的編程軟件更適合剛入門的開發者，辛克萊的教程手冊對從未接觸過電腦的人非常友好。
有多友好呢？
手冊會告訴你輸入時跳動的光標是什么意思，每一個按鍵代表著什么意義，就連鍵盤按住 2 秒后會重復輸入，也要給你解釋清楚。
1982年原版手冊第一章 ▼
因為教程淺顯易懂，這讓很多第一次接觸到電腦的年輕人，跟著學幾天，也可以敲出一段運行代碼。
你想一想，當時的人們從第一次接觸到電腦，到幾天后就能做出一個和自己互動的玩意，這對他們來說應該是非常有成就感的。
就好比你小時候剛學會打字，第一次在電腦上敲出了自己的名字一樣，盡管很簡單，但一定非常開心。
被培養起來編程興趣后，有的人編一些簡單的代碼，向朋友炫耀一下自己。
也有人通過不斷學習編程語言，為以后進入 IT 行業打下了基礎。
那天的悼念推文
很多都是來自 IT 人員 ▼
還有人嫌別人的游戲不好玩，決定自己做游戲。
說出來你可能不信，很多游戲公司的創始人，就是通過辛克萊的電腦才步入游戲行業。
像 Rare 的創始人斯坦博兄弟，一開始就是在 ZX Spectrum 上開發游戲，后來逐漸發展到了全平臺。
你可能沒聽過 Rare，但你應該聽過 Rare 的代表作《 盜賊之海 》。
還有 Codemasters （ 代表作有《塵埃》、《F1》 ）、Ocean Software 這些游戲巨頭也都是在 1982 - 1986 年 ZX Spectrum 的浪潮里起步發展。
所以對于很多人來說，辛克萊不僅讓他們接觸到了電腦，還給了一次他們改變人生的機會。
不過，讓人意外的是，辛克萊的輝煌并沒有持續多久。
這就要說到他除了商人以外的第二個身份：發明家。
受家庭環境影響，辛克萊從小就會自己發明一些小玩意。
在做廉價電腦之前，辛克萊就發明過一臺超薄袖珍計算器 Executive，厚度還不到 1cm，可以直接放進衣服口袋。
因為這算當時世界上第一臺真正的超薄袖珍計算器，比其他計算器小了足足 1/3，還獲得了許多獎項。
到了 1983 年辛克萊推出了一款平板袖珍電視，能直接拿在手上看電視，這從功能上可以說是 80 年代的 MP4 了。
這還不算啥，大家都知道電動車也就是近些年才真正流行起來的。
但早在 1985 年辛克萊就推出了一款電動三輪車，7 年后又推出了一款電動自行車。。
想必聰明點的差友應該可以看出來了，辛克萊做的產品和當時主流設計都不一樣。
極具創意，理念超前，用來形容辛克萊一點不為過。
不過，恰恰因為這些超前的理念，除了計算器和計算機，他的大部分發明都不被人們看好。
什么電動車，什么迷你電視，那會人們根本不感冒這些，這些玩意擺到他們面前可能只會露出一個地鐵老人的表情。
所以辛克萊在這些產品上投資了幾千萬，最后基本都是打了水漂。
到后來為了維持公司運營，辛克萊無奈賣掉了自己的計算機產品和品牌。。
雖說辛克萊的“ 失敗 ”發明，讓他在大眾視野里僅僅輝煌了幾年。
但哪個有想法的發明家不會經歷失敗呢？
如果辛克萊一味地求穩，不求創新，當初也不會做出 ZX 這一系列的電腦了吧。
所以即便是現在，每當人們提到他的時候，大家都不會忘記他的創新發明，以及——是他普及了家用電腦。
是他給了普通乃至窮苦家庭孩子們一次接觸電腦和編程的機會。
盡管，那臺電腦加載個游戲要 5 分鐘甚至更長的時間。
廉價鍵盤按起來糟糕的觸感也被人們用“ 死肉 ”來形容。
但在那個等待游戲加載的日子里，辛克萊和他的電腦，影響了整整一代人。