第一台计算机是什么时候发明的？

对计算机的几种分类会造成混淆；很难找到第一台计算机发明答案。1822年，查尔斯·巴贝奇创造了第一台机械计算机，这实际上并不被认为是今天使用的计算机。因此，下面将解释第一台计算机的发明。

“计算机”一词是什么时候首次使用的？

1613年，理查德·布雷思韦特在《年轻人的收获》一书中首次使用了“计算机”一词。直到19世纪，计算机的定义都是相同的，当时工业革命创造了机器。这些机器的主要目的是进行计算。

第一台机械计算机的概念

1822年，查尔斯·巴贝奇设计并开发了第一台自动计算机器，即差分机。它能够计算大量的数字集并生成结果的硬拷贝。艾达·洛芙莱斯帮助巴贝奇开发了差分机。巴贝奇的第一台计算机被认为是程序员，他还写了关于差分机的笔记和草图。不幸的是，巴贝奇由于资金不足未能完成这台机器的完整功能版本。后来，伦敦科学博物馆于1991年6月完成了差分机2号。后来，伦敦科学博物馆还完成了打印机制。

1837年，查尔斯·巴贝奇提出了分析机，这是第一台通用机械计算机。它是第一个通用计算机概念，包含基本的流程控制、算术逻辑单元（ALU）、集成内存等。不幸的是，由于资金不足，查尔斯·巴贝奇在世时也未能建造这台计算机。亨利·巴贝奇（查尔斯·巴贝奇最小的儿子）完成了这台计算机并进行了基本的计算。

第一台可编程计算机的概念

在1936年中期和1938年，德国的康拉德·祖斯在他的父母的客厅里创造了Z1。它是第一台真正功能齐全的现代计算机，也被认为是第一台机电二进制可编程计算机。

第一台现代计算机的概念

1936年，艾伦·图灵首次提出了图灵机，它成为了计算和计算机的基础。图灵机能够以模拟一个人遵循一系列逻辑指令的方式打印符号。

第一台电子可编程计算机

汤米·弗劳斯开发了第一台电子可编程计算机，名为Colossus，并于1943年首次展示。它的开发是为了帮助英国密码破译者读取加密的德国信息。

第一台数字计算机的概念

1937年，约翰·文森特·阿塔纳索夫和研究生克里夫·贝瑞开始开发ABC（阿塔纳索夫-贝瑞计算机）。虽然ABC计算机于1937年在爱荷华州立学院继续开发，但后来一直持续到1942年在爱荷华州立大学。

阿塔纳索夫-贝瑞计算机使用了300多个真空管进行数字计算。它没有CPU，因为它无法编程。1973年10月19日，美国联邦法官厄尔·R·拉森宣布约翰·莫奇利和J·普雷斯珀·埃克特拥有的ENIAC专利无效。

1943年，在宾夕法尼亚大学，约翰·莫奇利和J·普雷斯珀·埃克特开始发明ENIAC，它一直处于开发阶段，直到1946年才完成。它使用了大约18,000个真空管，占地约1,800平方英尺，重约50吨。第一台数字计算机ENIAC仍然被许多人认为是完全可用的。然而，根据法官的裁决，第一台数字计算机是ABC计算机。

第一台存储程序计算机的概念

1948年，SSEM（小型实验机），也称为曼彻斯特婴儿机或Baby机，被推出。它由弗雷德里克·威廉姆斯设计，并在乔治·图蒂尔和汤姆·基尔伯恩（他的学徒）的协助下，在英国曼彻斯特大学建造。第一台电子存储程序能够电子存储和执行基尔伯恩编写的程序，该程序可以通过重复减法而不是除法来计算整数的最高真因子。1948年6月21日，基尔伯恩的程序被执行。

在英国剑桥大学数学实验室，EDSAC由莫里斯·威尔克斯设计和建造，这是第二台存储程序计算机。它于1949年5月6日进行了第一次计算。它设计了一个在6英寸阴极射线管上显示的井字棋实现。

另一台计算机，曼彻斯特Mark 1，能够运行存储程序。同样，在曼彻斯特维多利亚大学，Mark 1计算机的第一个版本于1949年4月建造，能够运行程序。后来，它于6月16日至17日用于运行一个程序九小时不间断地搜索梅森素数。

第一台商用计算机的发明

Z4是康拉德·祖斯于1942年开发的第一台商用计算机。1950年7月12日，它被卖给了瑞士联邦理工学院的一位数学家（爱德华·斯蒂芬）。

第一家计算机公司

1949年，第一家计算机公司由约翰·莫奇利和J·普雷斯珀·埃克特创立，名为Electronic Controls Company。后来，公司名称从Electronic Controls更改为Eckert-Mauchly Computer Corporation（EMCC）。此外，在UNIVAC的名称下，它发布了一系列大型机。

1950年，ERA 1101或UNIVAC 1101是第一台能够从内存存储和执行程序的计算机，并首次交付给美国政府。此外，IBM于1953年4月7日公开推出了第一台商用科学计算机701。

第一台带RAM的计算机

1955年3月8日，麻省理工学院推出了第一台具有实时图形和磁芯RAM的数字计算机Whirlwind machine。它是一台革命性的计算机。

1956年，在麻省理工学院演示了一台名为TX-0（晶体管实验计算机）的计算机，被认为是第一台晶体管计算机。此外，数字设备公司于1960年推出了PDP-1。它是第一台小型计算机。

第一台桌面式和大规模市场化计算机

Olivetti在1964年纽约世界博览会上制造了Programm 101，这是由Pier Giorgio Perotto发明的，也是第一台向公众推出的台式计算机。Programma 101计算机售出了约44,000台，每台价格为3,200美元。第一台大规模市场化的台式计算机被认为是HP 9100A计算机，由惠普开始销售。

第一台工作站的概念

Xerox Alto被认为是1974年推出的第一台工作站。就其时代而言，它是一台创新的计算机，包含了一台功能齐全的计算机、鼠标和屏幕或显示器。这台计算机的工作方式与今天的大多数计算机一样，使用图标、菜单和窗口作为其操作系统的界面。1968年12月9日，Douglas Engelbart在“万母演示”中展示了计算机的各种功能。此外，Xerox Alto计算机从未销售过。另外，1971年11月15日，英特尔推出了第一款微处理器Intel 4004。

第一台个人计算机的概念

1975年，“个人计算机”一词被创造出来，当时Ed Roberts推出了Altair 8800。他创造了它。尽管如此，KENBAK-1被许多人认为是第一台个人计算机，它于1971年首次以750美元的价格发布。这台计算机通过打开和关闭一系列灯，利用一系列开关来接收输入并产生输出数据。

1973年，由越南裔法国工程师André Truong Trong Thi和Francois Grenelle推出的第一台微型计算机Micral计算机，被认为是第一台微型计算机。它使用了Intel 8008处理器，最初售价为1,750美元。

第一台笔记本电脑或便携式计算机

1975年9月，第一台便携式计算机IBM 5100推出，配备了1.9 MHz PALM处理器、一个五英寸CRT显示器、一个磁带驱动器、64KB RAM，重55磅。

1981年4月，亚当·奥斯本推出了Osborne I计算机，被认为是第一台便携式计算机或笔记本电脑。这台计算机设计了提供用户便利的基本功能，如两个5 1/4英寸软盘驱动器、一个5英寸显示器、64KB内存，运行CP/M 2.2操作系统。此外，这台计算机的价格为1,795美元，重24.5磅。

1984年，IBM PCD（PC部门）推出了IBM便携式电脑，重30磅，是第一台便携式电脑。1986年，IBM PCD宣布了PC Convertible计算机，这是其第一台笔记本电脑，重12磅。最后，IBM于1994年推出了第一台带集成CD-ROM的笔记本电脑IBM ThinkPad 775CD。

第一台Apple计算机的概念

Apple推出了其第一台Apple计算机Apple I（Apple 1），售价为666.66美元。1976年，史蒂夫·沃兹尼亚克开发了计算机套件，该计算机拥有4KB内存和一个6502 8位处理器。通过使用扩展卡，内存大小可以扩展到8KB或48KB。尽管如此，要运行一台套件还需要显示器、电源、键盘和外壳，但Apple 1包含一个完全组装好的电路板。

第一台IBM个人计算机

1981年，IBM发布了IBM PC，这是其第一台计算机。它的代号是Acorn，使用了MS-DOS。它包含16KB内存（可扩展至256KB）、8088处理器等特性。

后来，在1983年3月，推出了第一台PC克隆机Compaq Portable。由于它是IBM开发的，所以能够运行为IBM计算机开发的所有软件，并且与IBM计算机完全兼容。

第一台多媒体计算机

1992年，Tandy Radio Shack推出了M2500 XL/2和M4020 SX。这些是第一批符合MPC标准的计算机。

MPC代表多媒体个人计算机，于1990年开发。它能够执行程序，连接视频、音频、动画和图形。1992年，Radio Shack推出了第一台支持MPC规范的个人计算机。如今，所有提供多媒体功能的现代计算机都符合MPC标准。有三种MPC标准：MPC、MPC2和MPC3。MPC2和MPC3的要求如下所示：

MPC 2的要求

• 4 MB RAM
• VGA显示。
• Intel 486SX 25 MHz处理器
• 2倍速CD-ROM驱动器

MPC 3的要求

• 8 MB RAM。
• MPEG支持。
• Intel Pentium 75 MHz处理器
• 4倍速CD-ROM驱动器。
• 540 MB硬盘

另一家计算机公司的第一台计算机

• 东芝：TAC数字计算机是东芝于1954年发布的第一台计算机。
• 惠普：HP-2115，其第一台计算机，于1966年推出。
• 戴尔：Turbo PC是戴尔于1985年发布的第一台计算机。
• 康柏：Compaq Portable于1983年3月发布。它是康柏推出的第一台计算机，并且是一台完全兼容IBM的计算机。
• Commodore：Commodore PET是Commodore于1977年推出的第一台计算机。
• NEC：NEAC 1101是NEC于1958年发布的第一台计算机。

现代计算的兴起（2000-2010）

1. 互联网泡沫和互联网革命

2000年标志着互联网业务的巨大增长。在此期间，许多以互联网为中心的商业公司开始蓬勃发展。这一时期出现了许多发展，包括：

• 宽带互联网：拨号上网的日子一去不复返，宽带互联网为下载、流媒体和在线游戏开辟了新的机遇。
• Wi-Fi技术：这一时期标志着无线网络时代的到来，笔记本电脑现在无需电线即可连接互联网。
• 社交媒体的出现：这个时代彻底改变了沟通方式，因为Facebook（2004年）、YouTube（2004年）和Twitter（2006年）等新平台爆炸式增长。

2. 个人电脑的统治地位

• Windows XP (2001)：微软的旗舰产品XP是当时最受赞誉的操作系统之一，也是使用最广泛的操作系统。它提供了稳定性和极其通用的用户界面。
• 苹果转向Intel (2006)：这为公司提供了强大的动力，从PowerPC转向Intel处理器为大量新用户打开了大门；通过Boot Camp实现的Windows兼容性使其更具吸引力。
• 笔记本电脑超越台式机：被称为第一款能够提供电子邮件和网络浏览功能的智能手机，Blackberry 5810创造了历史。

3. 智能手机和移动计算的诞生

• 黑莓 (2002)：黑莓5810是首批支持电子邮件和网页浏览功能的智能手机之一。
• iPhone (2007)：苹果公司推出了iPhone，改变了移动计算的世界，iPhone拥有触摸屏界面，后来又加入了App Store（2008）。
• Android (2008)：谷歌的Android操作系统为iOS提供了一个基础替代方案，从而促使智能手机得到广泛普及。

4. 游戏和图形的进步

• Xbox (2001) & PlayStation 2 (2000)：这些游戏机在3D游戏方面取得了突破。
• NVIDIA & ATI (AMD) GPU大战：图形处理单元（GPU）的重要性对于游戏、人工智能和科学分析的世界越来越重要。
• Steam (2003)：Valve的在线游戏商店改变了PC游戏格局，购买游戏不再需要实体副本。

2010年代：云计算、人工智能、可穿戴设备和量子突破

2010年代的特点是技术的巨大转变，这些演变由云计算、人工智能、可穿戴技术以及早期的量子计算工作推动。

1. 云计算革命

云计算的引入改变了商业模式和人们使用技术的方式。亚马逊网络服务（AWS）成立于2006年，在2010年代广受欢迎，它允许企业支付计算资源的租金，而不是购买昂贵的物理资产。这种改变极大地优先考虑了灵活性，同时节省了成本。

用户也开始每天使用云存储。随着Google Drive于2012年推出，一年后Microsoft OneDrive于2014年推出，跨设备的文件访问和共享变得轻而易举。远程工作的激增得益于云计算的扩张，并得到了Zoom（2011年推出）和Slack（2013年推出）等服务的支持，这些服务使得无边界的沟通和协作成为可能。

2. 人工智能和机器学习

人工智能和机器学习从研究领域转变为公众使用的工具。2011年，IBM Watson在 Jeopardy! 比赛中击败人类冠军，展示了AI的能力，这标志着AI技术的一个日益增长的里程碑。

2012年，随着深度学习的进步，取得了重大飞跃。现代AI的基础是通过图像和语音识别神经网络奠定的，特别是像AlexNet这样的模型。虚拟助手进入了人们的生活，2011年出现了Apple的Siri，随后在2014年出现了Amazon Alexa和2016年出现了Google Assistant，它们成为有用的家用功能以及日常AI。

3. 可穿戴技术的兴起

科技与个人健康和便利性交织在一起，推动了可穿戴设备的普及。Fitbit于2009年推出，在2010年代成为家喻户晓的品牌，健身追踪也变得流行起来。Apple Watch于2015年推出，通过增加健康监测和智能手机功能，将可穿戴设备推向了新的高度。2013年的Google Glass是早期消费级AR的一个例子，它推动了AR技术的普及，而2016年的Pokémon GO则展示了物理世界和移动游戏世界之间界限的模糊。

4. 量子计算的发展

到本世纪末，量子计算取得了巨大的进展。IBM Q System于2016年推出，为研究人员提供了云端量子计算机的访问权限，这是前所未有的。谷歌在2019年声称实现了量子霸权，表示他们解决了一个问题，即使是最先进的超级计算机也需要数千年才能解决。

这一切都是2010年代数字格局社交动态的体现。

2020年代及以后：计算的未来

随着近期的世界事件以及2020年代的先进技术，我们在计算领域看到了快速的转型和创新。

1. COVID-19对计算的影响

全球大流行病加速了数字通信方式的使用。AI驱动的客户服务彻底改变了现代服务和资源的获取方式；远程医疗和电子商务以前所未有的方式蓬勃发展。

2. AI和自动化方面的进步

人工智能继续快速发展。OpenAI的GPT-3（2020年）和ChatGPT（2022年）展示了类似人类的语言生成能力，彻底改变了内容创作和沟通。特斯拉和Waymo等公司在自动驾驶汽车开发方面取得了进展。在医疗保健领域，AI在药物发现、诊断和个性化治疗方面发挥着关键作用。

3. 下一代处理器

在处理器领域，技术取得了巨大的飞跃。苹果公司于2020年发布的M1芯片在能效和计算能力方面取得了长足进步。神经形态计算应运而生，旨在模仿人脑神经元和突触的处理方式，以更快、更高效的方式进行处理。RISC-V是一种开源处理器设计，为Intel和ARM架构提供了替代方案。

4. 元宇宙和扩展现实（XR）

虚拟现实和增强现实的应用有所增加。Meta（前身为Facebook）在2021年更改了品牌，表明了其专注于创造先进的沉浸式虚拟世界的意图。Oculus和HTC Vive等游戏机增强了娱乐和专业培训课程。

5. 可持续和绿色计算

由于近期气候变化的浪潮，越来越多的科技公司开始关注环保。谷歌和微软推出了节能数据中心，而Fairphone和Framework Laptop等设备采用模块化设计，易于维修，鼓励长期使用，从而减少浪费。

6. 未来：脑机接口（BCI）

脑机接口取得了快速进展。埃隆·马斯克的Neuralink旨在将AI与人脑融合，而医疗用户则呼吁瘫痪患者用大脑控制设备。

由于这些趋势，我们正迎来一个更加智能、环保和沉浸式的未来。

7. 边缘计算和去中心化网络

尽管在行业中占据主导地位，但边缘计算正作为一种关键的运作方式转变而出现。与必须依赖中心数据中心的云系统不同，边缘计算从其源头（如物联网设备、手机和自动驾驶汽车）获取数据。这反过来又显著减少了延迟，实现了更快的决策，并进一步增强了隐私。

• 5G和边缘协同作用：5G网络的推出通过提高设备与本地服务器之间的通信速度，进一步支持了边缘计算。
• 区块链和Web3：去中心化网络或Web3通过区块链得到最佳应对，减少了对谷歌和苹果等公司大型科技垄断的依赖。这种转变的早期采用者包括加密货币、NFT和去中心化应用程序（dApps）。

8. AI伦理和监管

AI的兴起伴随着偏见、隐私问题和失业等问题的出现。这促使政府机构和私营公司制定策略，以缓解我们在处理AI时面临的问题。

• 欧盟《人工智能法案》（2024年）：最重要的法规之一，禁止大多数高风险应用，同时根据风险级别对AI系统进行分类。
• 可解释AI（XAI）：XAI所做的努力将责任集中在医疗保健、金融和执法等关键领域的决策上，从而自动化流程并确保透明度。
• AI生成内容：深度伪造和GPT-3 AI带来的错误信息风险，如虚假文章或深度伪造视频，导致了这些工具的探测器、数字水印甚至更高级程序的创建。

计算的新前沿

随着传统计算范式走向成熟，新的前沿正在突破能力和应用的界限。

1. 神经形态计算

神经形态计算旨在模仿人脑处理信息的方式，使用模拟神经元和突触的专用硬件。

• 与传统的CPU和GPU不同，神经形态芯片（例如Intel的Loihi）使用基于脉冲的信号和事件驱动的架构。
• 它们有望为AI应用带来巨大的效率提升，特别是对于那些需要低功耗实时分析的感官任务，如视觉和听觉。
• 该领域的研究仍处于起步阶段，但它可能会彻底改变机器人技术、自主导航和边缘AI。

2. DNA和分子计算

DNA计算代表了又一次激进的转变——使用生物分子而不是硅来进行计算。

• DNA链可以并行表示和处理数据，从而能够解决具有巨大可能性的问题，例如密码破解或组合优化。
• 研究人员已成功使用DNA来解决小型数学难题，并以前所未有的密度编码数据。
• 如果规模化，DNA存储可以在小于鞋盒的空间内保存全球数据档案。

人机交互的演变

人机交互（HCI）正从传统的输入方法向更具沉浸感和直观性的体验演变。

1. 语音和对话界面

• Alexa、Google Assistant和Siri等虚拟助手已使基于语音的交互正常化。
• 这些工具现在正被集成到汽车、智能家居甚至企业软件中。
• 语音用户界面为视障人士、老年人和多任务用户提供了免提、可访问的计算。

2. 手势和情绪识别

• 摄像头和传感器现在可以使用AI检测手势、面部表情甚至情绪状态。
• Microsoft Kinect、Leap Motion和先进的面部识别等技术正在增强游戏、远程协作和辅助工具。
• 情绪感知系统可能很快会根据用户的情绪或压力水平调整其响应，从而创造出更具同情心的机器。

3. 增强现实和混合现实界面

• 除了VR，增强现实（AR）将数字信息叠加在物理世界之上，用于教育、维修辅助和协作设计。
• 混合现实（MR）结合了AR和VR，允许与物理和数字对象进行实时交互。
• Microsoft HoloLens和Magic Leap等设备预示着计算不再局限于屏幕的未来。

常见问题解答 - 第一台计算机的发明

1. 谁被认为是“计算机之父”？

查尔斯·巴贝奇因其在创造第一台通用机械计算机方面的贡献，如差分机和分析机（称为巴贝奇发动机），而被誉为“计算机之父”。

2. 第一台可编程计算机是什么？

历史上第一台可编程机电计算机是康拉德·祖斯（Konrad Zuse）于1936年至1938年建造的Z1。Z1使用二进制代码（0和1）运行，并利用穿孔纸带进行指令，这是计算史上的一个里程碑。随后，在1943年，它被汤米·弗劳斯（Tommy Flowers）的Colossus超越，后者是第一台可编程电子计算机，旨在用于二战期间破解德国通信。

3. 第一台数字计算机是什么？

约翰·阿塔纳索夫和克利福德·贝瑞在1937年至1942年之间创建了第一台数字计算机，称为阿塔纳索夫-贝瑞计算机（ABC）。它使用了真空管进行计算。这在很大程度上是因为ENIAC在完成后获得了宣传。人们错误地认为这是第一台计算机。

4. 第一台商用计算机是什么时候推出的？

Z4在1950年出售给瑞士联邦理工学院后，作为第一台商用计算机在商业技术领域享有盛誉。然而，它是由康拉德·祖斯（Konrad Zuse）于1942年开发的。

在美国，1951年的UNIVAC I被誉为第一台成功的商用计算机，服务于企业和政府数据处理。

5. 第一台个人计算机是什么？

人们常常将Ed Roberts于1975年推出的Altair 8800与第一台个人计算机联系起来，但第一台商业上可用的个人计算机的称号属于Kenbak-1，于1971年推出。随着Steve Wozniak于1976年推出Apple I和IBM PC于1981年推出，个人计算被广泛引入家庭和企业。