電子計算機是壹種能自動高速進行算術和邏輯運算的電子設備。它是20世紀科技發展中最偉大的發明之壹，也是人類在第三次工業革命中最輝煌的成就。
1.世界上第壹臺電子計算機的誕生
在與自然的鬥爭中，人類創造並逐漸發展出計算工具。早在公元前3000年，中國人就發明了數數和數竹片，唐朝末年，算盤被創造出來。南宋時有珠算和宋的記載，珠算是壹種兼具“算”和“存”的計算工具。1633年，奧特雷德發明了計算尺。1642年，法國數學家帕斯卡制作了第壹臺齒輪加減法器，這是世界上最早用於計算的機器。1671年，德國數學家萊布尼茨發明了壹種可以進行四則運算的機械計算機器。1822年，英國數學家查爾斯·巴貝奇設計了出差分機，這是世界上第壹臺真正的機械計算機。1834年，巴貝奇設計了分析儀。這種設計由存儲數據的倉庫、數據操作的工廠和調度機器操作的控制桶組成，為計算機的基本結構框架奠定了基礎。因此，巴貝奇被稱為“計算機之父”。在第二次世界大戰中，由於新武器研制中的彈道問題涉及許多復雜的運算，迫切需要壹種高速自動計算的機器。因此，在美國陸軍部的支持下，在賓夕法尼亞大學任教的物理學家約翰·莫茲利和工程師普雷斯珀·埃克特的帶領下，經過三年的努力，於1943年研制成功了世界上第壹件武器。ENIAC約占170m2，重約30 t，* *使用17456電子管，1500繼電器，7000多個電阻，10000多個電容等電器元件，運行時消耗約150 kW。這樣的龐然大物只能存儲20個字長為10位的十進制數，運算速度僅為每秒5000次加法。然而，ENIAC開創了人類計算機科學發展的新時代。
為了克服ENIAC的缺點，人們從未停止探索，許多專家學者發表了這方面的研究論文。任教於普林斯頓大學的美國數學家馮·諾依曼發表了題為《電子計算機邏輯結構的初步研究》的報告，提出了壹種程序存儲模式，即在計算機中設置壹個存儲器，將符號計算過程放入其中，在執行過程中依次取出存儲的內容進行解碼，然後根據解碼的結果進行計算，從而實現了計算機工作的自動化。馮·諾依曼在研制EDVAC計算機的過程中，對存儲器組件進行了改進，將計算機內部的十進制代碼改為二進制代碼。“存儲程序”的理念被確立為馮的結構機的設計體系。從此，采用程序存儲方式的計算機被統稱為馮·諾依曼計算機。
2.計算機發展的壹個重要階段
自第壹臺電子計算機誕生以來，已經經歷了50多年的發展，在人類社會信息發展史上開創了三個新時代，即計算機發展的三個重要階段。
(1)計算機發展的初級階段，以ENIAC的誕生為標誌，直至個人計算機普及。當時，雖然計算機及其相關外圍設備的價格非常昂貴，其應用領域也基本局限於軍事、科學計算和大型工業企業的數據處理，但它開創了人類開始用機器代替部分腦力勞動的新時代。
在這個階段，計算機取得了飛速的發展，並且已經更新了很多次。計算機替代壹般基於計算機核心部件中使用的邏輯元件的類型。
第壹代(1946—1956)以電子管為主要邏輯元件，運算速度為5000 ~ 40000(次/秒)。體積大，能耗高，速度慢，容量小，價格高，限制了軍事和科學計算應用。
第二代(1957-1964)以晶體管為主要邏輯元件，采用監控程序，運算速度為幾十萬到幾百萬(次/秒)。與第壹代計算機相比，它具有體積小、成本低、速度快、功能強、可靠性高等優點，應用領域擴展到工程設計、數據處理和事務管理。
第三代(1965—1970)，以中小規模集成電路為主要邏輯元件，運算速度為百萬到百萬次(次/秒)。這壹代計算機以1964年4月IBM推出的IBM360計算機為標誌，具有通用化、系列化、標準化的特點。
第四代(1971—80年代初)以大規模和超大規模集成電路為主要邏輯元件，運算速度為幾百萬到幾億(次/秒)。采用集成度更高的半導體存儲器作為主存儲器，發展並行處理技術、分布式系統和計算機網絡。在軟件方面，發展了分布式操作系統、數據庫系統、高級語言和軟件工程標準化，逐漸形成了壹個軟件產業。
(2)微型計算機的發展應該是在70年代中期。1975年，美國MITS公司開發出采用Intel8080處理器的Altair8800微型計算機，受到電子愛好者的高度贊揚，促進了個人計算機軟硬件的發展。1976年，美國蘋果公司推出了蘋果個人電腦，並得到了很大的發展。1980年，IBM涉足個人電腦領域。為了與蘋果競爭，PC電腦的結構框架被公開，與比爾·蓋茨的微軟公司合作推出了PC-DOS操作系統，使得許多廉價的兼容電腦問世。微型計算機采用DOS作為操作系統，由於價格低廉而迅速普及和廣泛應用。從此，計算機不再為少數專業人士所擁有和使用，計算機的發展進入了壹個全新的普及時代，為計算機文化的發展奠定了基礎。
(3)計算機文化階段計算機文化階段是在計算機被廣泛使用的時候才出現的。電腦硬件功能不斷完善，價格更低；信息壓縮和全數字化帶來了豐富多彩的多媒體技術；基於多媒體技術的虛擬現實技術、3S(GIS、GPS、RS)技術實現的電子地圖系統、衛星遙感定位跟蹤監控系統等。提高了人類認識世界的能力，造福了人類。無處不在的互聯網拉近了世界各國之間的距離，通過計算機網絡技術實現的遠程教育、遠程醫療診斷系統、數字圖書館、數字智能社區向我們走來。無線接入技術(藍牙技術，WAP)實現了手機上網和無線局域網(WLAN)；電腦卡從早期的光電卡、條形碼卡、磁卡發展到今天的ic卡、射頻卡，給人們帶來了便利。這些都不斷拓展了電腦的應用空間，電腦成為了個人信息機，改變著人們的生活。當計算機的應用覆蓋到人們社會生活的方方面面時，必然會引起人們思維方式、行為方式和生活方式的重大變化。這種廣泛使用具有人腦某些功能的計算機所帶來的文化變革，形成了計算機文化。自20世紀90年代初以來，多媒體計算機和互聯網“信息高速公路”的誕生標誌著計算機發展的壹個新階段，並開創了壹個最大限度地享受資源的新時代。
3.中國計算機發展概況
新中國的誕生為中國科學技術的發展開辟了廣闊的道路，也為計算機技術的發展開辟了廣闊的道路。
1952年，中國第壹個以電氣工程系教授閔為首的三人計算機研究組在清華大學成立。1954年，小組擴大調整並入中科院近代物理研究所，由物理學家錢三強領導，開始了中國的計算機研究。1956年，國家在制定科技長遠規劃12時，將計算機技術列為四大技術之首，成立了計算機技術工作組，開始進行實質性的研發。1958年，我國研制成功第壹臺電子管計算機(103計算機)；1959年研制成功每秒100次的大型通用電子計算機(104計算機)，填補了我國計算機技術領域的空白。華教授是我國計算機技術的奠基人，也是我國第壹臺電子計算機的主要奠基人之壹。1960年，我國第壹臺自行設計的通用電子計算機(107計算機)研制成功並投入運行。1964年，我國開始引進第二代晶體管計算機，如“108”計算機和“109”計算機。1971年，我國研制成功第三代集成電路計算機“150計算機”，到1973年，DJS-100系列國產計算機形成。1974 ~ 1982實現了小規模集成電路計算機向大規模集成電路計算機的跨越。1983年，我國成功研制出每秒10億次矢量運算的757大型矢量計算機。
超級計算機是壹個國家科技水平的象征。從上世紀80年代初，中國開始研制超級計算機。1983年，擁有上億次向量運算的巨型電子計算機“銀河”誕生；1992年，10億“銀河”二號投入使用；1996年投入運行的“銀河”ⅲ機速度為每秒100億次。曙光1000在1995成功開發，曙光2000-我出生在1998。其峰值運算速度達到每秒200億次浮點運算，打破了國外對大規模並行機技術的封鎖和壟斷。1999“黎明”2000ⅱ問世，其峰值運算速度達到每秒1117億次浮點運算，內存達到50GB，成為國家863計劃的重大成果。1999“神威”並行計算機研制成功，峰值運算速度高達每秒3840億次浮點運算。“銀河”、“曙光”、“神威”計算機的研制成功，標誌著中國成為世界上少數幾個擁有自主研制高性能計算機能力的國家。
微型計算機是壹個國家科學技術普及和應用水平的標誌。自20世紀90年代以來，中國在微型計算機方面也取得了快速發展。200110 10 13、中國第壹款通用CPU芯片——“龍芯”誕生，使中國成為少數幾個能夠研究制造計算機芯片的國家之壹。
在計算機應用領域，中國也取得了輝煌的成就。北京大學王選教授的激光照排技術開創了出版印刷的新時代，這項發明獲得了歐洲專利和8項中國專利。王選帶領他的團隊推出了在國內外處於領先地位的“華光”和“方正”電子出版系統，取得了巨大的經濟效益和社會效益，使中國印刷業告別了“鉛與火”的歷史，進入了“電與光”的時代。王選也被稱為“激光照排之父”。多種中文鍵盤輸入法和中文掃描輸入、手寫輸入、語音識別輸入軟件，讓漢字輕松進入電腦；許多國產多媒體軟件的開發促進了計算機的普及和應用；國家“信息高速公路”建設取得顯著進展。國家公眾信息網(金橋)、外貿企業間信息系統(金門)、金融業電子貨幣(金卡)等“三金”工程的完成，加快了社會信息化進程。據CNNIC 2002年7月23日公布，中國公民平均每周上網時間至少1小時的人數已超過4580萬，居世界第三位。
4.計算機的發展趨勢
計算機實現了從“數字計算”到“信息處理”的轉變。目前，電子計算機的發展趨勢可以概括為四個方面:巨型化、微型化、網絡化和智能化。雖然我們目前還不能對計算機的未來發展提出壹個非常確切的時間表，但是它的發展趨勢是非常明確的，那就是發展高性能計算，提高計算性能。
開發高性能計算有兩種方法。壹是在現有半導體集成電路技術和微處理器技術的基礎上，提高並行處理能力。二是突破矽半導體器件的物理限制，發展非傳統新技術，包括超導計算、量子計算、生物計算和光計算。
還有兩種方法可以提高計算性能。壹個是硬件，即研制超高性能的器件或組件，如量子器件、超導芯片、光互連和光存儲組件、生物分子組件等。二是在計算模型和算法設計方面，從根本上突破了馮·諾依曼的計算機和電子技術的局限性，如量子計算、DNA計算模型等，為解決復雜問題開辟了新思路。
5.計算機科學的研究領域
計算機科學講究理論和抽象，計算機工程講究抽象和設計。其實兩者沒有本質區別。從研究的範疇來說，統稱為計算機科學。目前研究涉及的領域非常廣泛，包括:計算機系統結構、編程科學與方法論、軟件工程理論、人工智能與知識處理、網絡與數據庫、計算機輔助技術、理論計算機科學和計算機科學史研究。計算機科學技術對人類社會的影響，超過了作為基礎文化基礎的數學對人類文化的影響，以及近代工業革命產生的物理學對人類文明的影響。可以預見，計算機的發展必然會給人類社會帶來更加美好的未來。
第二，計算機的分類
計算機的種類很多，可以按照數據處理的形式、使用範圍、規模和功能來分類。
1.根據處理數據的形式進行分類
(1)數字計算機數字計算機以二進制數據0和1為處理對象，它們是不連續的數字量，處理結果也以數字形式輸出。其優點是精度高、存儲量大、通用性強。我們通常使用的大多數計算機是數字計算機。
(2)模擬計算機模擬計算機以連續數據為處理對象，模擬數值或物理量的大小，如電壓、電流、溫度等。，並且處理結果也作為連續數據輸出。模擬計算機解題速度快，但不如數字計算機精確，通用性差。模擬計算機通常以圖形或刻度的形式輸出結果。
(3)混合計算機混合計算機是結合了數字計算機和模擬計算機優點的計算機。
2.按使用範圍分類
(1)通用計算機
(2)專用計算機
3.按規模和功能分類
(1)超級計算機
(2)主機
(3)小型計算機
(4)微型計算機
第三，計算機的特點
(1)快。
(2)計算精度高
(3)存儲容量大
(4)自動化程度高
(5)邏輯判斷能力強。
(6)具有廣泛的普遍性。
四、計算機的主要用途
計算機的使用大概可以歸納為以下幾個方面:
(1)數值計算是科學研究、技術開發和工程設計中的科學計算。
(2)數據處理實現對數值、文字、圖表等信息數據的及時記錄、整理、檢索、分類、統計、綜合和傳輸。它適用於事務處理、辦公自動化、電子數據交換、信息管理和決策支持中的數據處理。
(3)過程控制包括工業自動監控、自動控制、智能控制等實時控制。
(4) CAD輔助設計包括計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助測試(CAT)和計算機輔助教學(CAI)，可以提高設計質量和自動化程度，縮短設計周期，降低生產成本。
(5)AI-人工智能用於復雜系統的仿真，實現自然語言理解和生成、定理機器證明、自動編程、自動翻譯、圖像識別、語音識別、疾病診斷以及各種專家系統和機器人構造。近年來，人工智能的研究開始走向實用，成為計算機應用研究的前沿課題。
(6)計算機網絡和網絡通信提供地區間和國際間的通信以及各種數據的傳輸和處理，實現軟硬件信息資源的共享。
(7)多媒體技術實現了聲、文、圖、像的融合，更接近人類使用的信息交流方式，廣泛應用於文化、教育、娛樂、家庭應用等領域。