計算機發(fā)展史,大家了解一下吧!

　原始的計算方法

　　指算

　　遠古時代，從人類社會開始形成的時候起，人就不可避免地要和數打交道。在茹毛飲血的原始社會，狩獵、采集野果是人類賴以生存的手段。伴隨著生存斗爭，自然而然地產生了“多與少”、“有與無”等最早的數學萌芽，數的概念就此應運而生了。人們對數的認識是和計數的需要分不開的。計數，應該有計數工具的幫助才不容易出錯。那時候又有什么計數工具呢？

　　原來，人的雙手就是最古老最現成的計數工具。最初，人們用一只手表示一，兩只手表示二，等等。由于人類文明發(fā)展的不平衡，在澳洲的原始森林中至今還有停滯于這種發(fā)展水平的原始部落。他們一般人只知道一、二、三。即使部落中的“聰明人”，充其量也只知道四和五。再多，他們一概稱之為“好多好多”。這其實就是人類遠古狀態(tài)的再現，可以看作是“活化石”。

　　隨著狩獵水平的提高，接觸的數也多了起來。人們覺得有必要進一步用一個手指代表一，五個手指代表五，來“一五一十”地計數。于是，數的范圍得到了擴大。用手指還可以作一些簡單的加減法運算呢！

　　用手指計數固然很方便，可是不能長時間保留，它們還得干活呀！何況，它們能表示的物體個數也很有限。我們不是常用“屈指可數”表示東西少得可憐嗎？于是，有人想到了用小石塊、小木塊等表示數。小石塊、小木塊等不僅能計數，還能做簡單的加減法。這無疑是一個進步。

　　人類從以手指計數到用物體代表數的這一歷史過程，可以從幼兒身上清楚地看到它的縮影。幼兒從牙牙學語開始，就對多與少有了最初步的概念。

　　稍大一些，父母就要教他們用手指數數了。你們可能常常會發(fā)現：如果你問幼兒園的小朋友家里有幾個人，他一定會扳著小手指一個、兩個、三個……

　　認真地數給你聽。直到上小學，屈指計數一直是小朋友們的“絕招”。他們進而用幾塊積木、幾顆糖來表示東西的數量，這不就相當于用石塊、木塊來計數嗎？

結繩計數

　　石塊、木塊等物雖然能計數，可是不太“保險”。稍不留意，一腳碰著就亂了套。于是我們的祖先又創(chuàng)造了一些更為牢靠的計數方法。結繩計數就是華夏祖先較早的一種創(chuàng)造。在世界各地區(qū)，幾乎都有過結繩計數的歷史。

　　關于結繩計數，國外有這樣一則古老的傳說：波斯王大理派軍隊去遠征斯基福人，并命令他的衛(wèi)隊留下來保衛(wèi)耶茲德河上的橋。他在皮條上拴了60個結，交給他們說：“衛(wèi)隊的勇士們，拿著這根皮條，并按照我說的去做：當你們知道我宣布打斯基福時，從那天起你們每天解一個結，當這些結所表示的日子都已經過去的時候，你們就可以回家啦。”南美洲秘魯古代用于計數的繩子叫作“克維普”。他們是用龍舌蘭的葉子或者駝毛做成的。沒有染色的“克維普”僅用于計數，染上色的則表示一定的含意：黃色表示老玉米，紅色表示武器，等等。

　　除結繩外，在木頭或竹片上刻痕或符號也是一種常用的計數方法。我國古代名著《周易·系辭》上就有“上古結繩而治，后世圣人，易之以書契”

　　的記載。書契，其實就是一種刻痕，它們在文字出現之前就已經廣泛地使用了。

　　原始社會的生產力低下，接觸的數比較小，用這些天然或人工的簡陋計數工具已經綽綽有余。隨著社會的發(fā)展，這些計數工具日漸落伍，人們不得不考慮設法創(chuàng)造出更為先進的計數工具和運算工具了。

　算盤

　　算盤是人人都很熟悉的計算工具，算盤的發(fā)明者是誰？準確的發(fā)明年代又是哪一年呢？從東漢時期徐岳的著作《數術記遺》中我們最早看到“珠算”

　　這個字眼。不過，注釋中說它只能做加減法。今天看來，這頂多說是算盤的一個雛形吧。從現有可靠資料分析，珠算發(fā)明于宋元時期。明代程大位的著作 《直指算法統宗》（1592年）是當時一部流傳最廣，影響最大的專門講述珠算的著作。

　　人們查閱過大量的歷史文獻，從宋元時期查到程大位 （1553～1606）所處的時代，都查找不到算盤發(fā)明人的名宇。其實，前面提到的算籌的情況也是這樣，這固然表明封建統治者對科技發(fā)明不夠重視，另一方面也說明它們的發(fā)明是一個漸進的過程，是逐步改進、完善的，很難說是哪一個人的功勞。

　　珠算是由籌算進化而來的。由于社會的發(fā)展，對計算的速度和準確性要求越來越高，所以人們對籌算進行了改革，創(chuàng)造出各種各樣的歌訣。例如14＋7的歌訣是“七除三進一”，同樣，14—7的歌訣是“七退一還三”等等。

　　所有的加法、減法、乘法和除法都有一套歌訣。實際上，在珠算出現以前，除了個別的除法歌訣外，幾乎全部的珠算歌訣都已齊備。

　　歌訣出現以后，計算速度提高了，繼續(xù)擺弄算籌進行計算，就會手不從心。許多在室外進行計算的商業(yè)人員，由于客觀環(huán)境的限制，尤其容易把算籌擺亂，造成錯誤。這樣一來，珠算代替籌算成了必然的發(fā)展趨勢，不僅條件已經具備，而且成了十分急需的事情。正是在這種情況下，當時的工匠、計算人員和商業(yè)人員一起，共同研制出巧妙的算盤。

　　算盤與算籌的相似之處顯而易見。在算籌表示的數字中，一根上籌當五，一根下籌當一；而珠算盤中，檔上一珠當五，檔下一珠當一。籌算中有條約定叫“五不單張”，意思是5不能單用一根籌表示，這就是算盤中檔下有五珠的緣由。數學史專家還可以找到算盤中檔上有兩珠的籌算根據。上述事實，足以證明珠算是由籌算演變而來的。

　　算盤是我國古代重大科學成就之一。它具有結構簡單、運算簡易、攜帶方便等優(yōu)點，因而被廣泛采用，歷久不衰。直到今天，珠算仍是我國小學生的必修課。盡管各種電子計算機、電子計算器在市場上已經相當普及，但作加減法時，它們的計算速度仍趕不上珠算的熟練操作者手中的算盤。

　　珠算在中國大顯身手之后，又漂洋過海，流傳到朝鮮、日本、東南亞和阿拉伯，對世界文明做出了重要的貢獻。

　　本世紀70年代前，廣大的工程技術人員幾乎人人都有一把模樣奇特、精致美觀的“尺”。這把奇妙的“尺”既不用來繪圖，也不用來測量長度，而是用作計算，這就是計算尺。利用計算尺可以方便地進行乘除、乘方、開方及有關三角函數的運算。在電子計算機出現以前的百余年里，它一直是工程師們的忠實助手。

　　這種計算尺是利用對數原理制成的，全稱應該是對數計算尺。下面，讓我們介紹一下它是如何發(fā)明的。

　　對數的創(chuàng)始人是英國著名的數學家耐皮爾。

　　1550年，耐皮爾出生在背山面海、景色秀麗的蘇格蘭愛丁堡。孩提時代的耐皮爾興趣廣泛、勤學好問、聰慧過人。他酷愛閱讀自然科學方面的書，對數學的探求精神尤為突出。9歲時，父親常給他做航海方面的計算題，培養(yǎng)他的運算能力和靈活運用知識的能力。1563年，耐皮爾剛滿13歲，就以優(yōu)異的成績讀完中學全部課程，直接進入著名的圣安得魯斯大學學習。17歲那年，他以優(yōu)等畢業(yè)生的資格被推薦派往歐洲大陸留學深造。

　　回國后耐皮爾致力于航海學和天文學方面的研究。在多年的工作中，他發(fā)現了對航海十分有用的球面耐皮爾比擬式，發(fā)明了作乘除運算的耐皮爾算籌。

　　耐皮爾一生與數字打交道，深深地感到計算是一項十分艱巨而繁難的工作，迫切需要找到一種能夠簡化運算的手段。經過數10年不懈努力，已進入晚年的耐皮爾終于在1614年創(chuàng)立了對數理論，對人類做出了巨大的貢獻。在他之后，英國數學家布里格斯對耐皮爾的對數進行了深入的研究，最終在1624年將它轉換成實用價值很高的常用對數，并重新制作了常用對數表。

　　利用對數，可以將乘方、開方運算化為乘除運算，將乘除運算化為加減運算，這就大大地減輕了廣大科技工作者的負擔。從一定意義上講，對數延長了他們的生命。伽利略曾經說過：“給我空間、時間和對數，我就可以創(chuàng)造出一個宇宙?！?/p>

　　對數能夠簡化運算，但有一個缺點，就是必須經常查閱對數表。如何克服這一不足之處，使運算更為快捷呢？許多科學家又為此付出了艱辛的勞動。

　　英國科學家E·岡特首先在這方面取得了突破。他在1620年利用對數制作出世界上第一把能進行乘除等運算的計算尺。

　　計算尺是如何進行計算的呢？讓我們先看一個最簡單的，能算加減法的

　　“計算尺”的“工作原理”吧！取兩根刻度一樣的學生用尺。如果要計算2＋3＝？只需將一根尺上的0對準另一尺的2，這時這根尺的3在另一根尺上所對的刻度就是答案。

　　岡特的計算尺也由兩根尺構成，只是它們上面的刻度是按照對數規(guī)律刻制而成的。1與2之間的間隔最大，2與3之間的間隔長度要小一些，越往后間隔越小?，F在我們要計算2×3＝？只需將一根尺的1對準另一尺的2，這根尺上的3在另一尺上所對的刻度就是答案。大家對此可能會感到驚奇，明明是兩個長度相加，似乎該是求和，怎么會像變魔術似的變成了求積呢？原來，它的奧妙之處正是利用了對數的特性——將乘除運算簡化為加減運算。

　　自從岡特制成第一根對數計算尺以后，計算尺又經歷了許多改進，隨著社會實踐的需要和工藝的革新，人們還研制出一些能用于水文、地質、土木工程等方面的專用計算尺。利用計算尺大大地減輕了工程技術人員的勞動強度。在精度要求不很高的場合，它幾乎取代了人們的手工乘除運算，帶來了很大的方便，直到本世紀80年代初才逐漸被使用更方便、運算速度更快、精度更高的電子計算器所取代。

　珠算和一代宗師

　　籌算是我國古代傳統的計算方法，它具有簡單、形象、具體等優(yōu)點，但也存在著布籌占用面積大，運籌速度加快時容易因擺弄不正而造成錯誤等缺點。所以，籌算經過數百年的改革，終于導致了一種新的計算方法——珠算及其計算工具——算盤的出現。

　　“珠算”一詞，最早見于東漢徐岳寫的《數術記遺》一書（約2世紀），但許多學者認為此書是北周一位名叫甄鸞的人依托偽造而自己注釋的。《數術記遺》中記載了14種古代算法，提到的算具有13種之多，而用珠的就有

　　“太一算”、“兩儀算”、“三才算”、“九宮算”和“珠算”一種。據甄鸞的注釋，“珠算”把木板刻為三部分，上下兩部分是停游珠用的，中間一部分是作定位用的；每位各有一顆可以移動的算珠，上面一顆珠與下面4顆珠用不同的顏色來區(qū)別；上面的一顆珠相當于5個單位，下面的4顆珠每一顆相當于一個單位。由此可見，當時的“珠算”與觀今通行的珠算有所不同，但它已具備了現代珠算的雛型。

　　我國最早的珠算術書沒有流傳下來。據明代數學家程大位在《算法統宗》

　?。?592年）中記載，從1078年到1162年間，就有《盤珠集》、《走盤集》、

　　《通微集》和《通杭集》4部著作與珠算有關，可惜它們一本都沒有存留下來。元代劉因在他的《靜修先生文集》（1279年）中有一首題為“算盤”的五言絕句。元末陶宗儀在《南村輟耕錄》（1366年）一書中，用俗語形容婢仆侍候不勤像“算盤珠”那樣，“撥之則動”。在《元曲選》中，有“去那算盤里撥了我的歲數”一句唱詞?，F存最早載有算盤圖的書是明洪武四年（137年）新刻的《魁本對相四言雜字》。因此可以認為，我國珠算盤在元末明初已經定型，并普遍使用了。

　　算盤的結構也有很大學問。在十進位制數，任何一個數位上的數字都不大于9，一般說來，每一位上應該有9個算珠?；I算的表示方法啟發(fā)了數學家，6可以寫成 ，7可以寫成 ，也就是說同樣是一根算籌，豎放表示1，而橫放則表示5。仿照籌算的擺法，用一根橫梁把算盤分成上、下兩部分。

　　上面一個珠表示5，下面一個珠表示1。這樣一來，每一檔上邊有1珠，下面有4珠，就能夠表示任何一個數位上的數字了。

　　在做多位數乘、除演算過程中，有時有某一位的數字大于9而不便進入左邊一位的情況，在籌算中可以用2個5來表示，如14擺成 。為了使用方便，仿照籌算在算盤上邊放了2個珠，下面放了5個珠。這樣，每一檔就由最大表示9，擴展到最大表示15，對于做一般的乘除運算沒有困難了。日本的算盤橫梁上只放1個珠，在做多位數乘除法時，有許多的不方便。所以，經過了上千年的演變，確定了中國算盤的現在式樣：用橫梁把每一檔分成上、下兩部分，上2珠下5珠。

　　中國珠算的算法主要是口訣。明代以來，珠算逐漸取代了籌算，珠算算法及口訣也逐漸趨于完善。在這種變化的過程中，貢獻最大的是明代數學家程大位 （1533～1606年）。

　　程大位是安徽休寧人，少年時期就極愛讀書，對書法和數學很感興趣，一生沒有做過官。20歲起，他便在長江中、下游一帶經商。因商業(yè)計算的需要，他非常留心數學，遍訪名師，搜集很多數學書籍，刻苦鉆研，并把心得隨時記錄下來。約40歲時，他棄商回家，專心研究珠算。他參考各家學說，加上自己的見解，于60歲時完成其杰作《直指算法統宗》（簡稱《算法統宗》）。

　　《算法統宗》全書共17卷，萬歷二十年（1592年）刻印。書中把各種算法都編寫成口訣形式，便于人們學習和使用；內收595個數學應用題，全用珠算進行解答。該書流傳極為廣泛和長久，不僅為中國民間普及珠算起了很大的作用，而且于明朝末年傳入朝鮮、日本及東南亞各地，對這些地方珠算術的傳播和發(fā)展，也起到了極大的促進作用。人們把程大位譽為“珠算一代宗師”。

　　中國算盤結構簡單，造價低廉，攜帶輕巧，使用方便，計算迅速、準確，是我國人民的一項杰出的創(chuàng)造和發(fā)明。現在，已經進入電子計算機的時代，算盤作為一種計算工具，還有存在的價值嗎？事實證明，算盤不但沒有被冷落，反而在日本、美國這些高度工業(yè)化的國家，有越來越多的人在使用它。

　　在以大量的四則運算特別是以加減運算為主的財會工作中，算盤的計算速度和方便之處依然可與電子計算機媲美。據日本調查，在商業(yè)系統中加減法占去全部計算量的80％以上，在商業(yè)系統使用算盤顯然更為合適。另外，科學研究表明，算盤還是很好的數學教學工具，珠算對發(fā)展青少年的理性思維、促進智力提高等方面都具有獨特的作用。我國教育工作者還創(chuàng)造了將筆算、腦算、珠算三者有機結合的教育方法，使算盤成為一種小學算術教學的理想教具，為提高兒童智力、啟發(fā)兒童思維開創(chuàng)了新路。日本教育家代表團來我國訪問時，稱贊“三算結合”的教育方法，認為算盤100年以后也不會被淘汰。古老的文明至今仍然大顯神通。

　　我國人民非常喜愛算盤。算盤除了有常見的木制算盤外，還有用金、銀、銅、鐵、象牙、瑪瑙等制成的，大小、形狀、作用各異。如果你有機會的話，到上海陳寶定算具陳列室參觀一下，那500多種各式算盤一定會使你大開眼界。

　　這里應該指出的是，算盤一詞并不專指中國算盤。從現有文獻資料來看，許多文明古國都有過各自的算盤。古今中外的各式算盤大致可以分為三類：沙盤類，算板類，穿珠算盤類。

　　沙盤是在桌面、石板等平板上，鋪上細沙，人們用木棍等在細沙上寫字、畫圖和計算。后來逐漸不鋪沙子，而是在板上刻上若干平行的線紋，上面放置小石子 （稱為“算子”）來記數和計算，這就是算板。19世紀中葉在希臘薩拉米斯發(fā)現的一塊1米多長的大理石算板，就是古希臘算板，現存在雅典博物館中。算板一直是歐洲中世紀的重要計算工具，不過形式上差異很大，線紋有直有橫，算子有圓有扁，有時又造成圓錐形 （類似現在的跳棋子），上面還標有數碼。穿珠算盤指中國算盤、日本算盤和俄羅斯算盤。日本算盤叫“十露盤”，和中國算盤不同的地方是算珠的縱截面不是扁圓形而是菱形，尺寸較小而檔數較多。俄羅斯算盤有若干弧形木條，橫鑲在木框內，每條穿著10顆算珠。

　　在世界各種古算盤中，我國的算盤是最先進的。可以說，中國算盤已經基本具備了現代計算機的主要結構特征。例如，撥動算珠，也就是向算盤輸入數據，這時算盤起著“存貯器”的作用；運算時，珠算口訣起著“運算指令”的作用，而算盤則起著“運算器”的作用。當然，算珠畢竟要靠人手來撥動，其運算能力遠遠比不上電子計算機，而且也根本談不上“自動運算”。

　我國清代的計算機

　　有意思的是，本世紀60年代初，在我國故宮博物院發(fā)現了2臺手搖式機械計算機，70年代又發(fā)現了8臺。這10臺計算機現在都已修復完畢，它們分盤式和籌式兩種類型。

　　故宮博物院藏有的6臺盤式計算機，均屬帕斯卡型，可能是康熙年間制造的。估計是來華傳教的法國傳教士親自見過帕斯卡加法計算機，來我國后與我國數學家共同研制，仿照帕斯卡計算機原理制造而成。清代盤式計算機比帕斯卡計算機有很大改進。首先，它變加、減運算為四則運算，與萊布尼茨計算機有相同的功能。其次，把帕斯卡計算機由原來的6位和8位兩種，擴展到10位和12位兩種，運算數字的位數加大。

　　我國清代制作的盤式計算機十分考究。內部構造用黃銅制作，有的表面鍍金或鍍銀，裝在紅漆木盒里。10位的有10個圓盤，12位的有12個圓盤。

　　圓盤分為上下兩層，上盤固定不動，下盤可以轉動。上盤的中央都刻有數位名稱，其排列順序自左至右，分別是“拾萬”、“萬”、“千”、“百”、

　　“十”、“兩”、“錢”、“分”、“厘”、“毫”。12個圓盤的則多“百萬”和“千萬”兩個單位。通過下盤下面齒輪的轉動而達到做加、減、乘、除運算的目的。

　　籌式計算機也都是黃銅制作的，外形呈長方體形，表面開有長方孔?？紫掠袌A柱形的滾筒，筒上面貼有用象牙制成的特殊算籌，利用齒輪轉動進行運算?；I式計算機是我國獨創(chuàng)的。

　　我國清代的計算機深藏在故宮里，成了真正的皇家專屬品，其作用和命運可想而知了。

　超越時代的計算器

　　這是一個真實的故事，是17世紀歐洲發(fā)生的一次航海事故。

　　在遼闊無際的大西洋上，一艘貨船在與波濤洶涌的大海搏斗中，乘風破浪前進著。舵艙里，一位身體健壯的船長，正一絲不茍地用航海儀器不停地進行觀測，并把觀測得到的數據一一認真仔細地計算，從中找出貨船安全行駛的航道來。不多一會兒，他向舵手命令道：

　　“左三度！”

　　“右五度！”

　　舵手復誦著命令，兩手緊握舵輪，全神貫注地注視著前方。

　　一切是那樣的正常。

　　突然，“轟隆”一聲巨響，如同頭頂一聲悶雷，意料不到的事情發(fā)生了：貨船觸上了暗礁。雖然全船人員無一傷亡，可是貨船卻沉入了大海。

　　事故發(fā)生后，當局來追查原委。專家們嚴格地審查了船長的航海日志和觀測手稿，發(fā)現船長把航道計算錯了，貨船偏離了安全行駛的航道。船長不得其解，只得承認自己計算失誤?？稍僮屑殞彶橄氯ィl(fā)現責任不在船長，而是船長用的那本《對數表》。由于編寫人員馬虎，使錯誤的計算數字印刷到《對數表》上了！

　　你知道《對數表》是什么嗎？它是人們計算時使用的一種常用數據手冊，里面印著許多數的平方根、立方根的值，另外還有常用的函數值。如果計算時需要用什么數，一查表，答案就出來了，不必再去筆算而浪費時間?！秾当怼飞嫌≈拿苊苈槁榈某汕先f的數據，倘若有的數據錯了，而人們又引用了這個錯誤的數據，整個計算的結果就會全盤皆錯。

　　航海事故出現的年代正是廣泛使用算表的時代。這些算表是由專門的機構集中眾多計算人員，花費成年累月的時間編算而成的。然而，由于計算人員從早到晚埋頭計算，枯燥的數字、單調的運算常弄得他們頭昏腦脹，不僅工作效率低，而且很容易出現差錯。例如，根據大地測量的數據繪制地圖時，需要解決含有大量的未知數的代數與方程組。解含有800個方程組的問題，大約需要做25000萬次算術運算，這靠一些簡單的計算工具是很難實現的。

　　航海事故的出現，使科學家們?yōu)橹惑@。他們意識到：盡快改進數值計算，縮短計算時間，提高計算準確性，是需要急切解決的一個問題。

　　17世紀，產業(yè)革命使人們開始把希望寄托于初步繁榮的機器制造業(yè)上，能不能用機器來進行計算呢？人們盼望著有一種新的計算機，能將計算過程中所得的數，自動存儲下來，并能隨時取出應用，自行做完一連串復雜的計算。所謂的“自動計算機”就是在人類好多世代的期望和追求下應運而生的。

　　這種自動計算機正是電子計算機的前身。

機械式計算機

　　1623年6月19日，位于法國中部的克勒蒙菲朗的一個貴族家庭中，伴隨著“哇”的一聲啼哭，一個小精靈降臨人世。自生下了小帕斯卡，家里增添了無限生機和歡樂。帕其卡生下時十分瘦弱，為使他長大成才，父母操盡了心。

　　帕斯卡的父親是位并不著名的數學家，但卻是一位較有名望的稅務統計師。他酷愛數學，深深地體會到數學是一門探索性很強的學科。他擔心孩子學數學會勞神傷身，出于對兒子溺愛，他決心不讓帕斯卡涉足數學。當然，父親的顧慮是多余的。

　　小帕斯卡天賦很高，他雖體弱多病，但從清秀的眉宇間卻透露出一股靈氣。他勤奮好學，興趣廣泛，平時很少外出玩耍，整天如饑似渴地看書學習，做札記。他七八歲就學完了差不多相當于小學的全部課程。他充滿幻想，富有才氣，盡管父親把自己的全部數學書籍都收藏起來，只讓他看語文書和兒童詩歌，連學校開設的數學課也不讓他上，可是，這一切還是不能阻礙帕斯卡對數學產生濃厚的興趣。而且父親越是不讓他學習數學，他心里萌發(fā)的探索數學奧秘的愿望越是強烈。那年，他12歲，常聽到父親與朋友們談論“幾何”，他聽不懂，不知“幾何”為何物，就去問老師。老師告訴他：“幾何就是作出正確無誤的圖形，并找出它們之間的比例關系的一門科學?！彼钚艓缀问且婚T十分有趣的學科，便偷偷地借來幾本幾何書，邊讀邊用鵝毛筆在紙上畫幾何圖形，興味無窮。

　　1635年，帕斯卡隨父親遷居巴黎。初秋的巴黎郊外，氣候宜人，景色美麗。一天，帕斯卡和父親到郊外游玩，回到家里，準備稍作休息后一起共進晚餐。這時，帕斯卡好像自言自語，又好像是告訴父親一件重大事情似地說：

　　“三角形三個內角的總和是兩個直角。”父親為兒子的這一見解驚呆了，楞了半人說不出話來。兒子的見解意味著一個不平常的發(fā)現。這個發(fā)現來自一個年僅12歲的少年，做父親的內心不知有多么激動。他撫摸著帕斯卡的頭，過了好半天才喃喃地說：“是的，孩子，是的?！?/p>

　　帕斯卡的重大發(fā)現改變了父親的做法。父親挑選了歐幾里得的《幾何原本》給兒子學習，也不再阻攔他上數學課，平時還常為他解答疑難問題，并帶帕斯卡參觀各種科技展覽，參加數學、物理的學術討論會，鼓勵他大膽地發(fā)表自己的見解。帕斯卡接觸到了不少當時著名的數學家、物理學家、機械師……他領略到了數學的奧秘，眼界大開，學識上大有長進。

　　1639年，剛滿16歲的帕斯卡對圓錐曲線等問題進行了大量的研究，掌握了圓錐曲線的共性，寫出了震驚世界的論文。1640年《圓錐曲線論》一書出版，人們把他的這一偉大貢獻譽為“阿波羅尼斯之后的二千年的巨大進步?！睆拇?，帕斯卡英名傳遍歐洲。

　　帕斯卡的父親，作為一名數學家和稅務統計師，每天要解答各方面提出的疑難問題，在一旁的帕斯卡看到父親整天苦于統計大量的數據，便產生了強烈的愿望，要造一個理想的計算工具，來解脫父親的辛勞。

　　以前的計算工具和計算方法如筆算、算表、算圖等速度慢，精度低，遠遠不能滿足當時統計工作的需要。1642年，19歲的帕斯卡決心研制一種新的計算工具。帕斯卡有他的特點，一旦他對某件事發(fā)生興趣，就會不顧一切地想方設法去完成。

　　帕斯卡研究了機器運轉的各種傳動機構，又走訪聽取了一些著名工匠的意見，對自己設計的計算機圖紙反復推敲，不斷試驗，不斷改進，最后定樣。

　　他根據數的進位制 （十進位制）想到了采用齒輪來表示各個數位上的數字，通過齒輪的比來解決進位問題。低位的齒輪每轉動10圈，高位上的齒輪只轉動1圈。這樣采用一組水平齒輪和一組垂直齒輪相互嚙合轉動，解決計算和自動進位，組成了一臺計算機。

　　帕斯卡于1642年設計出了計算機的圖紙，連外殼和齒輪用什么樣的金屬材料都作了認真的選擇，同年造出了一臺計算機。這是世界上第一臺齒輪式計算機。

　　帕斯卡的這臺計算機可以計算到8位數字，表示數字的齒輪共16個，每個齒輪均分成10個齒，每個齒表示0～9中的一個數，并按大小排列。8個齒輪在上面組成垂直齒輪組，從左到右構成8位讀數，分別表示個位數、十位數、百位數……千萬位數；另外8個齒輪在下面組成水平齒輪組，從左到右可以進行8位數的加減。

　　帕斯卡發(fā)明的鐘表式齒輪計算機，是機械式計算機的初級階段。它的外殼用黃銅制成，精致美觀。但這臺計算機的功能還很差，做乘法時必須用連加的方法；做除法時，也只能用連減的方法，而且這臺機器需用一個小鑰匙撥動一下方能計算，每次計算結束，都必須復原到零位以后，方可重新計算，很不方便。在計算過程中它又常發(fā)生故障。但是帕斯卡計算機的發(fā)明對以后計算機的發(fā)展具有深遠的影響。帕斯卡一下子成了著名人物。

　　6年后，帕斯卡對自己發(fā)明的計算機提出了專利申請，1649年獲得專利權。當他的計算機在盧森堡宮展出時，成千上萬的人被吸引住了。帕斯卡自己也為這一偉大杰作而陶醉，他時常到盧森堡宮去看這件不朽的“藝術品”，深感自豪。帕斯卡計算機的發(fā)明是人類在計算工具上的新突破。它發(fā)明的意義遠遠超出了這臺計算機本身的使用價值，它告訴人們用純機械裝置可代替人的思維和記憶。從此在歐洲興起了“大家來造思維工具”的熱潮。至今還有很多游人和學者慕名前往盧森堡宮參觀這一歷史上的珍品——世界上第一臺齒輪式計算機。

　　目前，帕斯卡發(fā)明制造的齒輪式計算機還保留有6臺。其中5臺在巴黎藝術和手工藝品博物館內，一臺保存在德累斯頓的物理教學沙龍。這些計算機長約30～側厘米，寬15厘米，高10厘米，是科學史上難得的珍品。

　　帕斯卡一直被公認為世界上第一臺齒輪式計算機的發(fā)明者，他也為自己的這一成就而感到無比自豪。但在帕斯卡發(fā)明之前，德國的數學家卡什爾已設計制造出6位數的齒輪式計算機。卡什爾是著名的東方語言學家，數學家。

　　他對天文學也有頗深的研究。他常困于大量的數據計算，被繁雜的計算攪得精疲力盡?，F實中的問題促使他創(chuàng)造一種新的得力的計算工具，來減輕計算上的沉重負擔。1623年，他開始著手構思設計，同年造出了樣機，以后又進行了一些改進。這臺計算機的原理與帕斯卡的有相同之處，使用過程中也極易發(fā)生故障。從歷史上來看，人們對卡什爾發(fā)明計算機了解很少，它的社會影響極小，直到1958年，人們才在有關歷史資料中得知他發(fā)明齒輪式計算機的情況。因此，在談到第一個齒輪式計算機發(fā)明時，不能不提及卡什爾。實際上，卡什爾才是齒輪式計算機的第一個發(fā)明者。

　　帕斯卡發(fā)明的第一臺計算機觸動了一位著名的學者，他就是在近代科學史上舉足輕重的萊布厄茲。

　　萊布尼茲（1646～1716），德國人，博學多才。他和科學大師牛頓是同時代人。

　　1672年，他因外交事務到法國和英國居住了4年。在這4年中，他一生的事業(yè)發(fā)生了轉折。這期間，他結識了許多科學家。其中與惠更斯（1629～1695，擺鐘的發(fā)明人）的交往，激發(fā)起他對數學研究的濃厚興趣。雖說萊布尼茲是“半路出家”，但他憑著刻苦鉆研的精神，竟然后來居上，對數學及計算科學作出了3項重大貢獻，躋身于數學大師行列，其中任何一項貢獻都足以使他名垂后世。

　　萊布尼茲一生對科學最大的貢獻就是發(fā)明了微積分，牛頓也是發(fā)明者之一。但他們研究的路徑不同。牛頓從物體的變速運動開始，創(chuàng)立了微積分學。

　　而萊布尼茲則從幾何學的角度考慮，也創(chuàng)立了微積分學，他所采用的表達形式更為合理，更為簡潔。有興趣的讀者可以翻翻高等數學或理論物理學等書，在書里你會看到一個被拉長了的字母“S”——“∫”，這是積分的符號，它就是萊布尼茲在200多年前最先使用的，并且一直沿用至今。

　　萊布尼茲對科學技術的第二大貢獻是發(fā)明了機械式計算機。萊布尼茲對帕斯卡的發(fā)明異常欽佩。為改進當時的齒輪式計算機，他特地從德國遷居到法國巴黎，親眼看一看帕斯卡的計算機，并聘請了著名的機械專家協助工作。

　　帕斯卡不是已經制造成功了計算機嗎？為什么他還投入如此巨大的精力呢？

　　原來帕斯卡的計算機只能用于加減運算，對乘除只能用連加和連減的方法來解決，使用時必須記住加減的次數，很不方便，速度又很慢。這樣，這臺計算機所能起的作用就很有限了。萊布尼茲深感有必要研制一種真正實用的計算機，減輕人們在計算上的沉重負擔。他曾說過：“讓一些杰出的人才像奴隸般地把時間浪費在計算上是不值得的?！比R布尼茲的突出成就是他提出了直接計算乘除的計算機的設計思想。他在給一位朋友的信中曾這樣寫到：“我為制成這種計算機而感到無比幸福，它與帕斯卡的計算機相比有天壤之別，因為我的機器能在瞬時間里完成很大數字的乘除而不必連續(xù)加減?！?/p>

　　萊布厄茲設計的計算機從外形上看是一個長100厘米，寬30厘米，高25厘米的盒子，非常精致。它的外面裝有搖柄，里面則主要由不動的計數器和可動的定位機構兩部分組成。通過盒子上開的12個小“窗口”，可以看到計數器的讀數。計數器的每一位數字都由帶有10個齒的齒輪構成。計算機的關鍵部件是一種所謂的梯形軸，這種梯形軸是齒數可變的齒輪的前身，有了它就可以順利實現比較簡便的乘除運算，導致滑架移位機構的產生，簡化了多位數的乘除運算。萊布尼茲所作的這兩項發(fā)明，長期為各式計算機采用。

　　萊布尼茲計算機是第一臺有較高實用價值的機械式計算機。各行各業(yè)要進行各種計算，都離不開令人厭煩的乘除法。有了萊布尼茲的計算機，就可以大大減輕勞動強度。這項發(fā)明得到了巴黎科學院院士與倫敦皇家學會的認可和獎勵。1673年萊布尼茲被選為巴黎科學院院士和倫敦皇家學會會員。這一年他制成的第一臺機械式計算機還被當作稀世珍寶送到倫敦展出。他興奮地說：“今后天文學家們再也不必繼續(xù)去訓練為了計算所需要的耐心了……

　　只要用上計算機，這些計算工作可以交給任何一個人去做。”

　　萊布尼茲的計算機經過托巴斯等人的改進更趨完善。在電動機問世之后，還可以用電動機帶動它，加快運算速度，更加省時省力。機械式計算機為人類服務了近300年，直到價廉物美的袖珍電子計算器風行市場，才完成了它的歷史使命。

　　萊布尼茲不僅是計算機的早期設計者、發(fā)明家之一，在數理邏輯的研究方面他也是一位先驅者，他在哲學史上占有顯赫的地位。他還是一位法學家、歷史學家、語言學家、地質學家、物理學家。他為中西科技文化的交流也做出過重大貢獻。

布爾代數

　　在眾多為計算機事業(yè)做出杰出貢獻的科學家中，有位科學家終身沒有接觸過計算機，但他的研究成果卻為現代計算機設計提供了重要的理論根據。

　　他就是英國數學家布爾。他所創(chuàng)立的布爾代數或稱邏輯代數理論現在是，以后也仍將是計算機專業(yè)的必修課程。

　　布爾 （1815～1864）出身于一個手工業(yè)者的家庭，家境不十分寬裕。他原是一位中學教師，后來通過刻苦鉆研，自學成才當上了大學教授。他對研究人類思維規(guī)律的邏輯學有著濃厚的興趣。邏輯學當時在西方很受器重。古希臘著名哲學家和思想家亞里士多德在兩千多年前就對邏輯學有過深刻研究，發(fā)展了演繹法，為形式邏輯奠定了基礎。但是兩千多年來，邏輯學在理論上的進展卻很緩慢。著名數學家萊布尼茲在邏輯學上也做出過貢獻，他提出了形式邏輯中重要的“充足理由律”。他還試圖建立一種普遍方法，把一切正確的邏輯推理歸結為數學演算，可惜沒有最后獲得成功。

　　1854年，布爾發(fā)表了著作《思維規(guī)律研究》，成功地將形式邏輯歸結為一種代數運算，這就是布爾代數。布爾代數產生于19世紀中葉，當時被認為

　　“既無明顯的實際背景，也不可能考慮到它的實際應用”，可是一個世紀后它卻在計算機的理論和實踐領域放射出耀眼的光彩。布爾代數在后來的機電計算機及電子式計算機的各類邏輯部件和程序的設計中都是不可缺少的數學工具。

　　布爾代數與普通的代數不一樣，布爾代數中的量只有兩個值：1和0?！?”

　　表示命題為真，“0”表示命題為假。這個結果很自然地與“接通”和“斷開”

　　兩種狀態(tài)聯系起來，因此，布爾代數特別適合于電路系統的分析與綜合。1910年荷蘭學者埃倫菲斯特利用布爾代數建立了分析與設計繼電器和電子電路的系統方法。這是后來機電式計算機和電子計算機研制成功必不可少的先決條件。

　機電計量機的發(fā)明

　　我們今天早已步入電的世界，電燈、電話、電視……在人們日常生活中已經司空見慣了。我們每天都要和電打交道。沒有電就沒有現代文明，也就談不上今天的電子計算機。

　　正像蒸汽機發(fā)明以后，出現了第一次工業(yè)革命那樣，各種電機 （發(fā)電機和電動機）的發(fā)明以及電力的廣泛應用，標志著第二次工業(yè)革命的出現。這也使人們的視野比過去開闊多了。對于研究計算機的人來說，很自然的一件事就是：不能把目光僅僅停留在老式的機械式計算機上，應該考慮可否利用電器來改進原有的機械式計算機的裝置。

　　1822年，法國的蓋·呂薩克和阿拉戈利用電流的磁效應，把通電導線繞在軟鐵上，使一塊普通的軟鐵變成了磁鐵。幾年后，美國的亨利在此基礎上發(fā)明了磁性強大的電磁鐵，利用電磁鐵的原理，人們制成了繼電器。繼電器是在機電式計算機上第一個派上用場的電器部件。

　　同學們中一定有人玩過遙控玩具，或者使用過遙控電視機的遙控裝置吧！大多數遙控裝置都離不開繼電器。繼電器是一種開關，不過它的開啟與閉合不是靠人手去撥弄，而是靠微弱的電流。這種弱電流通過一個電磁鐵的線圈，使電磁鐵磁化并將一個銜鐵吸下。銜鐵連著一個開關，就可使得另一個大電流接通或斷開。

　　有了繼電器，一個微弱的電流就可以控制一個大電流的開斷。而微弱電流本身的開斷不一定需要我們用手去撥動，它可以通過其他各種手段達到。

　　比如無線電信號、導電的水、能導電的人體等，因此，繼電器在各種控制電路中有著廣泛的應用。

　　計算機的研制者們欣喜地發(fā)現，繼電器的應用還有潛力可挖，它可以用來計數。它有開和關兩種狀態(tài)，就可以用來表示二進制中“0”和“1”兩個數。用多個繼電器就可以記錄多位的二進制數。正是因為繼電器具備這樣的特性，所以，后來在機電式計算機中發(fā)揮了關鍵作用。

　　隨著電與人類關系的逐步密切，許多人開始考慮將電學成果應用于計算技術。其中首先取得實質性進展的是霍利瑞斯制表機。提到它的設計人霍利瑞斯，人們或許會感到意外，因為他既不是工程師，也不是科學家，而是一名普普通通的統計人員。

　　霍利瑞斯是德國移民的后裔，畢業(yè)于哥倫比亞大學附屬專科學校，他曾在美國人口調查局工作過，對統計工作的特點和艱巨性非常了解。

　　當時的美國每隔幾年就要作一次人口調查，調查的項目十分詳細，光是按年齡的劃分就有10類：5歲以下、6～10歲、11～20歲、21～30歲、……

　　直到80歲以上年齡段。大家知道，美國人口主要是由移民組成的。18世紀末、19世紀初，美國的人口還不多，廣大的西部還都是人煙稀少的森林、草原和沼澤地，這個時期作人口統計當然沒有太大的困難。隨著人口的迅速繁衍和大規(guī)模移民潮的涌入，美國人口劇增，這就使得人口調查和統計工作的難度一次次增加。

　　大量的人口資料堆積如山，使統計工作者望而生畏，以致1880年的人口調查統計任務一直拖到1887年也沒有結果?；衾鹚怪票頇C就是在這種背景下應運而生的。

　　一天，霍利瑞斯和一位在人口調查局工作的官員比靈斯聊天，幾句話就扯到了令人厭煩而又無法回避的人口調查問題上。比靈斯嘆了一陣苦經之后，忽然提到一個他已考慮了多日的設想，那就是使用穿孔卡片幫助統計。

　　讓每個接受調查的人都使用相同規(guī)格的硬紙卡片，按照不同的個人情況在不同的位置上穿孔，然后使用一種特殊的機器把這些信息讀出并加以統計，至于機器如何設計他就不得而知了。

　　比靈斯的設想給霍利瑞斯以極大的啟發(fā)，激起了霍利瑞斯的創(chuàng)造靈感，使他仿佛看到了解決問題的曙光。他過去聽說過提花編織機上穿孔卡的故事，那件事發(fā)生在1728年，一位法國工程師發(fā)明了一種自動提花織布機，其中設計了一連串長長的穿了孔的卡片，讓卡片轉動，使得那些與卡片上的洞眼正好對著的織針順利通過，而不相對的織針通不過。這樣，紗線就織出了規(guī)定好的花紋。當時已是19世紀末，時代不同了，要求也不一樣?；衾鹚苟茫瑑H用機械的方法顯然會黔驢技窮，只有配上最新的電工技術才會使問題得到解決。

　　那時候、電工技術在美同是一樣很時髦的于藝，霍利瑞斯雖然沒有專門學過電學，但對電工技術還是很內行的，因為他常在業(yè)余時間擺弄各種電器。

　　在同事、家人、鄰居的心目中，他可是個能干而熱心的人。最后，他將弱電流技術和過去的穿扎卡片技術融為一體，設計制造了可用于人口調查的制表機。

　　霍利瑞斯制表機主要由5個部分構成：1.接受壓力機；2.繼電器；3.計數器；4.分類盒；5.電池。制表機上閱讀穿孔卡片的設計別具匠心，現在我們就以一個孔的位置為例介紹一下。先將卡片平放在相應位置上，孔的位置上方是一根帶彈簧的金屬棒，下方是一個水銀杯。工作時，金屬棒被輕輕地壓下來，如果該位置上沒有孔，金屬棒被卡片紙擋住不下來，不能出現后續(xù)動作。反之，由于該位置事先已穿好了孔，金屬棒就“長驅直入”地插入下方水銀杯中。

　　水銀和金屬棒都是導體，它們接觸以后，就好比接通了開關，形成了回路，產生電流。又由于所加的電壓低，形成的電流很弱，不會產生損壞制表機的電火花，也不會對人體造成傷害。另一方面，電流雖弱，但可以使繼電器吸合，產生大電流。大電流使相應的計數器加 1，這樣就完成了此項目的一個人的統計。這種設計實在太巧妙了！金屬棒有很多根，它的數目由統計項目和分類的多少來決定。

　　其實在今天，我們仍然有不少表格需要填寫，像中學生升學填表，大學生畢業(yè)填表，甚至有時在考試中也有用填表作為答案的。不過，今天不用再穿孔，而只要你在相應位置上用筆涂黑就行。讀表的裝置也比那時高明得多了，用的是光電閱讀器，它可算是穿孔卡片方法的“直系后裔”了。

　　美國的人口統計機關當時曾征集過能加快統計速度的發(fā)明，除霍利瑞斯以外，還有兩名應征者。他們采用了顏色卡片，但分類和計算仍依靠手工，與霍利瑞斯的發(fā)明相比真是相形見拙，霍利瑞斯成了競爭中的唯一勝利者。

　　有了制表機的武裝，人口調查的難題自然迎刃而解。1890年，共作了6300萬人的調查登記，資料匯總到首都華盛頓以后，一個月就完成了統計制表工作。而1880年，僅作了5000萬人的調查登記，統計制表工作化了7年半的時間，還多化了幾百萬美元。

　　人們對制表機的成功，大加贊賞，許多大企業(yè)的會計業(yè)務、產品統計，都競相仿效，后來還風行于世界各地，奧地利、加拿大、挪威、俄國等都改用制表機進行人口調查?；衾鹚怪票頇C，尤其是它的讀寫卡片裝置的巧妙設計，對以后的機電式計算機和電子計算機的研制都有極大的影響。

　　霍利瑞斯研制成功制表機以后，穿孔式計數技術得到了發(fā)展；繼電器得到了更廣泛的應用。人們還發(fā)現，19世紀的英國數學家布爾創(chuàng)立的一套被稱為“布爾代數”的數學理論，特別適合用于邏輯電路的設計，因此，邏輯電路設計也取得了很大的成績。就這樣，在本世紀三四十年代，一批與當年巴貝奇方案相似的新型計算機——機電式計算機方案出現了。

　　中國有句成語，叫做“英雄所見略同”。在德國和美國，幾乎同時有人在研制機電式計算機，原理、結構、性能都十分相似。德國的朱斯從 1934年開始，投身于機電式計算機的研制，當時他24歲，正在學習土木工程。但是，他的主要精力沒有放在土木工程這門“主課”上，反而對計算機研制工作于得津津有味，難免有人認為他“不務正業(yè)”，他的“愛好”受到別人奚落。他讀過巴貝奇的傳記，雖然巴貝奇的結局是悲劇性的，不過他覺得巴貝奇很有道理。如果巴貝奇活到現在，就有成功的可能。有人不理解他，覺得他為古人擔憂有些好笑，可是朱斯卻認真得很，決心依靠自己個人的財力開展研究。

　　由于資金短缺，有時候動手拆除家中一些器具充當計算機部件。他試制的第一臺計算機Z—1是純機械結構的計算機，費用不算太大，花了九牛二虎之力，總算在1938年完成。接下去他要大干一番，打算采用繼電器技術制造計算機Z—2，其實，這就是一臺機電式計算機。

　　剛動手干不久，戰(zhàn)爭販子希特勒就開始了進攻波蘭的閃電戰(zhàn)，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)了。納粹德國開始大征兵，年輕的朱斯“榜上有名”，計算機Z—2的研制完全“泡湯”了。事有湊巧，一個偶然出現的機會挽救了他。

　　1939年，他的朋友，也是后來的合作者許萊爾向納粹政府提交了一個備忘錄，竭力鼓吹朱斯關于新式計算機研制工作的重大意義。由于計算機將來在軍事上會很有用，敏感的當局不僅豁免了朱斯的軍役，而且還慷慨地撥出了?？钪С种焖沟难芯?，這偶然的巧事，使得朱斯“因禍得?！?/p>

　　經過兩年的艱苦努力，他終于在1941年研制成功全繼電器的，機電式的通用自動計算機Z—3。這臺計算機可以說是當時世界上最先進的新型計算機了。它能夠執(zhí)行8種指令，字長22位二進制，計算加法為0.3秒、乘法為4～5秒。整機用了2600個繼電器，這是世界上第一臺通用程序控制計算機。1945年初，朱斯對Z—3計算機作了改進，制成了可靠性很高的機電式計算機Z—4。

　　就在這一年，前蘇聯的紅軍和西方盟國的部隊已經攻到了德國本土，逼近了柏林，希特勒點燃起的戰(zhàn)火燒到了他自己家門口，全世界愛好和平的人民都為之振奮。燃燒的戰(zhàn)火對于發(fā)明家朱斯，真是太不幸了，他的實驗室，他的Z—3計算機都遭到了盟軍的轟炸，在霹靂聲中灰飛煙滅。唯一值得慶幸的是，Z—4計算機被藏在一座農舍的地窖里，才免遭此劫。

　　德國戰(zhàn)敗以后，朱斯流亡到中立國瑞士的一個偏僻的鄉(xiāng)村，即使在那里他也無心欣賞美麗的田園風光，計算機研究仍然是他的第二生命。雖然沒有了實驗室，沒有了計算機，可是還有大腦，他還能研究計算機軟件，他在那里提出了“程序演算”理論，即今天所說的計算機程序設計。這對軟件的發(fā)展影響很大。

　　可惜的是，朱斯在第二次世界大戰(zhàn)期間完成的發(fā)明很少被德國以外的人所了解，僅有一臺幸存的Z—4計算機成了他的偉業(yè)的見證。這臺計算機的牢固性和可靠性令人贊嘆，1950年到1954年用于瑞士技術學院，1955年到1958年用于法國國防部，直到1959年才被送進歷史博物館。

　　與朱斯同時，美國的艾肯（1900～1973）也在研制機電式計算機。艾肯1900年生于新澤西州的霍博肯，青少年時代學習勤奮刻苦，1923年他以優(yōu)異成績畢業(yè)于威斯康星大學，1939年在哈佛大學獲得博士學位。

　　在攻讀博士學位期間，經常遇到大量的冗長乏味的計算。他設想造一臺計算機，幫助解那些比較復雜的代數方程。1937年，艾肯正式提出一份題為

　　《自動計算機建議》的備忘錄，在原理、結構、性能方面，與巴貝奇、朱斯的設計不謀而合。當時美德兩國正處于敵對狀態(tài)，所以艾肯與朱斯互不了解對方的工作。艾肯讀過巴貝奇的自傳，并為巴貝奇的創(chuàng)造精神鼓舞，但他沒有讀過艾達·拜倫對于巴貝奇分析機的說明，因此在機電式計算機的設計中，他表現了高度的獨創(chuàng)精神。

　　事有湊巧，當時國際商業(yè)機器公司（即著名的IBM公司）總經理湯姆斯·沃森財大氣粗，并且很有遠見，看到艾肯的“建議”以后，決定給予支持。從1939年開始，艾肯得到了IBM公司的資助，哈佛大學也趁機成立了計算研究所?？磥戆系木秤霰人瑫r代的朱斯好多了。艾肯工作起來極其認真。他往往是天蒙蒙亮到研究所，晚上八九點鐘才離開。他講起話來，發(fā)音極為清晰，表達思想十分精確。艾肯認為造出新型計算機對科學和社會是一種奉獻，這種理想一直鼓舞著他奮不顧身地工作。

　　經過4年的艱苦努力，艾肯和他的同事們共同制成了這臺機電式計算機。起先他們將它叫做自動程序控制計算機，后來大家給它起了個綽號，叫做“馬克—1”。它是個龐然大物，約有15.5米長、2.5米高，幾乎塞滿了計算機研究所的一間大屋子。它用了3000多個繼電器，運行時聲音很響，人們很難在它身旁說話。1944年8月，馬克—1計算機正式完成，接著交給了訂戶哈佛大學，一直使用了15年之久。由于它誕生在遠離戰(zhàn)場的美國，所以其影響要比朱斯的Z—3計算機大得多。

　　馬克—1計算機主要用于科學計算。1945～1947年間，艾肯又負責研制成功了經過改進的馬克—2計算機。在計算機的發(fā)展史上，這兩臺機電式計算機有著重要的地位。1956年，艾肯還負責制成過馬克—4計算機，那是一臺在美國空軍支持下研制成功的電子計算機。

　　艾肯是個意志非常堅強最會珍惜時間的人，他每天總要晚上八九點鐘才離開研究所，有時第二天凌晨4點就又回所了。1973年3月14日，艾肯在美國的圣路易斯病逝。

　　機電式計算機是計算機發(fā)展史上短暫的一頁。它是計算機發(fā)展道路上的一次必要的科學嘗試。由于它工作中仍有機械動作，因此它的運算速度很難有更大的提高。但是，它為早期的電子計算機設計制造積累了寶貴的經驗，對于現代高速電子計算機的發(fā)展起了開路作用。只有電子計算機，才真正是人類智力解放的有力工具。要介紹電子計算機的發(fā)明過程，必須對電子技術的發(fā)展有所了解，讓我們暫時把時間的指針撥回到19世紀末去吧！

　第一個設計方案

　　阿塔納索夫是美籍保加利亞學者，原是衣阿華州立學院數學物理教授，在求解各種數學物理方程時，繁復的計算使他深感頭痛，他感到有必要發(fā)明更新的計算工具。當時流行著機械式或電動式計算機，以及最新的模擬運算工具——微分儀等，阿塔納索夫對它們都作過深入的研究，逐步認識到要提高計算機的速度，關鍵是要有高速的運算部件。這正像建造一座巍峨雄偉、富麗堂皇的宮殿，要用上等的磚瓦一樣，土坯、小石塊是絕對不行的。只有用電子管做成的電子觸發(fā)器等新一代器件，才能造出高速計算機。他是第一個看清解決這個問題出路的人。可是要提出一個新式計算機的制造方案，不是一件容易的事。多少個日日夜夜他苦思冥想著，眼睛都熬紅了，也未能理出個頭緒來。但他憑著鍥而不舍的精神，終使金石為之而開。

　　1937年冬季的一天，阿塔納索夫正駕車前往伊利諾斯州。一路上各種各樣的問題在他的頭腦中索繞著，一會兒是冗長的數學物理公式，一會兒是雜亂的電子線路。向后飛逝而去的樹木似乎都變成了一排排排列整齊的電子管?！霸撔菹⒁粫毫恕?，他提醒自己，他的大腦太緊張了。正巧，前方不遠處是一個小酒吧，他停下車來走了進去。

　　品味著清醇的啤酒，他感到渾身輕松，一大堆偏微分方程的數值解問題，差分方程的繁瑣計算，把他弄得太累了，此時此刻，都讓它們見鬼去吧！他一連喝了幾杯啤酒，感到舒坦極了。也不知是醉、是累，他微微地閉上了雙眼。

　　突然，“靈感”來了，眼前一臺巨大的計算機幻影似的在朦朧中時隱時現。這計算機沒有齒輪，也沒有繼電器，有的是亮著暗紅色光的電子管。電子管整齊地分布在計算機中，一根根導線將它們連接成一個整體。?。￡P鍵的電路明明白白地展現在他的眼前。他分辨不清自己是醉還是醒，是夢幻還是在現實之中，眼前的景物一會兒似天上的游云，飄忽不定，一會兒又似一幅實實在在的畫面，真切萬分。他定了定神，竭力回憶剛才腦海中閃過的電路。對，這正是他苦苦思索多日想要找到的關鍵性電路。他及時地捕捉住這一閃而過的靈感。有了這些電路，朝思暮想的電子計算機的構思就瓜熟蒂落了。

　　就像古代的阿基米德在洗澡時發(fā)現了浮力一樣，他抑制不住內心深處的激動，一下子推開面前的杯盤，從椅子上跳了起來，結清了帳，立即去找他的助手貝利，向他敘述了在計算機電中引進電子技術的設想。“好極了?！?/p>

　　貝利完全贊同他的意見，他們很快就向學院申報了設計制造方案。

　　他們提出的方案，在當時可以說是一個驚天動地之舉。這種用電子技術裝備起來的計算機造成以后，可以求解含有30個未知數的一次聯立方程組，功能是強大的。

　　他們將計劃中制造的計算機命名為Atanasoff—Berry—Computer，意思是“阿塔納索夫—貝利計算機”，簡稱ABC計算機。經過兩年的努力，終于制成了計算機里的一個關鍵部件——控制器。為此，當地的《德孟內斯論壇報》在1941年1月15日，還刊登了一幅貝利手持控制器一部分的新聞照片，預告整個計算機內有300多個電子管，將于該年底完成。可是天不從人愿，就在這時，太平洋戰(zhàn)爭打響了，日本成功地偷襲了珍珠港，他們的研制工作也因此告吹。阿塔納索夫本人離開了衣阿華學院，穿上軍裝，轉入軍隊提供技術服務。

　　阿塔納索夫提出的將電子技術用于計算機的第一個方案，限于當時的歷史條件，并未真正造出來，但世人沒有忘記他的功勞。由于電子計算機是一項舉世公認的偉大發(fā)明，后來為它的發(fā)明權引起了爭議，甚至曾對簿公堂。

　　令人欣慰的是，1973年，美國聯邦州立法院裁決，認定阿塔納索夫教授是第一個電子計算機方案的提出者。ABC計算機的邏輯結構和電子電路設計，為以后的電子計算機的研制起過很大作用。

第一臺電子計算機

　　隨著科學技術的發(fā)展，各個科技領域所需的計算工作越來越多，計算量也越來越大?？茖W家和技術人員面對繁雜的運算都深深地感到力不從心，渴望著有高速的計算機來解決計算問題。這一需求隨著時間的推移顯得越來越迫切。不少數學家、物理學家、天文學家以及統計工作者，懷著解決各自領域中令人頭痛的計算問題的決心，紛紛改行轉到研制高速計算機行列中來。

　　他們孜孜不倦地思索著，苦苦地探求各種各樣的計算機制造方案，為人類的智力解放而費盡苦心。

　　具有獨創(chuàng)精神的阿塔納索夫方案，盡管由于經費缺乏、戰(zhàn)爭等客觀原因未能最終變?yōu)楝F實，但是這個方案的新穎設計、巧妙構想，卻很能打動人心，給后繼者以極大的啟發(fā)。真正把第一臺電子計算機制造出來的。是莫克利

　?。?907～1980）及其合作者。

　　J·W·莫克利在1907年8月30日生于美國俄亥俄州的辛辛那提，1925年考入著名的霍普金斯大學，1932年獲得物理學博士學位。

　　物理學是一門艱深的、應用數學知識最多的學科，和阿塔納索夫一樣，莫克利常為物理學研究中屢屢出現的大量枯燥、繁瑣的計算問題而頭痛。1941年1月的一個晚上，和往日一樣，他坐在柔軟的沙發(fā)上，手里捧一杯濃濃的咖啡，邊飲邊看著報紙。緊張了一天的大腦該讓它松弛松弛了。

　　“什么？”突然，他在德孟內斯論壇報上看到了一張照片。這張醒目照片使他的大腦立刻興奮起來，那是衣阿華州立學院的阿塔納索夫教授正在試制電子計算機。他被照片吸引住了，幾年來對電子計算機他真是夢寐以求??！

　阿塔納索夫與他真是不謀而合。

　　一幕幕的往事又在他的面前浮現：30年代他曾制成一臺模擬計算工具——諧波分析機和一臺不大的專用計算機；近年來他認定將電子管用于計算裝置內部是提高計算機計算速度的必由之路，要制成一臺電子計算機，其中有些關鍵問題尚無法解決。如今有人領先一步，準備將其付諸實踐了，莫克利對此深感鼓舞。他立即啟程前往衣阿華州登門拜訪阿塔納索夫。

　　阿塔納索夫看到別人對他的研究感興趣，心中十分高興，熱情地接待了這位文質彬彬的志同道合者，毫無保留地向這位不速之客作了情況介紹，詳細敘述了如何把最新電子技術應用到計算機中，大幅度提高計算機運算速度的具體設想。莫克利是個內行，對此聽得津津有味，神情專注，唯恐漏了一個字。阿塔納索夫把一本有關電子計算機設計的珍貴筆記本，鄭重地遞給了這位年輕人。

　　筆記本上凝結著阿塔納索夫幾年的心血，這是多么無私的舉動呵！莫克利“受寵若驚”地接過筆記本，就像接過阿塔納索夫手中的接力棒一樣。他感激萬分，覺得這次來，收獲很大，確實不虛此行。

　　從1933年到1941年，莫克利在厄西納斯大學任教。在1941年炎熱的夏天，他到賓夕法尼亞大學的莫爾電氣工程學院電子國防訓練班參加學習，結業(yè)后留在莫爾學院任教。回到莫爾學院，莫克利沉浸在對阿塔納索夫方案的研究和思考之中，一而再，再而三地仔細推敲，夜以繼日地不懈工作。他終于將阿塔納索夫的方案琢磨透了，懂得這是一個可行的研制電子計算機的方案，自己原來有幾個搞不清楚的關鍵問題，阿塔納索夫實際上都解決了。他憑著特有的聰明才智，加上數學、物理學雄厚的基礎，以及電子學和計算機豐富的實踐經驗，1942年8月，他寫了一份題為《高速電子管裝置的使用》的報告。

　　這個報告是在阿塔納索夫方案基礎上寫成的，比那個方案更具體、更詳細。該報告很快就在莫爾學院里傳閱開了，教授、青年教師、研究生、高年級的大學生們都對它產生了濃厚的興趣。

　　莫克利的報告在莫爾學院引起了一個年輕人的特別濃厚的興趣。這個人就是23歲的研究生?？颂?。

　　J·P·?？颂?，1919年 4月 9日生于美國賓夕法尼亞州的費城。他從小學習就非常認真，1941年以優(yōu)異的成績畢業(yè)于莫爾學院，獲電氣工程學士學位。大學畢業(yè)以后，他又留在該校讀研究生，繼續(xù)深造。就是在這期間，他從一位老師手里看到莫克利的報告。

　　正如法國著名微生物學家巴斯德說過的那樣，“機遇只偏愛那些有準備的頭腦?！蹦死量鄬懢偷膱蟾?，在許多人手里傳來傳去，并未傳出什么名堂來，可是傳到研究生埃克特手里的時候，情形就完全不一樣了。

　　?？颂厣钪@份報告的價值，為此他將自己全部身心投入其中。一天，?？颂匕菰L了莫克利先生，埃克特看問題深刻而尖銳。莫克利認為，?？颂卣亲约旱闹艉偷昧Φ膸褪?。他們共同又研究了一種更加完善的方案。

　　莫克利和埃克特的方案提出以后，前后也被擱置了近一年的時間。他們從阿塔納索夫那里接過“接力棒”，問題在于，他們能否拿著接力棒第一個到達終點呢？關鍵取決于誰需要這種發(fā)明了。當年給阿塔納索夫提供資金的是農業(yè)實驗站，如果莫克利他們得到的也是那類部門的資助，那就很可能會落得和阿塔納索夫同樣的命運。

　　這次不同了，他們得到了軍方的資助。1941年12月7日美國宣布參戰(zhàn)，在戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)爭的需要就是第一需要。莫克利、埃克特等人終于獲得最后成功。

　　第二次世界大戰(zhàn)的紛飛戰(zhàn)火，在世界各地蔓延著，以重視高科技武器著稱的美國正在調動著一切可以調動的力量，精心地進行著各種新式武器的試制和改進。

　　賓夕法尼亞大學莫爾學院的電工系，即莫克利所在的部門，正在同馬里蘭州阿伯丁試炮場聯合進行著一個軍事研究項目：為陸軍計算炮擊表。這是一項非常艱巨而緊迫的任務，按照對方要求，他們應該每天向陸軍提供6張炮擊表，每張表的計算量都非常大，要計算幾百條彈道。實際上，每計算一條在空中飛行60秒的炮彈的彈道，用臺式計算機就得化上20個小時，即使用上大型的模擬計算工具——微分分析儀，也要化上15分鐘。

　　在這個項目的課題組中，有一位軍方派來的代表，負責該課題組與陸軍軍械部的聯系，他就是年輕英俊的戈德斯坦中尉。入伍前他是密歇根大學的副教授、數學家。真是無巧不成書，他與莫克利是多年的好朋友。當莫克利談到自己的電子計算機設計方案時，戈德斯坦中尉激動萬分，連聲說“太好了，太有用了！這對炮擊表的計算簡直是雪中送炭?！?/p>

　　他立即向他的頂頭上司吉倫上校作了詳細的匯報。上校認為這是克服計算炮擊表困難的希望所在，因此給予熱情的支持。在上校的積極參與和大力支持下，負責與阿伯丁聯系的莫爾學院的勃雷納德教授，按照軍械部的要求，在1943年4月2日，起草了一個為阿伯丁試炮場制造一臺數字式電子計算機的計劃方案。

　　戰(zhàn)時的一切都為了戰(zhàn)爭，古今中外莫不如此，所以事情進行得異常神速，辦事效率特別高，僅僅過了一個星期，關系到第一臺電子計算機命運的決定性的討論會，就正式開始了。穿戴整齊的勃雷納德教授，在莫克利和埃克特倆人的陪同下，神情嚴肅地前往阿伯丁，出席這次不尋常的會議，他深知這次會議關系重大。阿伯丁軍方出席會議的有阿伯丁試炮場彈道學研究所所長西蒙上校，普林斯頓高等研究院的著名數學家維伯倫教授等。維伯倫是西蒙的主要科技顧問，是他的智囊團里的第一號人物，說話具有很高的權威性。

　　會上認真討論了這一方案的種種潛在可能性，由于申請經費的數額巨大，當然大家都得慎重行事。后來人們回憶說，會前維伯倫教授對方案審閱過多次，在他聽取了有關方案的詳細說明后，對戈德斯坦中尉端詳了一會，又沉思片刻，果斷地說：“西蒙，把試制經費撥給他們吧！”教授的這句話是歷史性的，整個會議廳里靜極了，只有教授的話音在大廳里回蕩。當時是1943年4月9日，人類歷史上第一臺電子計算機試制工作的序幕，就這樣被拉開了。

　　6月5日，軍械部和莫爾學院正式簽定了試制合同。在最后一次會議上，大家想到了為這臺未來的機器起個名字，最后尊重吉倫上校的意見，命名為

　　“電子數值積分和計算機”（Electronic Numerial Integrator andComputer），英文縮寫為ENIAC，我們譯為中文是“埃尼阿克”。

　　埃尼阿克試制計劃開始實施了?？傇O計師一職，毫無疑問應該是這一方案的提出者莫克利教授，當時他才30多歲。擔任總工程師的是24歲的埃克特。在制造過程中遇到的一系列復雜的工程技術問題，都由他負責解決。年輕的邏輯學家勃克斯參與邏輯軟件的設計工作。風華正茂的戈德斯坦中尉作為杰出的組織者和數學家，在數學上提供十分有益的建議。整個工程吸收了大約200多人，經過兩年多艱苦的創(chuàng)造性勞動，埃尼阿克的試制工作終于瓜熟蒂落。1945年底，這臺標志著人類智力解放的巨大機器，莊嚴地宣告竣工。

　　1946年2月15日，在正式的揭幕儀式上，埃尼阿克作了第一次公開表演。

　　此時第二次世界大戰(zhàn)的烽火，早已煙消云散，埃尼阿克的誕生雖然沒能直接為反對法西斯的戰(zhàn)爭立下功勛，但它給世界帶來的影響之大遠遠超過了在一次戰(zhàn)爭中所能起的作用。第一臺電子計算機是個十足的龐然大物。它占地170平方米，總重量達30噸，里面約有18000個電子管，1500個繼電器，以及無數的電阻、電容等。耗電達150千瓦，是個名副其實的“電老虎”。

　　這些功耗在機器運行過程中，最終當然都要轉化成熱量。熱量之大，如果用于燒水，每小時能把近兩噸的水燒開。為此，還必須附加冷卻設備，以防過熱。

　　埃尼阿克的計算速度，當時無與倫比，每秒鐘可作5000次運算，比當時已有的最快的繼電器式計算機要快上1000倍！它可以勝任相當廣泛的科學計算，當時計算中的最復雜的問題，要數描寫旋轉體周圍氣流的五個雙曲型偏微分方程組了。這個問題如果讓機電式計算機來計算的話，需要化一個多月的時間；讓人工手算，要化上幾年時間，而埃尼阿克，僅用了一個小時，就把結果全部告訴人們了。

　　埃尼阿克實現了多年來人類將電子技術應用于計算機的夢想，為進一步提高運算速度開辟了極為廣闊的前景。

電子管時代

　　最早的計算機是美國賓夕法尼亞州大學莫爾學院的莫克利負責研制的。

　　這臺機器的名字叫“電子數值積分計算機”，取它們每個英文單詞的第一個字母就是“ENIAC”，簡稱為“埃尼阿克”。這臺機器看上去像個龐然大物，機內使用了一萬多個電子管，7萬個電阻、1萬個電容以及600個開關，整個機器長30米，高3米，寬1米，占地面積為170多平方米，相當于上課教室的4倍，整個機器重30多噸，相當于7～8輛解放牌大卡車的載重量。

　　這種計算機的運算速度比機械式計算機快得多，一般每秒幾千至幾萬次。由于“埃尼阿克”是利用電子管制造的，所以，也稱為電子管計算機。

　　從1946年到1957年生產的電子管計算機，是世界上公認的第一代電子計算機。

　　什么是電子管？電子二極管是由一位叫費萊明的英國工程師在 1904年發(fā)明的。電子二極管一端是燈絲，另一端是金屬片做成的電極。金屬片帶正電時，電流才能通過。因此，在電子二極管中，電流只能朝一個方向流動，它可以用來檢測無線電波。電子二極管的發(fā)明，是電子技術的一個重大突破。

　　與此同時，世界上第一支電子三極管也誕生了。這是由杰出的英國科學家德福雷斯發(fā)明的。它是20世紀最偉大的發(fā)明之一。電子三極管有放大微弱信號的功能。后來，人們又制造出四極管、五極管等等。

　　電子管計算機雖然較以前的各種計算機有了很大改進，但它體積太大，笨重、造價高、可靠性差、操作困難、維修復雜、耗電量高，不能進行批量生產，無法得到普及，沒過多少年，它就被晶體管計算機所取代。

晶體管時代

　　早在古代，人們就發(fā)現了物體帶電現象，當時的書籍記載說用毛皮摩擦琥珀可以吸引小紙片、毛發(fā)等輕微物體。又經過了很長時間，到18世紀，人們發(fā)現在自然界，有些材料允許電流通過，比如：金、銀、銅等金屬，人們把這些材料叫導體；有些材料不允許電流通過，如玻璃、橡皮等，人們把這些材料叫絕緣體。后來，人們又發(fā)現，在自然界中還有一些材料，它們既不是導體，也不是絕緣體，它們允許電流通過的程度，介于導體和絕緣體之間，比如鍺硅的氧化物，人們把這些材料叫半導體。

　　半導體有一個顯著的特點：一旦它們受到光照或在它們中摻入極少量的雜質后，它們允許電流通過的能力會成百上千倍地提高。因此，科學家用半導體制成許多電子元件和器件。

　　1947年，世界著名的貝爾電話實驗室研制出了第一個半導體三極管，也就是晶體管。

　　晶體管有3個電極，通過3根導線引出管外。3個電極中有1個電極能起控制作用，如果給這1個電極通過電流，晶體管內部的電子開關就接通，另外2個電極就會有電流通過；如果不給這個電極電流，開關就斷開，另外2個電極也就沒有電流，這是晶體管的基本功能。晶體管還有放大功能，在它的一個電極上，給以一個微弱的信號，在另外2個電極上就能得到較大的信號。

　　晶體管既能代替電子管工作，又能消除電子管的所有缺點，它沒有玻璃管殼，不需要真空，體積很小，生產成本很低，它的壽命比電子管長得多。

　　因此，晶體管問世后，立即得到了迅速發(fā)展并且代替了電子管的位置?，F在，我們日常生活中已經到處可見它的蹤影。

　　1956年，美國首先研制成軍用小型晶體管計算機，1958年底到1959年初，第一批批量生產的民用晶體管計算機投入運行，這就是IBM1403機。它們標志著晶體管計算機時代的到來。人們又稱晶體管計算機為第二代電子計算機。

　　晶體管計算機重量輕、體積小、耗電量小、成本低，因而在軍事、工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)、科研等各行業(yè)逐步得到應用。

　電路時代

　　我們知道，在電子計算機里有許許多多電路，這些電路像一個個小型的交通控制系統，控制電流的往來。電流流通的路線由電路的形式決定。在電子管計算機中，電路是由單個電子管、電阻、電容等元件，經過焊接組裝成的；在晶體管計算機中，電路是由單個晶體管、電阻、電容等元件，經過焊接組裝成的。當科學家們采用先進的工藝技術，把微型化的晶體管、電阻、電容等元件集中組成電路，再把許許多多這樣的電路集中在一塊相當小的半導體硅片上，這就是集成電路。集成電路塊只有大拇指那么大。是在 1969年由美國英特爾公司年輕的工程師霍夫研制成功的。

　　所謂中小規(guī)模集成電路是相對后來的“大規(guī)?！奔呻娐范缘摹?960年誕生的第一塊集成電路，是小規(guī)模集成電路，在一平方毫米的硅片上形成一個電路。

　　采用中小規(guī)模集成電路制成的電子計算機，是第三代電子計算機。比如1964年生產的 IBM360機。因采用了集成電路，大大縮短了信息傳輸的時間，降低了電路的故障，因而使計算機可靠性顯著提高，運算速度大增，已達到每秒幾百萬次，重量、體積、功耗、成本也大大減少。

　　我們知道，電子和光的速度是每秒30萬千米。電子計算機的線路越短，電子走過的路程就越短，所花的時間也越少。我們以萬分之一秒計算，第一代電子計算機中電子線路的累計總長度是3O千米左右，第二代縮短到3000米，第三代只有30厘米左右了。

　　集成電路促進了電子計算機的小型化。1965年美國數字設備公司制成12位小型機后，各種小型機紛紛出現，迅速發(fā)展。

　　1970年出現了能裝1000個電路的大規(guī)模集成電路，它們的大小只有我們平時吃的方塊糖那樣大。采用大規(guī)模集成電路制造的計算機，是第四代計算機，比如1972年美國IBM公司生產的IBM370系列機。目前世界上使用的電子計算機大多數是第四代電子計算機。

　　如果現在我們拿第四代電子計算機同第一代電子計算機“埃尼阿克”相比，我們會發(fā)現，它們的功能一樣，但第四代電子計算機的體積卻只有“埃尼阿克”的30萬分之一，重量是它的6萬分之一，耗電量是它的5萬分之一，可靠性卻提高了1萬倍。

　　創(chuàng)造這個奇跡的是看起來平淡無奇的小硅片——集成電路。在顯微鏡下觀察這些硅片，如同從空中看到一座現代化城市。由它組成的各種類型和用途的電腦，正對人類社會產生著巨大而深刻的影響。

　　電子計算機進入第四代的時候，開始朝兩個方向發(fā)展：一是發(fā)展微型電子計算機；二是發(fā)展大型電子計算機。

　　現今社會，在大街小巷經常見到“電腦培訓”、“電腦打字”的招生廣告，這里說的電腦就是指微型電子計算機。

　　微型電子計算機是由小型計算機演變而來的，它比小型機體積小，重量輕，用起來方便靈活，可靠性高，比小型機更適應信息時代的要求，更有發(fā)展前途，一般人們叫它“微機”，也稱“微電腦”。

　　第一代微機是1970年4月由美國英特爾公司首先研制成功的。它比小型機的體積要小，但該機工作速度較慢，不適應信息時代的快節(jié)奏。

　　于是英特爾公司動員人力、物力、運用新工藝、新技術對第一代微機做了改進，很快研制出了第二代微型計算機。第二代微機比第一代性能大幅度提高，運算速度大大加快，具有抗干擾和抗輻射能力，同時降低了耗電量。

　　1974年，后來居上的摩托羅拉公司研制成了第三代微型計算機8080A，性能超過了英特爾公司的產品，它比第二代微型計算機運算速度更快，體積進一步縮小。之后，微型計算機迅猛發(fā)展，1978年出現了8086型微機，指令執(zhí)行時間比8080A快7倍，完全可以和小型計算機相媲美了。1981年又研制出了功能能和70年代中期的大中型計算機相比的微型計算機。

　　1979年世界微機有5000臺，1985年超過1億臺，現在發(fā)展更是迅猛。

　　8086型微處理機已經發(fā)展到了80286、80386、80486以及奔騰（80586）機，功能一代比一代強，不僅可做文字處理，還能進行繪圖、設計，加上多媒體功能，就可以聽音樂、看光盤、打電話、看電視、玩游戲等等。

　　微型計算機有許多突出的特點和優(yōu)點：

　　第一是新。技術新、工藝新、產品新。它運用最新科學技術，產品花樣翻新，層出不窮，成為計算機系統的佼佼者。

　　第二是快。革新快、換代快、生命力強。微型計算機的更新換代速度驚人。1969年8月設計、1970年4月第一代微型計算機問世，1973年第二代微型計算機問世，1975年第三代微型計算機問世。之后，其性能、質量迅速提高，微型計算機產業(yè)猛烈擴張，競爭對手云涌。美國加州甚至出現了以計算機為主導的電子產業(yè)基地“硅谷”，它的發(fā)展速度，遠遠超過了美國當年的汽車工業(yè)。

　　第三是多。品種多、產量多。從1970年到1985年，產量增加了30倍。

　　到現在不僅有普通微機，還出現了筆記本、膝上機等。

　　第四是便宜。體積小，用材少，價格低，平均每兩年降價一半。

　　第五是廣。涉及面廣，用途廣。現在，微型計算機在科研、生產、社會和生活中得到了廣泛應用，可以說已滲透到社會生活的各個方面。

　　我們平時喜歡用“傻瓜”照相機照相，因為它不需人工調節(jié)，能自動對光圈定速度、測距離，就是因為在照相機里安裝了微型計算機；電視廣告上經常說的全自動洗衣機，不需人工操作就完成洗衣工作，也是微機的功勞。

　　微型計算機用于交通可進行自動信號控制、節(jié)約燃料、減少污染、自動剎車；用于商業(yè)可自動售貨、自動結算、自動加油；用于教育，出現了電腦教師。

　　今天電腦已廣泛進入家庭，微型計算機已邁向一人一機的個人電腦時代。

　　據美國一家電臺報道，美國個人電腦1991年擁有量為5500萬臺。日本電子工業(yè)振興協會對日本個人電腦市場抽查預測，個人電腦已進人一人一機的時代。

　　美國一家市場調查公司的調查表明，1991年，在2800多萬個家庭中，有3000萬臺個人電腦，研究預測指出，到1999年每個美國家庭平均將有2.2臺個人電腦，比每個家庭的子女平均數量還多，并預測到1999年，在美國的學校中使用手提式個人電腦，就像現在使用小型計算器那樣普遍。

　　個人電腦已經從業(yè)余愛好者手中的玩藝兒變成了一種非常普及的工具。

　　在千百萬人的辦公桌上，已具有了50年代中央處理機那樣計算能力的個人電腦。在家庭中，個人電腦是自從有電視機之后作用最大的消費品，比電話普及速度還快。美國的少年兒童中有46％在家里或在學校中使用電腦。美國人用個人電腦可以干許多工作，比如把電腦與電話線連接，直接傳送信件、文件和其他信息。利用“電子郵局”，只要按下電腦的按鍵，幾秒鐘就能把過去幾天才能寄到的信件內容同時送到若干處。還可以用個人電腦構成印刷系統，出版自己寫的新聞稿。最廣泛的應用是把電腦當成最完善的打字機，62％的電腦擁有者常常用電腦寫信或書寫其他文字材料。用電腦玩游戲也很普遍。

　　個人電腦發(fā)展十分快。第一代個人電腦很粗糙，用戶要經常自己編寫程序。1981年個人電腦發(fā)展揭開了新的篇章，IBM公司的個人電腦在佛羅里達州博卡拉頓的產品開發(fā)實驗室問世，IBM個人電腦很快就把很大一部分市場掌握在手中。1982年末各大公司激烈爭奪市場，相繼大幅度削價，幾個月時間價格從1000美元跌到199美元。到該年年底，個人電腦擺滿了商店的玩具部。第二代個人電腦，包括IBMPC機及其兼容機，就是我們常說“攢”的微機，現已顯得陳舊了。目前，第三代個人電腦包含有強大的微處理機芯片、存貯器、外部存貯器 （如磁盤）、鍵盤、光筆、鼠標器、顯示器、打印機，還有能將信號作轉換的調制——解調器。當然，除硬件之外，還要有軟件，有成套的指令，即編好的程序，個人電腦才能完成各項工作。

　　個人電腦的興起是信息技術革命中的一個偉大事件。個人電腦現在國外和洗衣粉、飲料一樣充斥市場，就像罐頭一樣隨時可以買到。個人電腦正朝著小型化、輕量化、高性能和直觀化方向發(fā)展。發(fā)展的核心是力求電腦的操作更簡單，就像使用洗衣機、錄象機一樣方便。到那時，對于用戶來說，個人電腦就更“可親”了。為了使用方便，聲控電腦也是一個發(fā)展方向。

　　1922年2月25日，蘋果計算機公司宣布，該公司已制出一種話控電腦，它不但能識別口頭命令，有時還能“回答”，當它完成任務后，可以報告它已完成了任務，并問使用者還有什么事情要做。

　　1992年在澳大利亞悉尼舉辦的個人電腦展上，夏普公司推出了只有手掌般大小的超小型電腦，重量只有500克，成了名符其實的“掌上電腦”了。

　　現在，個人電腦是整個電子計算機家庭中數量最多的成員。

　　1990年8月2日，伊拉克入侵科威特，觸犯了美國及其他西方國家的戰(zhàn)略利益。海灣上空戰(zhàn)云密布。8月4日美國制定了代號為“沙漠盾牌”的軍事行動計劃，應沙特國王的請求，向海灣地區(qū)增派大量軍隊。1991年1月17日，海灣戰(zhàn)爭終于爆發(fā)。

　　當天夜晚，一片漆黑，幾百架多國部隊飛機對伊拉克首都巴格達進行了輪番轟炸，據美國一位退役的將軍說：“僅這一夜向伊拉克和科威特瀉下的炸彈，就相當于一個半投在廣島的原子彈?！比欢屆绹笓]部的軍官們真正感到驚奇的，是這次轟炸幾乎都命中預定的目標，參謀部的軍官甚至認為這是一個奇跡。

　　人們不禁會問：多國部隊的夜間轟炸，為什么“幾乎都命中預定的目標”？

　　原來，早在戰(zhàn)爭爆發(fā)前幾個月，美國就專門發(fā)射了幾顆軍事衛(wèi)星上天，全天24小時不間斷地監(jiān)視著伊拉克、科威特地區(qū)的動靜，包括伊軍通訊波段、電臺位置、雷達頻率、部隊調動、武器位置等，然后將收集到的大量情報傳到指揮中心，在這里由大型計算機迅速加以處理，僅僅幾分鐘，一張張清晰的照片就送到指揮官面前。照片上及時顯示出伊拉克導彈的位置、停在跑道上和隱蔽在機庫里的各種飛機、以及伊拉克的化學工廠、核研究中心、通信中心等要害部門，甚至連伊拉克總統薩達姆所處的位置，都在這些照片中標明了。于是多國部隊根據情報制出一套作戰(zhàn)地圖，極其精確地標出了攻擊目標。戰(zhàn)爭前夕，又把截獲的數百萬條信息輸入電腦處理分析，極其精確地制定了進攻計劃；最后對所有情報詳細篩選，編入計算機程序，制成數據圖象，輸入各類作戰(zhàn)飛機的電腦。戰(zhàn)斗中，大型電子計算機及時處理前線發(fā)回的信息，能在幾秒至十秒鐘之內，將信息和指令發(fā)回前線，供指揮官選擇有利時機發(fā)起攻擊。可以說整個轟炸行動得以準確、利索的完成，完全得益于計算機。

　　海灣戰(zhàn)爭中還進行了導彈戰(zhàn)，最著名的就是“愛國者”大戰(zhàn)“飛毛腿”。

　　“飛毛腿”導彈是蘇聯制造的，它的飛行速度相與快，因此得名“飛毛腿”。

　　“愛國者”導彈是美國制造的反彈道導彈。

　　伊拉克在遭到多國部隊的沉重打擊后，使用“飛毛腿”予以反擊。美國則派出了“愛國者”導彈進行攔截。短短10多天，伊拉克先后發(fā)射了25枚

　　“飛毛腿”導彈，其中20枚被“愛國者”導彈攔截并摧毀。其后向以色列發(fā)射了10多枚，也大都被“愛國者”導彈攔截。整個戰(zhàn)事“愛國者”導彈的攔截率達到了95％，因此榮獲了“飛毛腿導彈克星”的光榮稱號。

　　在這場反導彈的戰(zhàn)事中，計算機起了決定性的作用。

　　“飛毛腿”導彈的射程有600千米，“愛國者”導彈的射程只有150千米，在“飛毛腿”導彈發(fā)射后3/4的飛行路程中，不能發(fā)射“愛國者”導彈。

　　這樣，從發(fā)射“愛國者”導彈到擊落“飛毛腿”導彈之間，僅有1分鐘時間。

　　在短短的1分鐘時間內，全靠計算機計算出“飛毛腿”導彈的飛行軌跡和控制“愛國者”導彈，在“飛毛腿”導彈逼到非常接近的時刻，才發(fā)出發(fā)射指令。在“愛國者”導彈發(fā)射后10秒的飛行中，導彈和目標的相對位置還要由計算機作出精確的確定，以保證攔截成功。

　　能在這短短的時間內，完成這么多的工作，靠的完全是有高度的可靠性、能高速運算的大型計算機。

　　所謂大型計算機不是指體積和質量很大，而是運算速度快、存儲量大、功能強、可靠性好。實際上這種計算機已經微型化。比如裝在“愛國者”導彈頭部的計算機就是大型機的一種。

　　大型電子計算機又稱巨型電腦，或超級電腦，是計算機家庭中運算速度最快的一種，每秒可運算億次以上。比如我國生產的“銀河”億次計算機。

　　日本生產的巨型計算機每秒運算160億次，更是快得嚇人。最近德國也宣布研制成功了一種每秒運算為400億次的超級電腦，它采用16，384個最新一代處理芯片，并且用新的方法把它們聯接起來。

　　美國前總統布什1991年向國會提出的22項對美國至關重要的技術中，有一項就是高性能電腦，其中包括巨型電腦。美國的巨型機廠家已分別著手進行新的開發(fā)。其中克雷公司宣布將把巨型機運算速度再提高4倍，即達每秒2000多億次。

　　巨型電子計算機主要用于空間技術、天氣預報、宇宙空間研究、航空能力學分析計算、尖端工程的設計、國防等。

　　如果用過去的手搖計算機來運算今天的氣象預報數據，那么幾千人揮汗如雨地干幾天也干不完，根本起不到對天氣的預報作用。這些工作讓今天的大型電子計算機來做，僅僅是幾分鐘的事，而且又準確，又可靠。

　　現代重大的科研項目，特別是航天技術方面，離了它更是不行。比如航天飛機的主要控制部件就是計算機。美國航天專家說：“沒有計算機，航天飛機的上天是不可想象的?！?/p>

　　因此，大型電子計算機是當代一個國家科學技術和工業(yè)發(fā)展水平的重要標志，體現了一個國家的實力。

　　現今在計算機大家庭中以大型機、中小型機、微機為主，將來的發(fā)展將傾向于微機和大型機。

　計算機網絡

　　1992年，美國總統克林頓在競選時提出了“發(fā)展信息高速公路，振興美國經濟，恢復企業(yè)競爭活力”的競選綱領，此后，副總統戈爾言必稱信息高速公路。由此可見信息高速公路對美國國家建設的重要性。

　　那么，什么是信息高速公路呢？簡單的說就是通信網絡與計算機網絡的結合。

　　當今，通信非常發(fā)達，當你拿起電話，可以撥通世界各地；當你投寄書信，可以到達天涯海角，這一切當歸功于通信網絡。同樣，計算機的能耐很大，但擁有一臺計算機的用戶，只能使用它存取情報、數據和信息，而不能使用其他計算機用戶存取的情報、數據、信息。同時，一臺計算機不能存取大量的情報、數據和信息，不能做較大的事情，更不能利用大型計算機存儲的資料。如果把不同地點、不同用途的計算機連接起來，形成網絡系統，這樣，就可以使參加網絡的用戶，共同享用整個網絡中的情報、數據、信息，計算機的用途就大大擴大廠。這就像一句老話說的那樣：團結就是力量。

　　現在，計算機網絡一般是把各地的計算機和終端設備，利用現有通信線聯接起來，將來可以通過通信衛(wèi)星聯結起來，遠距離傳輸情報、數據和信息。

　　終端設備通常是一個鍵盤和臺顯示器，你只需操縱鍵盤，將問題“告訴”計算機網絡，答案會自動顯示在屏幕上。

　　1993年10月，中國計算機專家訪問美國，在東部城市波士頓，他們想了解一份會談資料，可是波士頓沒有這份材料，這些材料只有美國西部斯坦福大學保存著。求助于計算機網絡，把終端與網絡接通，用鍵盤打入命令調閱這份會談資料，3分鐘后，電傳打字機上印出此次會談目錄，并詢問要第幾條，回答后，又過了3分種，談話記錄全部打印出來。計算機網絡的神速，由此可見一斑。

　　過去，高速公路系統和電力網為工業(yè)經濟提供了發(fā)展基礎，而現今的信息網絡將是新經濟的高速公路。如如整個國家沒有先進的電子基礎設施，社會就不可能取得進步。未來的計算機業(yè)、電信業(yè)和各種信息業(yè)正在殊途同歸，比方說，不久之后，電話、電視機和計算機將是同一設備。

　　目前，大的計算機網絡像巨大的蜘蛛網，跨越國界。它把世界所有的計算機連接起來組成一個巨大的計算機。計算機網絡的建立，可以使擁有小型電腦的部門，通過網絡來查找大型電腦的信息，不僅為使用者提供了經濟的手段，而且使電腦的應用能跨越地理位置所造成的障礙。更有意思的是，還可以利用由于地理位置不同所造成的時差。例如，在一般情況下，在白天工作時間里，電腦是處于忙碌狀態(tài)的，機器時間比較緊張。相比之下，在夜間電腦較為空閑。正是利用這樣一點，歐洲一些國家在白天通過計算機網絡，可以利用正處夜間的美國電腦。

　　計算機網絡的建立，大大促進了電腦應用的社會化。

　　據國外報道，1994年英國有幾百萬個家庭加入計算機情報系統，這個系統保存的消息比一個星期出版的全部報刊還要全面。每個使用者只要打一個電話，就可以把相當于7000頁原文的資料從電腦存貯器中提取出來，呈現在家用電視機屏幕上，供人選擇和查閱。

　　通過計算機網絡還可以查詢電話號碼、旅行時刻表、大氣預報、訂購火車、輪船和飛機票等等。那時一位在巴黎的旅客，就可以在他的旅館里通過電腦訂購下周從英國倫敦飛往美國紐約的飛機票。前后只需一兩分鐘的時間，就可以知道他所預訂的機票的班次和座位的號碼。

　　計算機網絡應用于商業(yè)更是前景無限光明。

　　以制鞋工業(yè)為例，有可能使制鞋廠在大量生產的情況下使每件產品都能適合消費者的需要?，F在通常流行的作法是，人們選購幾種少數型號和尺碼的鞋子，而穿起來并不完全合適，這也是產生腳病的原因之一。但是，如果將來制鞋機是用電腦控制的，制造出來的鞋子就能按人的腳形千變萬化。當人們利用微型電腦詳細地測出每個人的腳形，然后把這些信息輸送給制鞋廠，即可按大量生產的成基，制造出每個人所需要的、并且穿起來合適的鞋子。

　　顧客可以通過商業(yè)情報網把自己的需要告訴商店，并且可以在指定的地點提取所需要的貨物。商業(yè)情報網的建立，可以使產銷部門建立起嶄新的關系，根據顧客的客觀需要來組織貨源和制定生產計劃，從而大大避免和減少了產品的脫銷或大量積壓。同時也加快了貨幣的回籠和周轉，活躍了商品市場。

　　現在很多人通過計算機網絡打廣告、設立電子商店、全面介紹自己的產品，并詢問各地的物價、物資供應情況，適時調整經營的對策。

　　一個美國小孩可以在十幾秒內得到地中海的氣象圖，然后又迅速轉到幾千英里之外的倫敦圖書館、法國巴黎的博物院溜一圈，這就是應用計算機網絡的神奇結果。

　　計算機網絡是計算機今后的發(fā)展方向。

人工智能時代

　　1983年世界上出現了集成兩萬個電路的超大規(guī)模集成電路。從此科研人員開始將目光放在了第五代計算機——人工智能計算機的研制開發(fā)上。

　　第五代電子計算機比前四代都要優(yōu)越，因為它采用并行式工作方法，而第一至第四代計算機是采用串行式工作方法。

　　什么是串行式和并行式呢？舉個例子來說，如果有許多人要通過某一地段，是排成一路縱隊“串行”通過快呢，還是排成一排，一路橫隊“并行”

　　通過快呢？答案當然是后者。這種排成一路橫隊的方式叫并行式，而排成一路縱隊，一個個走的叫串行式。

　　由于第五代電子計算機采用并行式的工作方法，它接受任務后，把任務分解成幾個部分，同時對這幾部分進行處理。因此，第五代電子計算機的處理速度要比前四代電子計算機快得多，每秒鐘可運行1000億次，比目前的高速計算機高1000～2000倍，所以，它比前四代電子計算機更先進。

　　第一代電子計算機到第四代電子計算機的工作原理是由美籍匈牙利人、大數學家馮·諾伊曼提出并創(chuàng)立的。諾伊曼工作原理是把事先編好的程序和數據存儲在計算機中，然后計算機能自動地按照程序執(zhí)行一條條指令。這樣的工作只能完全禁錮在人的思想范圍之內，如果程序不正確，不周全，計算機也就跟著犯錯，難怪人們有時候把計算機稱為“偉大的傻瓜?！边@在很大程度上限制了計算機作為人的助手的作用。

　　第五代電子計算機改變了這樣的工作模式，它不僅存儲人們編制的程序，而且能在一定程度上給自己編制程序。到那時，人只要發(fā)出指令，或寫出方程式，或提出要求，計算機就能自動完成所需程序，給人提供結果。也就是說，只要按人的需要，在計算機的功能范圍內向計算機提出“做什么”，無需告訴它“怎樣做”，它就可以給出人所需要的結果。所以，第五代電子計算機是有知識、會學習、能進行推理的計算機，是一種更接近于人腦的計算機。它具有能夠很好地理解自然語言、聲音、文字、圖象的能力，并且具有說話的能力，以達到人機直接用自然語言對話的水平；它具有利用已有的知識和不斷學習到的知識，進行思維、聯想、推理，以達到解決復雜問題、得出結論的能力；它具有匯集、記憶、檢索有關知識的能力。

　　1958年，科學家預先把下棋的規(guī)律編成程序存在計算機中，設計成功了世界第一臺能下棋的電子計算機。但是，它下棋的水平平平，跟普通業(yè)余愛好者不相上下，別人的棋藝通過不斷學習有了提高，可是它卻不能，而且經常下出莫名其妙的臭棋來。

　　一次計算機棋手錦標賽中，兩臺電腦狹路相逢，激烈廝殺，走了一二十個回合，其中一臺電腦不知何故，突然走出了一步人們意想不到的誤著，也就是一招大臭棋?？墒菍Ψ诫娔X卻搞不清了：這一招似乎棋譜上沒見過呀？

　　不知如何應對?！跋搿绷艘粫?，干脆一不做二不休，一個“殺”招使出：遺憾地是殺向自己——走了一步自殺棋的電腦的程序員已經慚愧地低下了腦袋，因為他的電腦喪失了大好形勢，對方電腦只要不出太大的漏洞，已經穩(wěn)操勝券了。這時候還在“思考”，說不定是在想如何痛快地向自己的電腦“開刀”呢。可是觀眾卻突然哄堂大笑：原來這臺電腦在“痛苦”地思考了5分鐘后，做出了決定——投降！

　　第五代電子計算機“棋手”已經不會再出現這種笑話了，它會向對方棋手學習，把別人的長處記下來，不斷提高自己的下棋水平。

　　1988年，美國卡內基—梅隆人學的4位研究生研制出專用的下棋機，稱為D·T。在1990年2月，這臺專用電腦與1990年世界冠軍的挑戰(zhàn)者、前世界冠軍卡爾波夫進行比賽，在開始50招內電腦棋手一度占上風。后來，卡爾波夫放出誘招，D·T貪吃，遭致失敗。

　　D·T電腦每秒運算達200萬次，并且考慮棋步已不是采用“蠻干”算法了，而是采用一種優(yōu)化分析法。所謂“蠻干”是指對所有各種走棋法都加以

　　120考慮，從中選出最優(yōu)走法。國際象棋有可能出現10種走法，用目前的電腦是無法一一加以分析比較的。

　　但有的專家還是預測說，2000年之前肯定有人能編制出更高級的下棋程序，使電腦戰(zhàn)勝人。國際象棋第一高手、世界冠軍卡斯帕羅夫卻不以為然，他傲氣地指出，在2000年前電腦絕不會戰(zhàn)勝特級象棋大師，如果誰在與電腦對弈中遇到麻煩，他可以幫忙出主意。

　　話音沒落多久，1995年電腦主動找上了卡斯帕羅夫，一場人機7局大較量開始了。整整7場比賽，我們從電視直播中看出卡斯帕羅夫下得并不輕松，每一場都是雙手抱頭，眼睛直視，面部表情嚴肅沉重。雖然卡斯帕羅夫獲得了最后總比分的勝利。但首場比賽就被電腦棋手殺得大敗，也讓人們知道了電腦的利害。不知有點自顧不暇的卡斯帕羅夫現在還有沒有膽量再出來替人打抱不平了。畢竟電腦還可以再作大幅度的改進啊。

　　第五代電子計算機總的說來有三大特點：一是超人的記憶力，能存儲上萬條常用知識和經驗；二是會思考，能根據輸入的問題，通過記憶和積累的知識，進行推理，最后作出判斷；三是能理解我們日常說話的語言，甚至能聽懂人們說話的聲音，自己也能輸出聲音“說話”，這樣人與計算機可以有真正的對話了。

　　日本是最早開始研制第五代電腦的國家，為了推動電腦的研制，組織了富士通、三菱電機、日本電氣、日立、東芝、松下電器、夏普等八大公司共同進行開發(fā)。共籌資1000億日元，制定了10年的研究計劃，在80年代末期取得了可喜的進展。1988年11月，在召開的第五代電腦第三次國際會議上，用所研究的第五代電腦作了表演，對日本小學教科書中一篇課文作了處理，很好地回答了代表們提出的問題。

　　但是，人工智能問題確實是非常復雜，不易解決的，第五代電腦研制目前處于停滯不前的狀態(tài)。日本在 1992年也正式宣布，終止第五代電腦的研制。日本著名的專家承認，在10年內完成這樣的高智能系統是不可能的?，F在功能最強的電腦“智力”僅相當于三、四歲的幼兒。

　　如果第五代電子計算機誕生，將會在社會生活各個方面引起深刻變化，將創(chuàng)造無法預料的技術奇跡。

　微處理器的影響

　　微處理器自I4004問世以后，又經歷了幾次較大的改進。英特爾公司則大發(fā)其財，歡度著黃金般的歲月。這使得美國、日本的許多公司十分羨慕，紛紛投入力量進行研制。與此同時，大規(guī)模集成電路的集成度也提高得很快，微型化晶體管數超過1萬的芯片稱為超大規(guī)模集成電路，到 1978年，一個芯片上包含的微型化晶體管數已達到100萬個。這對于制成“功能更強大”的微處理器客觀上創(chuàng)造了有利條件。有人說，微處理器發(fā)明的重要意義超過了上一世紀作為交通大動脈的鐵路建設，也超過了本世紀的現代化代步工具——汽車的廣泛使用。

　　還在微處理器問世后不久，英特爾公司總裁戈登·穆爾指著它向客戶宣布：“如今，我們公司可以生產微處理器芯片了。它可以有幾千種不同的用途。”下面幾項大家熟悉的產品都用到微處理器：個人電腦 （即通常所說的

　　“微機”）、電子游戲機、電子表、袖珍計算器……

　　微處理器的應用極其廣泛，如今，彩電，錄像機等高檔電子產品已大量地進入尋常百姓家，而且不少是遙控的。夏天，我們可以舒適地仰坐在躺椅上，冬天躺在暖和的被窩里，只要輕按身邊小小的遙控器，就能想觀賞什么節(jié)目就觀賞什么節(jié)目。這種深受廣大用戶喜愛的高新技術產品，其關鍵就在于遙控器中有個微處理器。

　　又如微波爐，老式的定時器功能有限，每次至多用15分鐘，超過此限定時就不準確了。而微處理器用電子接觸鍵盤和數字顯示器代替老式的按鈕和旋鈕，可以準確測定各種食物的燒煮時間，按程序連續(xù)操作，大受顧客歡迎。

　　其他如電子天平、程控電話、數控機床等等，也都是使用了微處理器的結果。

　　由于生產工藝、技術的改進，微處理器的價格十分低廉。這也是它易于得到廣泛應用的有利條件之一。I4004的價格起初是400美元左右，現在用2美元就可以買一個功能比它強得多的微處理器。

　　歷史上曾經有過兩次大規(guī)模的產業(yè)革命。第一次是由蒸汽機的發(fā)明帶動起來的；第二次是由電力的廣泛使用造成的。有人說，電子計算機的問世標志著第三次產業(yè)革命的開始。實質上，第三次產業(yè)革命是由微處理器的發(fā)明和應用帶動起來的。霍夫被著名的英國《經濟學家》雜志稱為第二次世界大戰(zhàn)以來最有影響的7位科學家之一。過去，各種類型的計算機雖也造了不少，但畢竟數量有限，其影響從來沒有微處理器這樣深入和廣泛。小小的微處理器可以大量生產，價格又很便宜，就像花草的種子一樣撒得鋪天蓋地，今天的人們或多或少都得與電子產品打些交道，或多或少都得與計算機有些關系。

　　以往的技術革命基本上是耗能型的，需要消耗大量的石油和煤，這次技術革命是節(jié)能型的，對于當時西方國家克服“石油危機”起了很大的作用。

　　以往的技術革命往往是用機器代替人干活，而這次技術革命側重用電腦代替人腦的勞動。對于第三次產業(yè)革命，我國政府給予高度重視，認為這既是對一次挑戰(zhàn)，也是一次難得的機遇，并研究制訂了許多積極而富有成效的對策。

電子計算器的發(fā)明

　　電子計算器，你們一定都很熟悉吧！在今天所有的計算工具里，使用人數最多的恐怕就數袖珍電子計算器了。它價格低廉，使用簡便，易于攜帶，因此幾乎家家戶戶都有。

　　通常人們所說的電子計算器，實際上是袖珍電子計算器的簡稱。它是人們進行算術運算及初等函數運算的好幫手。不僅銀行的會計、商店的營業(yè)員、個體戶商販離不開它，就連一些上街買東西的顧客，也經常隨身攜帶。計算器也是學習的好幫手。除低年級學生由于需要大量練習算術運算，不宜使用計算器外，一些已經具備較高計算能力的高年級學生，練習計算已不是他們的主要任務，碰到某些耗時較多的繁雜運算，可以借助于計算器加快計算速度，以節(jié)省時間，把更多的精力放到理解和思考上去。

　　廣義地說，袖珍電子計算器其實也是微型電子計算機的一種特殊類型。

　　它與一般通用計算機的主要區(qū)別在于程序輸入方式的不同。計算器的程序一般都已經固定，只需按鍵輸入數據和運算符號就會得出結果，就是小學生也能掌握。而一般計算機的程序可以根據需要隨時改動，或重新輸入新的程序。

　　計算機（英語叫Computer）與計算器（英語叫Calculator）在漢語中僅一字之差，漢語中“機”和“器”也沒有嚴格的界限，只是不同的地方會有不同的叫法。在香港、臺灣、新加坡等地，還有多數海外華人把計算器也叫做“袖珍計算機”。我們稱為計算機的，他們叫做電腦。大家可不要把它們混淆起來了。

　　電子計算機誕生前，人們常用的計算工具是計算尺、算盤、手搖計算機。

　　電子計算機問世后，老式的計算工具都黯然失色，不過它價格昂貴，用它解決普通計算問題真是“用牛刀殺雞”，大材小用了。

　　電子計算機使用時要編寫程序。但如果很簡單的問題都得編寫程序的話，那就成了一種不堪忍受的負擔。怎樣才能設計出一種新式計算工具，用來代替計算尺、算盤和手搖計算機進行各種算術運算，而又不必每次都編寫程序呢？為此，很多人都作過努力。

　　現代電子計算器首次問世是1963年。那時的計算器是臺式的，在美國波士頓的電子博覽會上展出過。與計算機相比，它小巧玲瓏，計算迅捷，一般問題不必事先編寫復雜的程序。它在當時也不算貴，標價為5000美元。從此以后，電子計算器便如雨后春筍般發(fā)展起來。

　　美籍華人王安也注意到了波士頓展覽會上的臺式電子計算器，以及后來市場上出現了的一些其他牌號的臺式計算器。這些計算器的特點是：能夠解決的問題越是復雜，就越笨重；而且速度也太慢了。王安經常琢磨著怎樣對這些計算器加以改進。經過一段時間的研究，他找到一種只需幾個步驟就能得出對數進行乘除運算的方案。就這樣，王安發(fā)明了“對數計算器”——這是他自己起的名字。

　　王安的對數計算器可裝在桌面上，每臺6500美元，可以進行加減乘除四則運算，以及開方、乘方運算。使用時方法很簡單，只要按動幾個鍵就可以了。1964年10月29日，王安提出專利申請；1965年，王安公司向市場推出臺式對數計算器；1968年獲得了專利權。這種計算器在當時新奇、時髦，成為該公司最重要的收入來源。

　　1958年，基爾比發(fā)明了集成電路。凡是用晶體管的電子產品，他當然都會考慮怎樣換上集成電路使之升級換代。他留心到了計算器。這些晶體管型的臺式計算器存在一些缺點：體積大，笨重，運算速度不夠快，而且穩(wěn)定性差等。曾經有過這樣一個有趣的故事：

　　王安公司的對數計算器不僅在美國受歡迎，而且遠銷其他國家。法國全國鐵路公司用它解決復雜的時刻表編排問題，不久，發(fā)覺這種計算器計算不準確。王安公司在法國的分公司接到緊急電話以后，不敢怠慢，立即派了兩位水平很高的工程師去解決問題。他們檢查了幾天，還是沒有發(fā)現什么毛病。

　　這到底是怎么回事呢？出于工作的責任心，兩位工程師在一天的凌晨4點去了辦公室，想查它一個水落石出。

　　到了那里一看，天哪！那臺對數計算器已被關上，這正是出售這種計算器時告誡用戶要防止出現的事情。因為其中用了磁芯存貯器，而這種存貯器在低溫和高溫下都會失靈。夜晚和凌晨，那里的溫度很低，這正是造成計算器失靈的原因。

　　兩位工程師臨時變成偵探，一直等到早晨7點，一個工人進入辦公室，依次打開了電燈、暖氣和對數計算器。工程師走上前去問他干什么？他回答說，這里工作的工程師都瘋了，下班以后居然開著燈、暖氣和計算器就走了，鐵路公司哪有那么多錢供他們這樣浪費！

　　這個故事表明，當時的計算器嬌嫩，難侍候，可靠性差，還需要用戶懂行。正是在這樣的背景下，德克薩斯儀器公司經理基爾比動手研制新式計算器。他利用中、小規(guī)模集成電路，籌劃著每個元件的排列，盡力節(jié)省每平方毫米的“地盤”。終于在1966年，他發(fā)明了集成電路計算器。

　　當時的計算器除了四則運算、乘方、開方以外，還能進行初等函數運算。

　　直到1969年，美國市場上才出現最早的可編程序計算器。同年，日本人采用金屬氧化物半導體的大規(guī)模集成電路技術制成低成本的多功能計算器，與美國的電子計算器工業(yè)爭奪市場。1971年霍夫發(fā)明了微處理器，開始時用它來裝備商事公司的計算器，可惜日本人一時未給予足夠重視。美國人借此機會改進原有的設計，在計算器中廣泛用上微處理器。只要給一二塊芯片組成的微處理器添上鍵盤和顯示器，就可以作為新型計算器工作。1972年，美國的惠普公司首先生產HP—35型可編程計算器，這是一種單片式袖珍電子計算器。 （由于微處理器通常由一二片大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路芯片構成，所以也有人把它叫成單片式計算機，或者更簡單地叫成單片機。）

　　現今的計算器體積越來越小，可以像手表一樣戴在手上，也可以像薄紙一樣夾在書里。它們價格低廉，耗電很少。液晶顯示的計算器耗電僅為萬分之幾瓦，兩節(jié)小電池可用上幾年。有的干脆改用太陽能電池，只要有蠟燭的光亮它就能正常地工作。

　　電子計算器的功能愈來愈多，有的可以記錄電話號碼，有的可以計時或當鬧鐘用，有的還能翻譯外語單詞，當辭典用哩。簡易計算器主要用于加減乘除；科學計算器，又增添了初等函數運算（有的還帶有數據總加、求平均值等統計運算）。比較高級的是可編程計算器、用它可以編寫一定步數的程序，這與計算機已經很相似了。

　個人電腦

　　鍵盤、主機與終端顯示器 （像電視機的顯象管那樣），組成了一臺臺個人電腦，就是人們通常所指的“微機”。為什么要把“微機”叫做“個人電腦”呢？因為過去常見的 （大、中、小型）計算機體積大、售價昂貴，不適宜存放家中；而微機可以放在普通的寫字臺上使用，許多美國家庭都買得起，因此得了“個人電腦”這個名子?！拔C”則是它的俗稱。

　　現代的個人電腦通用性很強，其功能已與過去的大、中、小型計算機一樣，可以完成科學計算、數據處理、輔助設計、模擬教學等一系列工作。此外，它還能當電子游戲機玩。

　　個人電腦的發(fā)展速度極快，以銳不可擋之勢迅速取代以往的小型、中型、甚至某些大型計算機，廣泛深入到工礦企業(yè)、機關學校、商店家庭等社會各個角落。

　　個人電腦是由兩位硅谷的年輕人在業(yè)余時間發(fā)明的，這里面還有不少有趣的故事呢。

　　60年代末一個風和日麗的早晨，在美國硅谷一所普通的中學校園里，一天的學習生活即將開始。詹姆斯校長像往日一樣，習慣性地巡視各個教室。

　　突然從教室里跑出一個神色慌張的學生。

　　“校長，我們班級內發(fā)現一包異物?！?/p>

　　“走！進去看看?！闭材匪剐ｉL跟隨他走進教室。一張課桌的抽屜大開著，里面有一包東西。校長謹慎地將它取出，沉甸甸的。這是什么呢？幾十名學生都投來驚奇的目光，教室里一片寂靜，緊張得教人透不過氣來。

　　“滴嗒滴嗒……”包里發(fā)出有節(jié)奏的響聲清晰可辨。

　　“不好，可能是……”詹姆斯校長捧起這包東西，一個箭步跨出門外，向著操場奔去……

　　“定時炸彈！”一個同學情不自禁地叫嚷起來，大家的臉頓時失色，喧鬧聲、尖叫聲響成一片。有幾個血氣方剛的男同學，被老校長的忘我精神所感動，也由于好奇心驅使，緊隨校長身后沖了出去。其他班級的同學聞聲而動，整個校園一片嘈雜和混亂。

　　“別過來！”校長回頭對身后的幾名男生厲聲“命令”著，然后快步向操場中央跑去。他小心翼翼地將這個“危險家伙”放在地上，然后迅速撤離。

　　同學們有的隱蔽在鋼筋水泥柱子后面，有的就地臥倒，剎那間，校園里籠罩著一片緊張氣氛。

　　1分鐘過去了，“炸彈”沒有響；5分鐘過去了，操場上仍然沒有動靜。

　　是誰這樣搞惡作劇呢？！

　　“哈哈哈！”走廊里傳來了一陣得意洋洋的笑聲。一個還有幾分稚氣的男孩笑嘻嘻地走了過來。

　　“對不起，校長！那不是定時炸彈。那是我做的一個電子節(jié)拍器?！彼忉尩馈?/p>

　　“什么？你怎么能開這樣的玩笑！簡直無法無天！”校長火冒三丈，他確實被激怒了。

　　這個頑童不是別人，就是后來享譽全球的蘋果電腦公司的創(chuàng)始人之一，蘋果個人電腦的設計者史蒂夫·格·沃茲尼克。他的朋友都愛叫他“沃茲”。

　　在怒不可遏的校長面前，沃茲意識到自己的禍闖大了。學校對他作出嚴肅的處理決定，勒令停課兩天，以儆效尤。

　　中學時代的沃茲雖然頑皮，可聰穎過人，學習成績出眾。他最感興趣的是電子學。人說天才出自勤奮，此話不假，沃茲確實很勤奮。不過他不愛照章辦事，他的勤奮往往表現在“玩”字上。他的“玩”法也與眾不同，他常常挖空心思，別出心裁地想出一起惡作劇。像剛才這類惡作劇他已經設計過不止一次了，只是沒有產生過這么大的“轟動效應”而已。他設計惡作劇的手法“高明”，絕大多數都是“技術型”的，所以一般不會被人捉住。這也使他越來越“膽大妄為”。

　　沃茲的電子學老師約翰·麥卡勒姆可說是慧眼識英才。就在沃茲這次搞惡作劇“臭名遠揚”之后，他感到沃茲應該有“發(fā)泄能量”的地方，他的“能量”太大了，學校的課程不夠他“消化”，提不起他的勁頭。麥卡勒姆老師想到了電子計算機。對！電子計算機世界里有許多有趣而棘手的問題，夠他費腦筋的了。在硅谷，各類電子公司比比皆是。麥卡勒姆老師找到附近的西爾瓦尼亞電子公司，與他們達成一項協議——讓沃茲每周到那里去操作幾次計算機。就這樣，沃茲“因禍得福”，從此與電子計算機結下了不解之緣。

　　在西爾瓦尼亞公司，沃茲大開眼界，他第一次看到一臺真正的電子計算機。這是一臺型號為“PDP—8”的小型機，不僅能用于計算，還能用于繪制各種圖形，打印各種表格。沃茲一下子就被迷住了，只恨自己來得太晚。他將自己的全部精力都投入進去，學會了編寫各類程序，也對計算機的硬件結構作了深入研究。

　　中學畢業(yè)后，沃茲以優(yōu)異的成績考入科羅拉多大學。在大學里，沃茲仍舊愛“玩”。他設計過一個干擾電視機收視的裝置，別人被弄得哭笑不得。

　　他也喜歡挖空心思設計各種新型計算機，有時打橋牌直至深夜，生活上不拘小節(jié)。

　　當然，計算機光有紙上設計是不行的。1971年夏天，他找到中學時代的老朋友費爾南德茲，準備利用暑假進行電子計算機的研究和制作。他們設法搞到了硅谷工廠生產的因外形缺陷而處理的廉價零件，動手干了起來。費爾南德茲的起居室成了實驗室。沃茲利用現有的零件進行設計。不到一星期，就拿出了“神秘”的圖紙。他對費爾南德茲說：“這就是我們要做的計算機，現在動手安裝吧。”

　　起居室的地毯上堆滿了各種元器件，看來沒有哪張桌子擺得下，于脆就在地毯上焊接安裝。夏日的夜晚，炎熱難熬，再加上電烙鐵的烘烤，他們渾身都被汗水浸透了。為此他們準備了大量的的奶油蘇打水，一面焊接，一面喝。這樣既能解渴，又能充饑。

　　經過十幾天夜以繼日的奮斗，計算機終于試制出來了。為此他們兩人都掉了好幾磅肉。該給這臺計算機起個什么名字呢？這臺計算機可是汗水泡出來的??！補充這些汗水的是一瓶又一瓶的奶油蘇打水，就叫“奶油蘇打水計算機”吧。

　　為了讓外界也知道他們的成果，他倆給當地的報社打了電話，并把“奶油蘇打水”計算機的功能“吹噓”了一番。不久，來了一位記者和一位攝影師，他們正在尋找天才少年創(chuàng)造發(fā)明的題材呢！記者粗略地端詳了一下散裝在地毯上的計算機，幾個大部件之間橫七豎八地連著導線，不禁皺起了眉頭。

　　“能操作一下嗎？”記者問?！靶?！”沃茲挺有信心地回答，隨即插上電源，打開了開關。

　　忽然，一縷青煙從電源部分冒出。緊接著，主機里火光一閃，一股刺鼻的焦臭味沖了出來，迅即彌漫了整個房間。不好，短路了！沃茲連忙拔掉電源插頭?；饎蓦m然沒有蔓延開來，可“奶油蘇打水”計算機卻成了一堆破爛。

　　可能是誰在無意之中碰亂了線，造成了短路?？磥恚叭醪唤L”了，以致險些釀成一場大禍。記者搖了搖頭，失望地走了。

　　一把火將沃茲一舉成名的希望燒成灰燼。雖然試驗沒有最后成功，可這期間沃茲通過費爾南德茲的介紹，結識了一個新朋友——電子愛好者史蒂夫·普·喬布斯。在硅谷，許多年輕學生都對電子制作感興趣。喬布斯后來與沃茲搭擋，共同創(chuàng)建了蘋果電腦公司。喬布斯粗看起來并不起眼：瘦長的身材，蓬亂的長發(fā)披到肩下，比沃茲小5歲，父母都屬藍領階層（體力勞動者）。可這兩位“史蒂夫”一見如故，后來成了莫逆之交。

　　喬布斯也是一個聰明、頑皮，在生活上不拘小節(jié)的人，與沃茲正好氣味相投。教他的希爾老師為了幫助他“改邪歸正”，給他單獨布置了大量的作業(yè)，同時還給予物質刺激——每完成一次作業(yè)，獎勵5美元。為了培養(yǎng)他健康的愛好，這位女教師還送他一套攝影器材。那一年喬布斯又對電子學產生了興趣。一旦選定目標，他就鉆了進去，不達目標不罷休。與沃茲相比，他的電子技術顯然遜色得多，不過他有兩個沃茲不具備的長處。第一，口才極佳，能說得別人口服心服；第二是有魄力，敢闖。有一次，他在制作一種頻率計數器時，僅因缺少一個零件，就直接給著名的惠普公司創(chuàng)始人之一休利特先生打電話，請求幫助，體利特先生最后居然被他說通了。沃茲與喬布斯合作，互相取長補短，這是他們后來取得巨大成功的重要原因。

　　沃茲修完大學學業(yè)，就進入惠普公司工作。惠普公司是在硅谷最早發(fā)展起來的一家舉世聞名的大公司，產品有上至大型計算機的主機，下至袖珍電子計算器的各類電子產品。沃茲初進惠普公司，真是如魚得水一般。

　　惠普公司的高級工程師有一天接到了一份新型計算機設計報告，這是本公司一名年輕的雇員呈上的。他們對此作了認真研究，認為設計雖然比較新穎，造價也低，但這不是本公司的傳統產品，而且設計者是一個無名小輩，于是決定拒絕采納。

　　這個設計者就是沃茲。他滿懷希望而來，卻失望而歸。他漸漸意識到惠普公司不是他發(fā)揮才能的理想之地，開始把精力化到業(yè)余活動上去了。

　　他的業(yè)余活動是什么呢？原來，在硅谷這樣一個電子技術王國里，喜愛擺弄各類電子制作的青少年非常多，他們自發(fā)組織了一個稱為“家釀計算機俱樂部”的團體，實際上是個自制計算機的俱樂部，計算機迷們聚集在一起，可以相互交換經驗、技術和其他信息。為什么起這么個怪名字？可能是這些青年人認為自己動手研制計算機與18世紀的家釀私酒同樣有趣吧。在這個所謂的“家釀俱樂部”里，他們可以不受老板、經理們的約束，自由自在的發(fā)揮想象，搞各種別出心裁的設計。他們的愿望不是賺錢，而是“露一手”，顯示一下自己的能耐。一言以蔽之，是為了“玩”?？刹荒苄】催@個俱樂部，它可是個“藏龍臥虎”之地，其中身手不凡的人才可多呢！沃茲、喬布斯和費爾南德茲等人都是該俱樂部的成員。

　　沃茲“露一手”的機會終于來臨了。有一次，他看到莫斯技術公司的廣告，該公司將在舊金山市舉行韋斯康計算機展覽會，并出售它最新生產的6502微處理器芯片。使他驚喜的是，該芯片售價僅為20美元。這可太好了，搞業(yè)余制作得自己掏腰包，不能不精打細算啊！微處理器是計算機的核心部件，有了它，再配上存貯器和外圍設備不就可以組成一臺微型計算機了嗎？

　　且慢！沃茲想到：“我準備制作的是一臺微型的通用計算機，它可以用來解決各種計算和數據處理問題，光有硬件不行，還必須配上軟件。軟件像人的的靈魂一樣，有了靈魂，才是一個實實在在的 ‘人’?！焙芮桑@個俱樂部里有人一直在研究BASIC語言的解釋程序。BASIC語言易學易用，沃茲對它曾進行過深入的鉆研，把BASIC語言用到6502芯片上，可謂珠聯璧合，恰到好處。就這樣，一臺完整的通用計算機的輪廓在沃茲的腦海中逐步形成了。

　　沃茲不禁沾沾自喜起來。

　　他們倆人驅車前往舊金山買回了6502芯片，立即動手設計安裝起來。由于有過“奶油蘇打水計算機”的經驗教訓，沃茲比過去成熟多了，他設計了一個電路板，將6502微處理器和接口及其他一些部件安裝在上面，通過接口將微處理機與鍵盤和視頻顯示器連接在一起。僅僅幾個星期，電腦就裝好了，試操作時性能合乎設計要求。喬布斯興奮地拿起希爾老師送給他的照相機。

　　給這臺計算機拍了照片。這樣，他們就可以到俱樂部去“炫耀”一番了。

　　這臺電腦果真在“家釀計算機俱樂部”里產生了“轟動效應”，伙伴們這次真的口服心服了。沃茲此時得意洋洋的神態(tài)就甭提了。接下來有人提議給這臺計算機起個好名字。

　　“不用再想了，名字我已經起好了，就叫 ‘蘋果’（Apple）吧！你們一定想不出更好的”，喬布斯說道。他怎么會想出這么一個與電子計算機形象相去甚遠的名字呢？有人說他曾在俄勒岡的蘋果園打過短工；也有人說是因為他受到一種唱片標簽上“蘋果”字樣的啟發(fā)；還有人說是因為喬布斯在印度時生了一場傷寒，吃了很多蘋果。不過，一個可能更為重要的理由是：在電話簿上蘋果（Apple）可以排在阿塔里（Atari）之前，喬布斯曾在阿塔里公司當過職員?？傊?，蘋果電腦就這么叫開了。它是世界上第一臺個人電腦，誕生于1976年。

　　蘋果機剛誕生時其貌不揚，赤裸著身子，沒有外殼，鍵盤，電源等都得另外加上去。就在沃茲陶醉于自己杰作之中的時候，喬布斯已在冷靜地思考下一步怎么辦了。一天，他終于向沃茲道出自己考慮多日的“宏偉計劃”。

　　“沃茲，‘蘋果’的性能不錯，咱們辦公司吧！”

　　“什么？辦公司？這個我可沒干過?！蔽制濍m然愛出“風頭”，可壓根兒沒想到辦公司。

　　“沒關系，有我呢！”喬布斯信心十足地說。

　　“你？！”沃茲望著滿臉稚氣的喬布斯，語氣中流露出一股不信任的態(tài)度，“辦公司可得有資金，有地方吶！”

　　“這個我已經想好了，將我的汽車賣掉作資金，車庫作工場間，不是一舉兩得嗎？”

　　經不住喬布斯連勸帶磨，沃茲終于勉強同意。把他的業(yè)余制作變成一筆生意，他總感到有點不自在。就這樣，兩人變賣了他們最珍貴的財產——喬布斯的大眾牌小汽車，以及沃茲的兩個HP型計算器。就是靠著這點資金，“蘋果電腦公司”在喬布斯的車庫里誕生了。

　　首先，他們設計了蘋果電腦的印刷電路，請人繪制加工印刷電路板。有了這塊可以大量生產的印刷電路板，只需將元器件插在板上一焊就行了，裝配起來大大地節(jié)省了時間。隨后，喬布斯開始向業(yè)余愛好者兜售印刷電路板。

　　可“蘋果”機的生意清淡，“公司”的處境日趨艱難起來。

　　一個偶然的機遇給“蘋果公司”帶來了轉機。 　　　　　　1976年 月的一天，7沃茲在“家釀計算機俱樂部”示范操作了“蘋果”機，當時除了往日的伙伴外，還有一位“財神”——零售商保羅·特雷爾在場。喬布斯早就瞄準了這個機會，他請?zhí)乩谞栍H自操作一下，隨后又滔滔不絕地向他介紹這臺新型電腦的獨特優(yōu)點，最后像做廣告似地加了一句：“您會越來越喜歡這臺電腦的?！?/p>

　　特雷爾全神貫注地看著、聽著、操作著，臉上漸漸地露出了微笑，他果然喜愛上這臺電腦，認為“蘋果”機大有前途，表示愿意與他們保持聯系。

　　第二天，喬布斯來到特雷爾的商店，開門見山地說：“我是來與您聯系工作的?！薄皝淼谜婵彀?！”看著小伙子稚氣未脫的臉上豎毅而認真的表情，特雷爾不禁被感動了。他決意冒一次風險——訂購50臺整機，但要求一個月內交貨。在計算機技術日新月異的年代，市場行情瞬息萬變，時間就是金錢。

　　喬布斯呢，二話沒說，爽快地答應了這一期限。他相信沃茲和自己的能力。

　　隨即兩人簽約，拍板成交，這可是做成的第一筆“大”生意，喬布斯心花怒放。他連蹦帶跳地跑回自己的車庫，向沃茲報告這一喜訊。

　　他們冒著酷暑，沒日沒夜地干了起來，時間緊迫，成敗在此一舉，為了

　　“公司”的生存，他們豁出去了。他們還請來了第一位“雇工”——喬布斯的妹妹。請她幫助裝機芯。就這樣，他們每天幾乎都在揮汗如雨、頑強拼搏中度過，每周工作60小時。他們終于在第29天奇跡般地把50臺“蘋果”電腦如數交給了商人特雷爾。望著沃茲和喬布斯消瘦的面容，特雷爾打心眼里佩服。

　　50臺整機在特雷爾手里很快銷售一空，“蘋果公司”名聲大振。夏末，沃茲著手研制“蘋果Ⅱ”（AppleⅡ）型，“追認”原來的為“蘋果Ⅰ”型。

　　“蘋果Ⅱ”型電腦有所改進，性能提高了很多，增加了彩色圖像等。喬布斯很有商業(yè)頭腦，他認為該電腦的外觀尚需改進，于是給“蘋果Ⅱ”定制了種重量很輕、外形美觀的灰棕色機殼。為使商標醒目，他們將它設計成被人咬了一口的蘋果圖案。原意大概是為了表示像大家愛吃的蘋果一樣，人人都會喜愛“蘋果Ⅱ”電腦，但別人常戲稱它為“爛蘋果”。至此，蘋果機開始了小批量生產。

　　1976年10月，百萬富翁馬爾庫拉慕名前來拜訪沃茲和他們的車庫工場。

　　馬爾庫拉是位訓練有素的電氣工程師，且十分擅長推銷工作，被人們稱為推銷奇才。由于在股票生意上發(fā)了財，所以他雖然僅38歲，卻已經退休了——他想過自由自在的生活。這次看到兩個年輕人發(fā)明了微電腦，馬爾庫拉決心重操舊業(yè)，幫助他們把公司大張旗鼓地辦起來。他主動幫助他們制定一份商業(yè)計劃，給他們貨款69萬美元，將自己的命運與兩個年輕人聯系在一起。有了馬爾庫拉這樣行家里手的指導，有了這筆巨資，“蘋果”公司的發(fā)展速度大大加快了。

　　1977年4月，美國有史以來的第一次計算機展覽會在西海岸開幕了。要在這大型展覽會上占一席之地可不是件容易的事，喬布斯四處奔走，憑著他的口才，居然在展覽會弄到了最大最好的攤位?！疤O果Ⅱ”機在展覽會上一鳴驚人，幾千名用戶擁向展臺，經過觀看、試用，隨即填寫訂單。到該年9月財政年度結束時，公司盈利已達250萬美元，第二年達1500萬美元。到1981年計算機行業(yè)的“巨人”——IBM宣布也進入個人電腦市場時，蘋果公司的利潤已達3.35億美元。很多人預言蘋果公司斗不過IBM，要倒霉了，但該公司繼續(xù)發(fā)展，1982年的利潤高達5.83億美元。兩個年輕人發(fā)明的個人電腦和創(chuàng)辦的公司都取得了極大的成功。

　　個人電腦是電子計算機領域的一項重大發(fā)明。與小型機相比，它的價格低廉，很多家庭都可購置，在經營管理、科學計算、輔助教育及電子游戲等領域，它都可以大顯身手。它們通常被放在辦公桌上，使辦公實現了自動化，是公司職員的好幫手。

　　個人電腦除了主機、鍵盤和顯示器以外，還可以配上打印機、軟磁盤存貯器等外部設備。銷售個人電腦已經形成龐大的市場，社會上出現了新興的個人電腦工業(yè)。因此在1979年，“蘋果Ⅱ”的技術負責人沃茲獲得霍珀獎。

　　該獎是專門為有杰出貢獻的青年計算機科學家而設的，以著名的女計算機科學家、世界上最早的程序員之一格蕾絲·M·霍珀（1906～1992）的名字命名，從1971年起一般每年僅獎勵一人。

電子游戲機

　　雖然你不會開車，但此刻卻正駕駛著一輛高速汽車，沿著一條婉蜒曲折的道路疾馳。路上車水馬龍，一輛輛大客車、小轎車、摩托車南來北往，從你的身邊呼嘯而過。你謹慎地轉動著方向盤，避開了一個又一個險情。

　　道路兩旁，一忽兒是巍峨的群山。一忽兒又是森林沼澤。你穿過綠樹環(huán)繞的田園村莊，駛過高樓林立的鬧市區(qū)……。你信心大增，便踩大油門，車子就像離弦之箭一般，向前飛馳。

　　華燈初放，天漸漸地暗了。你的車子自動亮起了車燈。前面橫著一條大江，你踩足油門，準備超越前面一輛“體態(tài)肥大”的載重車，通過江上的大橋。

　　突然，前方出現了四盞耀眼的車燈，并排著的兩輛車風馳電掣而來。糟糕！要躲已無處可躲，看來在劫難逃。慌亂中你踩下了剎車?？墒?，太晚了！

　　隨著一聲沉悶的轟響，兩車迎面相撞。你的汽車騰空飛起，沖向橋外，撞斷了橋的欄桿，墜向下面滔滔的江水，……啊，多么驚心動魄的一幕！

　　別害怕！這只是一場模擬汽車駕駛的電子游戲。幸虧如此，才沒有讓你陷入“滅頂之災”。不過，你雖是安然無恙，但手心和背脊已被汗水浸透了。

　　電子游戲就是這樣令人興奮。

　　電子游戲是近年來才發(fā)展起來的高科技游戲。它的游戲內容引人入勝，彩色圖案生動逼真，不但深受少年兒童的喜愛，連成年人也都喜歡玩。

　　過去的玩具種類也不少，像變形金剛、芭比娃娃、寧佳海龜等等，它們興旺得快，衰落得也快，沒有一樣能與今天的電子游戲機相比。當今的電子游戲已經風靡世界，電子游戲機是玩具世界中的偉大發(fā)明。

　　讀者不禁會問：這電子游戲機是誰最先發(fā)明的呢？話得從頭說起。最初的電子游戲機不是現在這個模樣，它經歷了曲折的發(fā)展過程。

　　電子計算機自從問世以來，發(fā)展極為迅速，為它編制軟件的程序設計人員越來越多。他們工作之余往往喜歡編制一些能與人斗智的游戲程序，除了可供娛樂之外，還能提高自己的編程能力。

　　由于不斷更新、改進，游戲程序的水平得到提高，其中最出名的游戲節(jié)目是“太空大戰(zhàn)”。它是美國麻省理工學院的軟件專家斯蒂?！だ麪栐?1962年設計成功的。

　　當時，社會上許多人正對飛碟之類的不明飛行物津津樂道。英國著名科幻作家早先寫過一本小說《大戰(zhàn)火星人》，書中火星人恰巧是乘坐盤狀飛行器來到地球，且與地球人展開過一場浴血苦戰(zhàn)。很多人都把飛碟想象成外星人訪問地球時乘坐的航行工具。

　　拉塞爾在“太空大戰(zhàn)”中模仿《大戰(zhàn)火星人》的情節(jié)，利用電腦的繪圖功能，在顯示屏上用大大小小的閃動光點模擬星星，用大塊的密集亮點模擬星云，移動的亮點模擬流星——凡是太空中有的，他都盡量想到。

　　電子游戲中的主要道具——外星人的飛船，該是什么樣子呢？拉塞爾挖空心思在屏幕上繪成盤碟形狀。光有飛船不行，還得讓它動起來，會飛。他利用電腦中的隨機數編寫飛船運動程序。這些飛船中應該有一艘讓游戲者控制，于是他又編了由鍵盤控制飛船運動的程序。

　　“我方”飛船可以通過鍵盤控制，隨心所欲地向任意方向運動?！皵撤健?/p>

　　飛船可利用事先設計好的“分析”、“判斷”能力，反過來與“我方”飛船較量。雙方飛船都有火力配備，能夠發(fā)射火箭攻擊對方，玩起來妙趣橫生。

　　拉塞爾的“太空大戰(zhàn)”雖然很有趣，但與后來的電子游戲相比，只能算是屬于初級階段?！疤沾髴?zhàn)”節(jié)目是在較昂貴的小型計算機上進行的，它在大學里傳播得很快，但不能在社會上大范圍推廣。

　　對電子游戲作出重大改進的是美國青年發(fā)明家諾蘭·布什內爾。60年代初，他還在美國鹽湖城猶他大學讀書時，就常去計算機房玩“太空大戰(zhàn)”。

　　布什內爾發(fā)覺這玩藝既新鮮又容易使人上癮，有商業(yè)開發(fā)價值。最好設計成售價較低廉的專用機，在機器上再開個槽孔，只有投入硬幣后才能玩一定時間。

　　投幣式游戲機過去也有，不過都屬于機械型或簡易電路結構，要把投幣裝置與電子游戲結合起來，還不是一件容易的事。這種投幣式電子游戲機，就是目前遍布大街小巷的營業(yè)性電子游戲機，俗稱街頭游戲機，簡稱“街機”。

　　它是在1971年由布什內爾發(fā)明的。

　　在街機的熒屏上，常常不停地閃爍著PLEASE INSERTCOIN（請插入硬幣）

　　一類的字幕。當你將硬幣式籌碼插入小槽孔以后，一場精彩的電子游戲就此開始了。

　　大學畢業(yè)后，布什內爾到硅谷一家電子公司工作。這家公司主要生產錄音設備和磁帶。硅谷是美國高技術產業(yè)的搖籃，布什內爾看到那里的人們工作勤奮，許多年輕人都有創(chuàng)造發(fā)明，也不甘心落后，等待時機爭取做出一番成績。

　　1971年初，布什內爾聽說有人發(fā)明了微處理器，心里非常高興，預感到創(chuàng)業(yè)的機遇已經來臨。借助微處理器技術，有望制成帶硬幣槽孔的計算機游戲機。他抑制不住內心的興奮，白天為安派克斯公司效力，晚上便在自己狹小的居屋內苦苦構思。

　　沒有工作室怎么辦呢？布什內爾買來一只雙層鐵床，放在大女兒的臥室，兩個年幼的女兒分別睡上下鋪，騰出小女兒的臥室當工作室。就在這個簡陋的工作室里，他將霍夫發(fā)明的微處理器作為主要部件，再添上一些中小規(guī)模的集成電路，配上19英寸的電視屏幕，終于制成了一臺裝有投幣槽孔的游戲機，可以玩一種“計算機宇宙”的電子游戲節(jié)目了。這時已是翌日凌晨4點，他感到很累，得抓緊時間休息一下，白天還要去公司上班哩。

　　第一臺有投幣裝置的街機研制成功后，是否如預期那樣具有商業(yè)價值，還要經受實踐的檢驗?！坝嬎銠C宇宙”游戲雖然受到布什內爾及其工程師朋友們的歡迎，可是外面那些文化層次較低的人覺得操作太復雜，因此不太成功。布什內爾沒有灰心，重又設計出一個簡便易玩的節(jié)目——“PONG（乓）”。

　　其內容和美國人民喜愛的網球比賽差不多，PONG（乓）——一記清脆的擊球聲惟妙惟肖，游戲者的心弦也隨之被打動了。

　　這臺街機被安放在一家小酒館內。兩天后，布什內爾接到電話，說是游戲機壞了。實際上，街機沒有壞，而是槽孔下的錢盒里裝滿了25美分一枚的硬幣。布什內爾掩飾不住內心的欣喜，高舉雙手成“V”字形狀，成功了！街機完全達到了預期的目標。

　　街機發(fā)明以后，布什內爾決定辭去安派克斯公司的職務，創(chuàng)辦自己的公司——阿塔里公司。1972年11月，該公司裝成第一臺街機出售；1973年創(chuàng)利350萬美元；1974年，利潤猛增到1500萬美元。

　　阿塔里公司的熱門商品之一是電子游戲節(jié)目“貪吃的人”。它原先是東京南江公司26歲的設計師東流巖谷設計的。1982年年，在得到南江公司的允許之后，阿塔里公司在美國銷售“貪吃的人”游戲程序，每個售價35美元，可以在自己家中的個人電腦上操作。

　　“貪吃的人”是個有大嘴的圓圈，那張大嘴吃掉迷宮的一些小點，同時另有4張嘴拼命要把這個“貪吃的人”抓獲且吃掉。這是一種技巧型的電子游戲，每次最多3分鐘便結束，玩過它的人幾乎都被它迷上了。

　　“貪吃的人”比起“小行星”、“風馳電掣”等節(jié)目而言，暴力程度較低，受到大批女性的青睞。它的變型“貪吃的女士”，尤其受到女性的歡迎。

　　還有一個電子游戲節(jié)目“蜈蚣”，是阿塔里公司的女設計師唐娜·泰勒發(fā)明的，也深受廣大女性的歡迎。

　　不過，在電子游戲《貪吃的人》風行之后，美國社會掀起一股反對電子游藝的運動。父母們越來越擔心少年兒童把自己吃午飯的錢用于玩街機。在美國有一些城市以及新加坡等國家，非節(jié)假日是禁止青少年玩營業(yè)性游戲機的。目前，我國也有不少青少年對電子游戲入了迷，荒廢了自己的學業(yè)，所以有些城市如北京、上海等地，對街機的游戲內容、時間、地點都作了一些限制性規(guī)定。

　手掌機

　　隨著科學技術的發(fā)展，電子游戲機也在不斷地升級換代。街頭的電子游戲畢竟不如在家里玩起來隨便和經濟，少年兒童在家中玩電子游戲容易得到成年人的理解和寬容，有些家長還樂意與子女一起玩電子游戲。正是在這樣的背景下，電子游戲開始朝著“家庭化”方向發(fā)展。

　　電子技術的進步推動了游戲機“家庭化”的發(fā)展過程，彩色電視機代替了大型游戲機的顯像管和掃描板部分，微處理器部分與顯示屏幕實現了分離。這時制成的游戲機只相當于一個信號發(fā)生器，與彩色電視機一起組成閉路電視系統。這種家庭電子游戲機干脆被人們稱為“電視游戲機”。

　　第一代電視游戲機的游戲程序被固化在電腦的主機里，構造比較簡單，只有少數幾種固定的游戲內容，圖像是單色的，節(jié)目有球類比賽、射擊等。

　　第二代電視游戲機采用大規(guī)模集成電路芯片，存貯容量較小，可以更換節(jié)目卡，人、物形象較粗糙，但音響有了較大提高，以阿塔里公司的系列產品為代表，節(jié)目有《警察抓小偷》、《打野鴨》、《潛艇救援》等。

　　第三代電視游戲機是在1983年，由日本著名的任天堂株式會社隆重推出的。游戲機采用超大規(guī)模集成電路制成，存貯容量大大增加，游戲卡可以變換。每個游戲卡可以有很多個節(jié)目，如“魂斗羅”、“沙羅曼蛇”等。

　　第四代電視游戲是在1987年由日本人推出的，由于他們的電視制式與我國不同，故未在我國流行，大家對它不太熟悉。

　　第五代電視游戲機是日本世嘉公司在1988年推出的。它的性能已與大型街機不相上下，音響效果更加逼真。游戲者可以與伙伴進行下棋、球類比賽等游戲，娛樂性和刺激性也更強。

　　電子游戲機的制造水平不斷提高，現在有一種新型的袖珍電子游戲機，體積小、便于攜帶、售價低廉，深受人們的歡迎。大家把它叫做“手掌機”，有單色或彩色液晶顯示，節(jié)目有“俄羅斯方塊”等。

　　電子游戲是一種節(jié)奏感很強的智力游戲，主流是好的，但也不能玩得過分。任何一種有益的游戲玩過了頭，都會走向他的反面。希望青少朋友參加游戲時有所節(jié)制，適可而止，借以豐富、充實我們的課余生活。

　人工大腦

　　管理電腦化

　　在現代管理工作中應用電腦可以極大地提高管理工作的效率，擴大管理的覆蓋面，提高管理工作的精確度，加快信息交流的速度。今天，電腦在管理中得到了極廣泛的應用。

　　日本最大的旅行社從1991年12月中旬開始使用新的電腦系統進行人事管理，用以實現“內部創(chuàng)業(yè)”的制度。在電腦中存儲旅行社1.2萬員工的個人特殊技能 （如外語、體育、演唱卡拉OK、駕駛技術、打字等），在公司發(fā)展新業(yè)務或開辦新旅游線時，就可以由電腦存儲的資料中找到合適的人選，職員也有了發(fā)展自己特長的機會。

　　日本最大的化妝品制造廠資生堂，早在1987年就利用電腦存儲了7000名雇員的證書和技能資料。從1991年7月開始，邀請員工參加“內部創(chuàng)業(yè)”

　　活動，凡提出創(chuàng)造性意見并被采納者，便可由公司提供1億日元資金去實施自己的計劃。首鋼總公司在公司內部也實施了類似的制度。

　　電腦管理也走向了醫(yī)院。英國一家公司設計了一種軟件系統，可使個人電腦管理醫(yī)院，也可以把軟件系統連成網，適應大小醫(yī)院不同的需要。還可以按照要求進行擴展，使醫(yī)生、護士和管理人員使用同一個信息庫的資料，并且能夠用鼠標器控制圖象信息。

　　現代交通管理更是離不開計算機。

　　自從1980年以來，著名的卡迪拉克車就已裝入了微型計算機。操縱盤顯示使司機知道一加倫汽油行駛的公里數，在長途旅行中，它告訴司機已經行駛了多少公里，還有多遠就到達目的地。

　　德國試驗了一種新的計算機系統，這種系統可使司機得到更多信息，為了使用這種系統，德國的6條主要交通干線上都埋設了專用線。這種專用線能感受到道路上的交通量，總辦公室的計算機接收來自線上的信息，然后它就告訴人們道路上哪里交通暢通，哪里交通阻塞。旅行開始，司機接通汽車的計算機終端，因為汽車通過地下線上方的路，所以汽車能夠發(fā)出信號。在返回途中，地下線以最快方式送回指令，在汽車的熒光屏上就指示出簡單路線交通圖。

　　美國大約有300個城市用計算機管理交通信號燈，計算機化的交通控制使交通得以很好運轉。它既節(jié)省了時間、燃料又可以減少交通事故；它既減少了車輛的阻塞又減少了汽車造成的污染。

　　日本東京是世界上交通事故最多的地區(qū)。從凌晨3點30分，到下午7點，是最繁忙的時間。為使問題得以盡快解決，東京首都警察采用了最先進的計算機化的交通控制系統。

　　32部微型電話掛在市內主要街道上，它們是那個系統的電子“耳”，接收來自其值勤范圍的小汽車的聲波，并把信息送給計算機。計算機算出每條路上應行駛的車輛數，以便自動調節(jié)信號燈，控制交通量。

　　有20臺電視攝像機觀察最繁忙的道路交叉口，它們和計算機連接，是這種系統的“眼睛”，用以提供給合理的交通管理更多的信息。

　　在交通控制中心，計算機操作員可看到來自電視攝像機的 12個接收圖像。他們尋找可能出現的事故的苗頭，并迅速采取應急措施，幫助排除交通故障。如果必要，他們就操作計算機改變信號燈，使不正常的交通秩序得以糾正。

　　在東京，計算機系統不僅控制著3000個信號燈，而且使沿路的電子標志牌上閃爍信號。它們向過往司機通報交通情況，在必要情況下它可以給汽車提示另外的行車路線。

　　除此之外，計算機在發(fā)電廠、鋼鐵廠等一些工業(yè)部門也大顯身手。它們能自動停開發(fā)電機，保證機組安全運行；控制和調節(jié)電站、電廠的鍋爐、變壓器等設備。在核電站，監(jiān)測和控制反應堆。

　　計算機進入管理部門，大大幫助了工礦企業(yè)和交通運輸企業(yè)從事計劃生產、調度、材料、設備管理、銷售業(yè)務和財務等工作。這是信息化社會的一個重要特征。

計靠機輔助設計

　　1992年外刊報道，美國俄亥俄大學的丹尼斯·達米杰教授研制出話聲計算機輔助設計系統。用戶把這一系統軟件輸入計算機中，發(fā)出聲音指令，計算機屏幕上就會出現產品的草圖。當用戶回答完有關產品體積、材料、形狀等問題后，計算機會分析用戶要求，提供幾個方案，在用戶選定方案之后，還可進一步修改，并完成圖紙設計。

　　前不久，日本的日立公司推出US486微處理器作為中央處理機的最高檔個人計算機輔助設計系統，該系統強化了圖的比較功能、疊置檢查功能、尺寸自動記錄功能和版面的管理功能。該系統的制圖效率提高了，工作速度、計算速度、圖的配置速度均比原來的系統提高了許多。

　　這里所說的計算機輔助設計，就是由計算機來完成產品設計工作中的計算、分析、模擬、制圖等工作。采用計算機輔助設計可以減輕設計人員的勞動強度、縮短產品的設計周期，提高設計質量。

　　計算機輔助設計系統主要由計算機、輸入裝置、顯示器、快速繪圖機、數據庫以及程序軟件組成。設計時，人們先用鍵盤、光筆等輸入裝置，把設計方案輸入到計算機中，在顯示器的熒光屏上立即就可以看到設計的產品圖樣，顯示的圖樣是立體的，很清晰。圖樣可以按照設計人員的需要進行放大、縮小、平移、旋轉，以便于從各個角度觀察所設計出的產品，并進行修改，直到滿意為止。在設計過程中，由于預先有一套程序輸入到計算機中，所以它會自動地進行大量的計算，通過分析選出最好的方案。繪圖機能夠很快地畫出產品的零件圖、部件圖，并且圖形、符號、文字、數字均很準確、整齊、符合要求。計算機輔助設計的應用是十分廣泛的，可以設計飛機、汽車、印刷電路板彩電、服裝、甚至人的發(fā)型等。

　　美國波音727型飛機由于采用了計算機輔助設計，使得該飛機幾乎同時與比它早兩年開始設計的英國三叉戟飛機在藍天上飛翔，并獲得了“第二代亞音速噴氣式大型客機代表”的美名。

　　用計算機輔助設計系統進行印刷電路的自動布線，可以比過去由人工布線提高效率幾十倍?，F在國外先進的飛機制造沒有不依靠計算機輔助設計的。

　　現在還有發(fā)型計算機輔助設計系統，把各種發(fā)型輸入計算機，并在熒光屏上顯示出來，讓顧客結合自己的意愿，設計出自己滿意的發(fā)型。

　　計算機輔助制造是指用計算機進行生產設備的管理、控制和操作的過程。計算機把加工產品的指令傳送給數控機床、機器人以及其他自動化設備，由這些設備完成加工制造。

　　計算機輔助設計在今天得到了更廣泛的應用，并顯示出巨大的威力，現在正邁向更高更新的階段。

電腦翻譯

　　人類的語言有幾千種，語言不同的人們在一起溝通和了解，存在著很大的障礙?，F代社會國際交往繁多，信息量巨大，世界不同語言文字之間的信息交流越來越多，這就迫切需要發(fā)展自動翻譯，也就是用電腦進行翻譯。

　　80年代是電腦翻譯興旺發(fā)達的時期，并且已發(fā)展到第二代。

　　第一代電腦翻譯是半自動翻譯，電腦只是起字典的作用。人輸入一種語言和文字，顯示器就可以顯示出另一種文字的解釋，供翻譯人員參考。第二代電腦翻譯是人助機器翻譯系統。一種語言的文章輸入到電腦中去，它把句子變成單詞，判別詞性，查存儲在電腦內的語法詞典、分析語法，弄清語法結構；最后，電腦把文章翻譯成另一種語言的文字，用顯示器或打印機輸出來。在翻譯中，人要幫助解決疑難問題。

　　近些年來又發(fā)展了第三代電腦翻譯，它除了有處理文字和語法的部分外，還進行語義內涵分析，弄清文章各句子的相互關系。以達到完全正確地、自動地進行多種語言間的翻譯。最近又在發(fā)展智能化翻譯機器，也就是根據已掌握的知識，能夠進行邏輯推理，不但能保證機器翻譯完全自動化，而且能夠準確地翻譯那些修辭色彩濃重，感情豐富的文章。

　　日本富士通用大型電子計算機組成的自動翻譯系統，內裝有5萬條詞匯的存貯器，翻譯速度每小時6萬條詞，可以翻譯英文的科技文獻和手冊等。

　　美國的懷特公司已研制出英、法、日等9種語言的自動翻譯系統。其中日英自動翻譯系統存儲有5萬條詞匯和2000多個語法規(guī)則，它具有多層次分析功能，譯文嚴謹。

　　我國1986年通過了第一個電腦翻譯系統，它可以翻譯英語科技情報。過去人工需20分鐘翻譯的資料，這個系統用1秒鐘就可以翻譯出來。

　　1988年，中國軟件技術公司推出了另一種翻譯系統，它是第一個英譯漢商品化自動翻譯系統，存儲詞匯10萬個，詞組6000多條，英語語法分析規(guī)則3500條，漢語生成規(guī)則1500條，譯文的準確率達80％。在1987年中國計算機應用展覽會上獲優(yōu)秀軟件項目一等獎，在新加破、香港等地獲得好評。

　　1992年1月，新型的英漢、日漢機器翻譯系統在北京通過了技術鑒定。

　　這一系統的特點是自學能力強，通過人機交互作用，系統可以不斷擴充詞庫，減少生詞量；這一系統還有一個特點，就是用戶可以根據自己的專業(yè)情況，修改和擴充規(guī)則及詞匯等。

　　目前，國內外自動翻譯正向智能化、小型化方向發(fā)展。

　　日本埃普森公司生產出精巧實用的袖珍電腦翻譯機，可將英文讀物轉譯成日文的讀物。它的體積與一般的計算器相仿，而且操作簡便，只要開動開關，把探頭放在報刊和書籍上，以每秒4厘米的速度移動，翻譯機的顯示屏上便顯示出翻譯成日文的字句，十分直觀。

　　國外也正在發(fā)展能說會道的翻譯機器。在回987年日本筑波國際科技博覽會上，日本富士通公司展出了能聽會說的翻譯機，可譯英、法、德3種語言，1小時能譯6萬個單詞。

　　90年代初期，日本電子公司研究出一種翻譯軟件，能把原來的語言譯成另一種語言。這種電腦翻譯機已在東京的戲院、旅館和機場試用，幫助說英語的人預訂機票。

　　美國新產品與工藝公司研制出一種集聽、說、譯功能于一體的電腦口譯機。當你對著電腦的微型麥克風說一段話之后，它就會自動地譯成西班牙文，不但能用揚聲器說出來，而且譯文也顯示在電腦的屏幕上。

　　翻譯機會聽就是因為有識別聲音的功能。最成熟的早期識別聲音的方法是樣模匹配法。話筒接收聲音信號后，經模擬信號與數字信號變換器變成數字信號，送入電腦中，將它與預先存儲的“樣板”語音信號進行比較，就可以識別這一輸入的聲音是什么意思了。輸入的語音識別出來后，電腦再進行翻譯?？谡Z機翻譯是以一組詞、一個句子或一段話為單位進行的。目前大型電腦翻譯機可以區(qū)別出不同聲音，識別單詞的準確率達99％。

　　美國的電報電話公司于1992年3月宣布將逐步用電腦語音識別裝置代替接線員對接長途電話，這種裝置已在加利福尼亞州的一個機場試用，于1994年關閉了該公司在21個州的31個接線站。

　　現在使用新型電腦進行翻譯，使其翻譯速度大大地提高了。據日本報刊報道，由松下電器產業(yè)公司研制的翻譯系統，由于采用了神經網絡技術，實現了迅速翻譯，在工作站上1小時可翻譯4.5萬個單同。當然，用不了多久，翻譯速度會更快。

　　今天，要在短時間內翻譯大量手冊和資料，只有選擇電腦翻譯。

　生活電腦化

　　隨著電腦使用人數的增多，電腦公司到處林立，使得電腦的發(fā)展十分迅速，電腦亦日益廣泛應用于各行各業(yè)中。學校電腦教育從大學往下延伸至高中，甚至初中，小學學生都有機會學習電腦。漸漸地，電腦課程將納入基礎教育中，人人必學，人人必懂，不論衣、食、住、行、娛樂，均離不開電腦，例如，冷氣機的電腦自動控溫、醫(yī)院的電腦預約掛號、股票市場的電腦進行交易……

　　電腦在衣的方面應用在于衣服的圖案、款式的設計。目前電腦繪圖技術非常進步，可在彩色屏幕上顯示出上千種美麗的圖案，是人工作業(yè)難以辦到的。而在衣服的剪裁剩方面，可通過電腦輔助設計，使得布料的利用率達到最高，即剪裁余的畸零布減少，以降低制衣的成本。

　　在成衣的制造工廠里，電腦的應用也是常見的。例如利用電腦做衣服式樣設計、工資計算等。由于成衣的制造過程，每一步的作業(yè)速度都影響產出量，因此，企業(yè)為激勵作業(yè)員，對作業(yè)員的工資計算，往往采用以件計酬方式。而以件計酬，若以人工作業(yè)則相當煩瑣，不易統計且常發(fā)生筆誤，造成

　　領班與作業(yè)員的糾紛。所以，必須將工資納入電腦作業(yè)。

　　電腦在食方面的應用已日漸普遍?，F在我國一些高等院校里，師生每日三餐，只要用一張飯卡在買飯時涮一下卡即可用餐，不但方便且不須購置餐券，每月加錢時通過電腦薪金系統就可注入資金，減少了販賣餐券的作業(yè)人力與時間。

　　在國外一些大的餐廳里，食客的點菜作業(yè)由電腦處理，例如，服務人員將各桌所訂的食物種類、數量鍵入電腦的終端機，在廚房的廚師可在屏幕上看出在某一時間內，食客所點的食物種類、數量等；同時，柜臺作業(yè)亦可自動算出客人所應支付的金額，以提高服務品質及達到最佳的廚房作業(yè)效率。

　　電腦在住方面的應用，最普遍的是建筑師的藍圖設計。由人工繪制改由電腦輔助設計，不但能縮短制圖時間，且易于復制、顏色調整或變更藍圖設計。

　　運用電腦做室內裝潢、設計，更能發(fā)揮電腦繪圖功能。諸如電腦自動顯示各種不同的圖案、格局、配色等易于做動態(tài)調整，甚至以三維空間做立體顯示，以供設計人員事先檢視，修正各種家具、電器擺設位置。

　　以電腦處理住家安全系統。用煙霧及移動偵測器，加上微電腦組成的系統，可在火災或竊盜侵入時自動產生警報或打開燈光，有些還可以自動撥電話報警并控制門鎖。住家安全系統，若加上聲音系統，當門打開時還會說“歡迎光臨”。如此，電腦可幫助人們看家或招待客人，實在很受歡迎。

　　電腦在行的方面，最重要的應用是航空機票的訂位系統。航空公司人員將旅客的姓名、飛機班次、起止時間、地點等資料鍵入柜臺的終端機。通過電腦網絡與主機連線，可立即取得機位的統計資料與安排座位，使旅客到達某一城市，不因時空的差異而出現錯誤。

　　因此，機票訂位若不以電腦作業(yè)而用人工處理，不但費時費事，幾乎無法有效作業(yè)。

　　新加坡、香港及日本的地下鐵路，采用電腦自動售票系統也是電腦在行方面的應用實例。旅客在投幣式的售票機前，依各人的行程需要購置車票，不但操作簡便，且能一天24小時營業(yè)。對于乘車人次統計、地下鐵路營運狀況、帳務計算也可交由電腦處理，因此，可節(jié)省相當可觀的人力與成本。

　　部分的客運公司，亦采用電腦售票。司機可對途中上車的旅客，用鍵盤鍵入起止的站名，然后用電腦自動印出車票，以替代人工售票，在琳瑯滿目的票箱中，挑選一張適合的車票，蓋上日期章，撕給旅客。

　　電腦售票不但能爭時效，且能對帳務的處理自動化，以省去人工點票對帳的作業(yè)。

　　電腦也可用在汽車上，以測量其引擎轉速、溫度、壓力及其他信號，亦能自動計算風油混合比或噴油脈沖間隔、火星塞間隔等資料，以便調整汽車在空轉或運行時達到最佳效率。

　　電腦在教育方面的應用，最為廣泛的是電腦輔助教學應用，范圍甚廣。

　　從小學、初中、高中、大學至托福、留學考試應有盡有，而種類則包括中文、英語、數學、物理、化學……等等學科，內容十分豐富。學生可利用電腦做算術演算、問題回答，練習中、英文詞匯等，也可對各學科做重復地預習、復習，以求達到好的學習效果，不但對學生有助益，對老師而言，電腦輔助教學亦可讓老師了解各學科出題、解題的方式，以供教學參考。電腦用于高考閱卷，老師、學生將電腦用于教學、課業(yè)練習也日漸普遍。特別是現在學校中考試每每提到是由題庫出題，指的就是電腦題庫。

　　1996年亞特蘭大奧運會上田徑、游泳的比賽，無不采用電腦計時計分，不但精確無比且相當公平。現在很多國家都設計出了一種電腦，能讓運動選手與電腦比賽跑步，不但可計算出選手的體力、耐力、成績；同時，也是良好的訓練方式之一。

　　電腦在娛樂方面的應用，最為大眾所津津樂道的就是電腦游戲。尤其是個人電腦的興起，各式各樣的游戲紛紛出籠，從消遣到益智性的應有盡有，最令人感到印象深刻、也最普遍的是“控地雷”、“翻牌”等游戲，游戲分成幾個等級，任君選擇。其他諸如“五子棋”、“象棋”等等也是常見的電腦游戲。

　　電動玩具更是借助電腦，使其發(fā)揮“樂”的特殊功效，以滿足青少年好奇、狂熱的心理。

　　利用程序語言（Basic）可以在電腦里作曲，產生美妙的音樂，且能在屏幕上顯示鋼琴鍵盤圖樣，鍵盤可自動地隨著樂曲的變化而上下跳動，形成一幅美麗的畫面和一曲動聽悅耳的音樂。若電腦主機附加音樂卡，再加揚聲器，音箱則能組合成電腦樂隊，奏出美妙的樂章。

　　電腦應用在KTV伴唱機的歌曲點唱方面，更為愛好KTV活動者所稱道。

　　它可使顧客在上千首歌曲中，依著喜好程序，先后將歌曲編號輸入電腦，且可隨時更改或插播任何歌曲，以滿足顧客的需求。

　　電腦在其他方面（如養(yǎng)殖業(yè)）也得到了廣泛應用。例如臺灣在10多年前即采用電腦做養(yǎng)豬飼料的配方，將每頭豬加上編號、出生日期、品種、性別……

　　等等。飼料也加以分類，編號計算其熱量，將這些資料鍵入電腦，每天即可印出每頭豬的食量、成長統計表，進而改善豬的飼料配方及作為選擇豬品種的參考。

　　可以說，電腦的應用已深入到人們生活的各個方面，與人們的生活息息相關，密不可分。在將來，電腦的應用將進一步深入，它的前景是無限廣闊的。

電腦病毒武器

　　現在越來越多的國家在普及電腦，如果想進行高度發(fā)達的現代化建設，特別是在軍事上、航天、航空等領域，離開電腦簡直是寸步難行。然而，使用電腦就不可避免地要同電腦病毒打交道。

　　電腦病毒的巨大“破壞性”讓人對它恨之入骨，然而軍事專家們對這點卻另有看法。他們認為：如果人為地制造一些電腦病毒，在對方毫無察覺的情況下，通過計算機聯網等途徑，讓它侵入到對方飛機、坦克、軍艦、戰(zhàn)術導彈系統，火控系統以及指揮系統的電子計算機內，就可以破壞其內存信息，中斷計算機網絡的正常運行，導致計算機系統效率急劇下降或破壞整個系統，短時期內造成指揮的癱瘓，以達到不戰(zhàn)而勝的目的。

　　因此，國外許多專家正在利用電腦病毒的“破壞性”來研制一種武器——電腦病毒武器。

　　目前被用來研究作為電腦病毒武器用的病毒主要有：

　　邏輯炸彈病毒。據說這種病毒最早是在一家銀行計算機系統中發(fā)現的。

　　美國一家銀行的計算機程序員為了對付老板，預先在銀行的計算機中設置了這樣一條指令：一旦本人的名字從計算機工資領取者名單中被刪除 （意味著該人被解雇），則立即刪除該家銀行計算機的所有內存，以報復老板。

　　軍方利用這種病毒，完全可以設置這樣的指令打入對方內部：一旦對方向我發(fā)出攻擊命令，則立刻刪除對方指揮系統的全部內容，使對方指揮系統成為“白癡”，陷于癱瘓。

　　著名的黑色星期五、“米開朗琪羅”病毒就屬于這樣的邏輯炸彈病毒。

　　特洛伊木馬病毒。這是根據古希臘傳說設計的一種病毒。根據荷馬史詩記載，希臘人久攻特洛伊城不下，便采納了希臘將領奧德賽的計謀，佯裝退兵，留下一匹大木馬，內藏精兵。當特洛伊人把這匹大木馬當作戰(zhàn)利品運入城內后，木馬中的希臘士兵在夜間趁機出來打開城門，把大部隊接進城中，攻下了特洛伊城。特洛伊木馬病毒設置就是根據這種原理設計的，表面上看。

　　程序本身并無不妥之處，不破壞內存，也不使計算機癱瘓；但其中卻隱藏著秘密指令，在執(zhí)行正式命令的同時，按照病毒者的秘密要求，把計算機內存的有關信息儲存起來，定期傳遞給病毒設置者指定的輸出終端?！　　　　　?1988年9月，日本一家電氣公司計算機網絡內，就出現過這種病毒，有13家用戶的重要數據被竊取。

　　意大利香腸戰(zhàn)術病毒。就像取走一片薄香腸，而人們不會發(fā)現盤中的香腸減少一樣，這種病毒每每通過迫使正確程序在運行中作出“微小讓步”的方式來達到最后目的。

　　間諜病毒。這種病毒能按命令尋找指定的作戰(zhàn)數據、信息和文件，并將它們轉發(fā)到指定地點。1988年，德國的幾個計算機專家就應用這類病毒通過計算機網絡系統，在兩年時間里搜集到大量美國國防機密，其中有與美國“星球大戰(zhàn)”計劃、北美防空司令部、核武器和通訊衛(wèi)星有關的情報，出賣給了前蘇聯間諜機構，此事震驚了美國國防部和聯邦調查局。

　　暗殺病毒大炮。這種病毒在破壞了計算機里的一個或者多個文件后，自行消失，不留蹤跡。

　　此外還有隔離型病毒、復制型病毒等等。

　　據外刊披露，美軍早在幾年前就已開始秘密研究電腦病毒武器——計算機病毒。這種裝置能夠在遠距離上把電腦病毒注入對方飛機、坦克、潛艇和其他戰(zhàn)術作戰(zhàn)系統的電腦中，使該系統在關鍵時刻失靈，從而癱瘓整個武器系統。

　　計算機病毒大炮造價要比導彈等常規(guī)武器便宜，而且比一般電子戰(zhàn)裝置破壞性更持久。美國國防部還招標研制軍用電腦病毒，要求比現在的病毒更精巧，不僅能通過有線系統潛入敵方計算機，而且還要能通過無線電系統感染對方，據有關專家估計，這種病毒可于10年之內投入使用。

　　事實上，美軍早已把秘密研制的電腦病毒用于實踐。1984年，美軍在澳大利亞舉行的軍事演習中，演習雙方都使用了電腦病毒來破壞對方計算機系統的正常運行，并達到了預期的效果。這是歷史上第一次公開報道電腦病毒被用于軍事目的，從而揭開了電腦戰(zhàn)的序幕。

　　海灣戰(zhàn)爭中，據報道美軍除進行大規(guī)模常規(guī)電子戰(zhàn)之外，還成功地進行了電腦戰(zhàn)試驗。在海灣戰(zhàn)爭爆發(fā)之后，伊拉克從法國買了一種用于其防空體系的新型電腦打印機，準備通過約旦首都阿曼偷運到巴格達。美國在阿曼的特工人員得知這一情報后，便悄悄地把一套帶有電腦病毒的同類芯片換裝到該電腦打印機中。結果戰(zhàn)爭初期就使伊拉克軍事指揮中心的主計算機系統染上病毒，使伊軍花費巨大代價建立的防空體系基本癱瘓。這標志著電腦戰(zhàn)時代的到來。

　　現在國外為了掌握未來戰(zhàn)爭的主動權，都在出巨資懸賞研制摧毀敵方電子系統的電腦病毒工作人員。

　　在21世紀的軍事對抗中，若不能首先在電腦病毒對抗戰(zhàn)中穩(wěn)操勝券，就無法發(fā)揮其作戰(zhàn)的威力，甚至在關鍵時刻會導致整個作戰(zhàn)系統失去作用，從而使整個戰(zhàn)斗失敗。因此，國外有關專家認為，電腦病毒已成為21世紀決定戰(zhàn)爭勝敗的重要砝碼，它是核武器、航空母艦等威懾力量之外的又一重要威懾力量。

光計算機

　　光計算機是由光代替電子或電流，實現高速處理大容量信息的計算機。

　　為什么要研究光計算機呢？因為光計算機有許多優(yōu)點。

　　首先，傳遞信息速度快。電腦中的電子運動速度在理想情況下是光速，但在導體中的速度，最高不會超過每秒500千米，還不及光子流在導體中速度的10％，目前電腦的運算速度預計比光計算機慢上千倍。

　　其次，可以很容易實現并行處理信息。電腦中的電子是沿固定線路流動的。光計算機中利用反射鏡、棱鏡、分光鏡等，可以隨意控制和改變方向，這樣，在傳遞信息時，光束不需要導體了，可以相互交叉而不損失信息。有人作過這樣的比喻：如果將電子通道比作鐵路網，光子通道比作空中航線，那么，作為“火車”的電子將沿著“鐵軌”運行，當“火車”過“站”時，需降低速度。而作為“飛機”的光子卻可以筆直地飛達目標，甚至在橫越其他“飛機的航線”時，也不用減速。鐵路網的密集度畢竟是有限的，而空中航線的密集度幾乎是無限的，一塊直徑只有5分硬幣大小的棱鏡，通過信息的能力卻是現在全世界電話電纜的許多倍。

　　再者，無發(fā)熱問題。電子會使計算機發(fā)熱，而光子不會。1969年，研究光計算機的序幕由美國麻省理工學院的科學家揭開。

　　1982年，英國赫羅特一瓦特大學物理系教授德斯蒙德·史密斯研制出光晶體管。

　　1983年，日本京都大學電氣工程系佐佐木昭夫教授、騰田茂夫副教授也獨立地研制出光晶體管。

　　1986年，美國貝爾實驗室發(fā)明了用半導體做成的光晶體管。光晶體管像晶體管一樣，有3個“腳”，兩個是輸入信號的，叫基極和控制極；第3個是輸出信號的。基極是一種反射薄膜，在控制光束下，反射薄膜對輸入的光束作出反射或不反射的反應。這樣，光晶體管的功能與晶體管的功能一樣，起到“開”與“關”的作用。然后，科學家運用集成光路技術，把光晶體管、光源存貯器等元件集積在一塊芯片上，制成集成光路，與集成電路相似。最后，選用集成光路進行組裝，就得到光計算機。

　　1990年1月底，貝爾實驗室制成第一臺光計算機，盡管它的裝置很粗糙，由激光器、透鏡、棱鏡等組成，只能用來計算。但是，它畢竟是光計算機領域中的一大突破。

　　光計算機比電子計算機更先進，它的運算速度至少比現在的計算機快1000倍，高達1萬億次，存儲容量比現在的計算機大百萬倍。光計算機能識別和合成語言、圖畫和手勢。能學習文字，連潦草的手寫文字都能辨認；不僅如此，在遇到錯誤的文字時，它還能“聯想”出正確的字形。光計算機的出現，將使21世紀成為人機交際的時代。

　　光計算機的運用非常廣泛，特別是在一些特殊領域，比如預測天氣、氣候等一些復雜而多變的過程，還可應用在電話的傳輸上。由于現在的通信已發(fā)展到光纖通信，使用電子計算機，就必須把光信號變?yōu)殡娦盘?，如果使用光計算機，就不必了，這也就方便多了。

　　現在，全世界除了貝爾實驗室外，日本和德國的其他公司都投入巨資研制光計算機，預計在21世紀，將出現更加先進的光計算機。

　第六代電腦

　　人們把電子計算機比作“電腦”，可即便是第五代，也還是不夠聰明，因為這樣的計算機只具備人左腦的功能，擅長邏輯思維；不具備人右腦的功能，缺乏形象思維的能力。為了彌補計算機這方面的缺陷，科學家正準備利用新型硬件、模仿人腦的神經結構，開發(fā)出能辨識物體、能聽懂聲音、具有自己學習能力的人工智能電腦，稱為神經電腦，或稱第六代電腦、“人工大腦”。

　　目前根據研究結果認為，人腦有140億個神經元及10億多個神經鍵，每個神經元都與許多個神經元交叉相聯，它們協力工作?？茖W家認為，每個神經元都相當于一臺微型電腦。人腦總體運行速度相當于每秒1000萬億次的電腦功能。如果用許多微處理機模仿人的神經元結構，采用大量的并行分布式網絡就構成了神經電腦。神經電腦還有類似神經的節(jié)點，每個節(jié)點與許多節(jié)點相連。若把每一步運算分配給每臺微處理機，它們同時運算，其他信息處理速度和智能會大大地提高。

　　在網中，若是有節(jié)點斷裂，這種電腦仍有重建它的資料的能力，所以神經電腦具有修復性、強壯性。還有，神經電腦的信息是分布或存儲的。具有高超的聯想記憶、視覺和聲音識別能力。

　　由于神經電腦能力超群，所以得到了極大的重視和開發(fā)。主要研究方向有兩個，一是如何制造出接近人腦的網絡；另一個是如何改進它的學習能力。

　　神經電腦的研究開發(fā)勢頭令人鼓舞。1989年美國貝爾實驗室制成可供神經電腦使用的集成電路；許多科學家已開發(fā)出神經芯片。日本《日經產業(yè)新聞》）1992年2月21日報道，三菱電氣公司開發(fā)出神經電腦用的大規(guī)模集成電路芯片，它在1.5平方厘米的硅片上設置了400個神經元和40，000個神經鍵。應用這種芯片實現了每秒兩億次的運算速度。它的學習能力很強。

　　日本三菱電氣公司中心研究室表演了世界上第一臺識別字母的神經電腦，當輸入的字母模棱兩可、形式不完整時，它可以作出判斷，輸出正確的字母。

　　日本電氣公司還推出一種神經網絡聲音識別系統，能夠識別出任何人的聲音，正確率已達99.8％。

　　現在，有的神經電腦已獲得了應用。紐約、邁阿密、倫敦飛機場用神經網絡檢查爆炸物。每小時可檢查600～700件行李，檢出率為95％。誤差率為2％。

　　經電腦將來會有更廣泛的應用。如完成識別文字、符號、圖形、語言以及聲納和雷達收到的信號，判讀支票等；實現知識處理，如對市場進行估計，顧客情況分析，新產品分析，進行醫(yī)學診斷等；進行運動控制，如控制智能機器人，實現汽車自動駕駛和飛行器的自動駕駛等；在軍事上，用來發(fā)現、識別來犯之敵，判定攻擊目標，進行智能決策和智能指揮等。

　　神經電腦的發(fā)展前途是不可估量的，其研究也在不斷地創(chuàng)新、前進。

　超導計算機

　　我們知道，電流在導體中流過，并不是暢通無阻的，而是有一定的阻力，時間長了，導體還會發(fā)熱，白白消耗掉了一部分電能。但是電流在超導體中流過，情況就大不一樣了。在1991年，荷蘭物理學家昂內斯發(fā)現，有一些材料，當它們冷卻接近－237.15℃時，會失去電阻，流入它們中的電流會暢通無阻，不會隨便消耗掉。

　　可是這種超導現象發(fā)現后，研究進展一直不快。因為要實現超導的溫度太低，要制造出這種低溫環(huán)境，消耗的電能遠遠超過超導節(jié)省的電能。在80年代后期，情況有了好轉，科學家們發(fā)現了一種陶瓷合金在－238℃時，出現了超導現象；我國物理學家也找到了一種材料，在－141℃時出現超導現象，一時間，研究超導熱席卷了全世界。目前，科學家還在為此加緊研究、尋找，企圖尋找出一種“高溫”超導材料，甚至一種室溫超導材料。一旦這些材料找到后，人們可以利用它制成超導存貯器或其他超導元器件，再利用這些器件制成超導計算機。

　　超導計算機的性能是目前電子計算機無法相比的。目前制成的超導開關

　　-11器件的開關速度，已達到幾微微秒（10秒）的高水平。這是當今所有電子、半導體、光電器件都無法比擬的，比集成電路要快幾百倍。超導計算機運算速度比現在的電子計算機快 100倍，而電能消耗僅是電子計算機的千分之一。如果目前一臺大中型計算機，每小時耗電10千瓦，那么，同樣一臺的超導計算機只需一節(jié)干電池就可以工作了。

模糊計算機

　　日常生活中常碰到諸如天氣怎么樣啦，近來有何打算、身體可好啊等等發(fā)問。若仔細推敲，與準確的數字式提問，如1＋1等于幾比較，均是非確切性問題，這在數學上叫做模糊性問題。同樣，由模糊性陳述或判斷所表示的概念叫做模糊性概念，如美與丑、黑與白、明與暗、臭與香、胖與瘦、好與壞、高與矮等，雖然相互背道而馳，但在它們中間也沒有涇渭分明的界限，屬于模糊概念。在民間，雖然有很多事情是清晰而精確的，但大量事情卻是模糊的。錯綜復雜的事情使系統很難作出精確描述，對系統起作用的因素有許多，倘若我們抓住了其中的主導因素，便會忽略次要的，這在數學上很容易使概念由精確變得模糊。反過來，如果把次要的當成主要的，則會使概念更加模糊。要解決這種模糊性問題只能通過模糊推理才能得出結果，這種本領只有人類大腦具有。人在長期進化中與自然作斗爭，使大腦有了這種獨有的處理問題的功能?，F有的計算機，甚至將來的神經元網絡計算機都沒有這種功能，只有模糊計算機才有。

　　第一個模糊邏輯片在1985年設計制造成功。它1秒鐘內能進行8萬次模糊邏輯推理。目前，正在制造1秒鐘內能進行64.5萬次模糊推理的邏輯片。

　　用模糊邏輯片和電路組合在一起，就能制成模糊計算機。

　　日本科學家把模糊計算機應用在地鐵管理上。日本東京以北320千米的仙臺市的地鐵列車，在模糊計算機控制下，自1986年以來，一直安全、平穩(wěn)地行駛著。車上的乘客可以不必攀扶拉手吊帶。因為，在列車行進中，模糊邏輯“司機”判斷行車情況的錯誤，幾乎比人類司機要少70％。

　　1990年，日本松下公司把模糊計算機裝在洗衣機里，能根據衣服的骯臟程度、衣服的質料調節(jié)洗衣程序。我國有些品牌的洗衣機也裝上了模糊邏輯片。人們又把模糊計算機裝在吸塵器里，可以根據灰塵量以及地毯的厚實程度調整吸塵器功率。

　　模糊計算機還能用于地震災情判斷、疾病醫(yī)療診斷、發(fā)酵工程控制、?？諏Ш窖惨暤确矫妗?/p>

　生物計算機

　　人類有一門學科叫仿生學，即通過對自然界生物特性的研究與模仿，來達到為人類社會更好地服務的目的。典型的例子如，通過研究蜻蜒的飛行制造出了直升機；對青蛙眼睛的表面“視而不見”，實際“明察秋毫”的認識，研制出了電子蛙眼；對蒼蠅飛行的研究，仿制出一種新型導航儀——振動陀螺儀，它能使飛機和火箭自動停止危險的“跟頭”飛行，當飛機強烈傾斜時，能自動得以平衡，使飛機在最復雜的急轉彎時也萬無一失；對蝙蝠沒有視力，靠發(fā)出超聲波來定向飛行的特性研究，制造出了雷達、超聲波定向儀等；對

　　“變色龍”的研究，產生了隱身科學和保護色的應用……

　　仿生學同樣可應用到計算機領域中。

　　科學家通過對生物組織體研究，發(fā)現組織體是由無數的細胞組成，細胞由水、鹽、蛋白質和核酸等有機物組成，而有些有機物中的蛋白質分子像開關一樣，具有“開”與“關”的功能。因此，人類可以利用遺傳工程技術，仿制出這種蛋白質分子，用來作為元件制成計算機?？茖W家把這種計算機叫做生物計算機。

　　生物計算機有很多優(yōu)點，主要表現在以下幾個方面：

　　首先，它體積小，功效高。在1平方毫米的面積上，可容納幾億個電路，比目前的集成電路小得多，用它制成的計算機，已經不像現在計算機的形狀了，可以隱藏在桌角、墻壁或地板等地方。

　　其次，當我們在運動中，不小心碰傷了身體，有的上點兒藥，有的年輕人甚至藥都不上，過幾天，傷口就愈合了。這是因為人體具有自我修復功能。

　　同樣，生物計算機也有這種功能，當它的內部芯片出現故障時，不需要人工修理，能自我修復，所以，生物計算機具有永久性和很高的可靠性。

　　再者，生物計算機的元件是由有機分子組成的生物化學元件，它們是利用化學反應工作的，所以，只需要很少的能量就可以工作了，因此，不會像電子計算機那樣，工作一段時間后，機體會發(fā)熱，而它的電路間也沒有信號干擾。

　　1983年，美國公布了研制生物計算機的設想之后，立即激起了發(fā)達國家的研制熱潮。當前，美國、日本、德國和俄羅斯的科學家正在積極開展生物芯片的開發(fā)研究。從 1984年開始，日本每年用于研制生物計算機的科研投資為86億日元。

　　目前，生物芯片仍處于研制階段，但在生物元件，特別是在生物傳感器的研制方面已取得不少實際成果。這將會促使計算機、電子工程和生物工程這3個學科的專家通力合作，加快研究開發(fā)生物芯片。

　　生物計算機一旦研制成功，可能會在計算機領域內引起一場劃時代的革命。