大家好，我是陶哥。
最近下雪了，深圳肯定没下雪，北方下雪了。朋友知道我在做微信官方账号，经常看我的手绘漫画。
因此，这位朋友在雪地里创造性地写下了我的官方账号，并把它发给了我。非常分心。感谢朋友的照片和用心。
我在学校的专业不是计算机。后来，我花了很多精力学习计算机相关的课程和知识，学到了很多东西。
在整个学习过程中，我个人对计算机的发展过程非常感兴趣，总是想知道为什么计算机今天是这样的。
我用一气呵成的方式快速分离了计算机的发展历史。文章详细，精彩有趣，希望大家喜欢。
当我还是个孩子的时候，我完成计算。当时我以为计算器真的很厉害，可以提前存储所有的结果。
后来吵着要买小霸王学习机，最后如愿成为游戏机，经典游戏超级玛丽和坦克大战至今历历在目。
后来上初中的时候，有了象征性的电脑课，我穿着鞋套去了电脑室，根本不会操作。有一次，我把电脑弄死了，吓坏了。梅老师盯着我，直接关掉了电源。
然后，他回到自己的电脑上，潇洒地听着任贤齐唱着让我难过，让我喝醉.。那时，我知道电脑还能唱歌。电脑的屏幕图片只有一个模糊的印象：
当时的电脑显示器真的很丑。很长一段时间以来，我一直误以为这大块东西就是电脑的全部。其实只是显示器，远非核心部件。
广义上说，上面提到的电子计算器、小霸王学习机和初中看到的电脑都是电脑。你现在用手机读书，也是电脑。总之，电脑无处不在。
要了解计算机，我们应该了解它的发展过程，探索历史上那些美好的时刻。本文从宏观的角度了解了计算机的历史。我们将使用下图简述:
一. 手动计算机
这里提到的手动计算机从古代到17世纪初。很久以前，女同志白天忙着收集，男同志白天忙着打猎，昨天猎回了几只羊，现在抓回了几只兔子，都需要计数，这涉及到数字的表达。
在古代，人们也有十根手指，所以用手指来计数是很自然的，这是十进制的来源。当我们还是个孩子的时候，我们学习了十个以内数字的加减，也就是用手指来计数，这是常见的：
让我们来看看牛津词典digit手指与数字的关系一目了然。digit既有手指，也有数字。顺便说一句，我们也学会了digit, digital, bit(binary digit)这些单词。
想想，手指计数有哪些不足？显然，当数字变大时，手指的数量是不够的。而且，古人也需要吃饭， 有一天抓回三只羊，用手指记录下来，吃饭时要保持手指计数的姿势。
至于睡觉，我睡不好。醒来后，我的手指松了，一切都忘了。这很尴尬。你必须想办法。当然，不要用手指等活物来计数。用石头。毕竟，石头不需要吃饭和睡觉：
我们来看下calculus这个词。很容易看出，石头和计算也是联系在一起的，历史渊源是这样的。顺便说一句，我很容易学单词。下次我看到它calculator, calculation, 岂会陌生?
想象一下把石头从北京带到深圳有多麻烦。石头太重了，还是不好，要想别的办法。因此，人们认为用绳子计数更容易携带。
英语单词cord就是绳子的意思，record这意味着用绳子记录。从词源学的角度来看，cord和record还是很有渊源的，很多东西联系起来很简单。
用结绳计数的人可能会深刻理解李宇所说的不断切割，理论仍然混乱和不要把一般的味道放在心里。我遇到过很多场景，无法解决结和痛苦，我相信你一定有，看着头晕。
此外，绳子计数不能处理篡改问题。昨天我从你那里借了三只兔子，在绳子上打了三个结，晚上回家偷偷解开了其中一个结，这很尴尬，可以看出，为了防止单方面偷偷篡改。
因此，古人采用了划痕计数。有了划痕，双方签订了合同，分成两半，每人一份，以防止单方面篡改。甲骨文在商朝很流行。几年前，有些人在高考作文中使用甲骨文。
我们提到的手指、石头、绳子和痕迹主要用于计数。计数后，我们必须加减乘除，这涉及到计算。接下来，算。接下来，绍计算方法和工具的开发。
中国有着悠久的历史。还有很多词包括筹备，比如酒筹交错、运筹帷幄等。现代管理学还有一门运筹学课程。所谓筹备，就是竹子，类似于摆弄火柴棒。
看算盘，估计很多人都见过，我家就有这个东西，三下五除二似乎是众所周知的。楼下的培训机构有一门珠心算课程
再看纳皮尔筹，我想了想，道理很简单，本质就是九九乘法表。例如，计算125*8值，预期结果为1000，具体如何计算？我试了试，如图所示：
纳皮尔发明了对数，每个人都必须在高中学习。你应该记住这个符号：logaN, N不仅指代正整数，还指代纳皮尔的名字N，纪念这位计算先驱。
后来，拉普拉斯说：对数的发明节省了劳动力，使天文学家的寿命翻了一番。伽利略说：给我空间、时间和对数，我可以创造宇宙。对数的本质是降低维度。
什么意思？对数可将乘法除法转化为加法减法。类似的做法很常见，傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换，Z变换，都是这样，降维降级处理。
以常用的傅里叶变换为例，将卷积运算降维为乘法运算，实现了积分向乘法的转换，大大降低了计算的复杂性。学过信号和系统的朋友应该有深刻的理解。
让我们来看看由对数引起的滑尺计算。这个尺子是根据对数制成的。很容易看到2*3=6.直接用尺子得到结果，其背后的数学逻辑是对数，log2 log3=log6, 所以2*3=6
那年国庆节，看了核潜艇之父黄旭华老先生获得了共和国勋章奖，在他的一个视频，有一把计算尺，在那个年代，就是靠类似的计算尺完成核潜艇计算的，挺不容易。
无论是计算、计算、纳皮尔筹还是滑尺，人们都需要参与具体的过程和计算细节。有没有这样的工具：输入3和4，使工具自动获得7？让我们来看看自动计算工具。
二. 机械计算机
机械计算机时代从17世纪初到19世纪末。契克卡德是德国人。他制作了一个可以实现简单自动计算的计算钟。当时的过程肯定没有下图那么精致。下图是后人制作的复制品:
法国的帕斯卡是物理学家。著名的编程语言Pascal它的名字来自帕斯卡，以纪念这位计算机先驱。帕斯卡制造了一个加法器，看着那些齿轮，真的很想拧它：
德国数学家莱布尼茨更有名，也是一个非常自负的人。大学高等数学中的牛顿-莱布尼茨公式应该熟悉，莱布尼茨判断交错级别是否不同。
他敢跟牛顿爵爷叫板，还是有几把刷子的。另外，据说，莱布尼茨对二进制的发明，也有较大的贡献，这是现代计算机计算的基础。莱布尼茨当时做了个机器，能做乘法：
在计算机发展的历史上，以上是铺垫，直到巴贝奇差分机，才有一些现代计算机概念的感觉。巴贝奇作为现代计算机的创始人，一直鼓励许多人为计算机奋斗一生：
巴贝奇分析机思维先进。虽然没有实际制造，但它闪烁着天才般的智慧和火花。许多概念与现代计算机原理非常相似。看看下巴贝奇分析机模型，感觉很酷：
巴贝奇带着遗憾去世，但给后人留下了宝贵的遗产。1832年，17岁Ada参观了巴贝奇差分机，深深着迷。巴贝奇死后，Ada继续发扬光大巴贝奇的工作，为机器编程。
Ada被认为是算机历史上的第一个程序员，是个女程序员哈。美国国防部曾经花了10年时间研发了一种编程语言，在命名时，他们想到了Ada, 并以此来命名，这就是Ada语言。
Ada的父亲，是英国著名诗人拜伦，可曾记得他那经典的话：命运要我去流浪的地方还不少，去时还带着多少可叹的记忆；但我唯一的慰藉的事情是：最不幸的遭遇也不足为奇。
扯远了，回归正题。可以看到，在机械计算机时代，人们用各种方式来制造精巧的机器，让机器完成简单的计算，这是很大的飞跃， 因为它把人从具体的计算过程中解放出来了。
三. 机电计算机
机电计算机是从19世纪末到20世纪40年代。机械和机电的差别，从名字上就可以看出来。自18世纪中叶以来，电学蓬勃发展，一些机器开始可以用电来驱动了。
美国宪法中这样一条规定：每10年需要做一次人口普通。1880的人口普查，花了7年的时间才得到结果。这就尴尬了，3年后，也就是1890年，还得再次普查。
随着美国人口越来越多，会出现这样的问题：前一轮还没普查完，后一轮又要开始。于是，开始想办法尽量实现自动化，霍尔瑞斯发明了制表机，并脱颖而出。
1890年的人口普查数据，是1880年的两倍，但总共却只耗时2年左右。当时，霍尔瑞斯制表机没有选择二进制，原因：二进转换困难，二进制机器制作困难。
人口普查后，霍尔瑞斯名声大振。在1896年，他开了个制表机公司。在1924年，公司改名为IBM, 响当当的名字，快100年了，IBM在每个时代，几乎都不落伍。
在第二次世界大战中，各国基于军事需要，大力投入了计算机的研究，但是，德国似乎不怎么看好计算机，希特勒更相信武器本身的威力，更相信密集式地狂轰乱炸。
祖斯，德国著名的计算机先驱，在1935-1945这十年左右的时间，先后建成了Z1/Z2/Z3/Z4计算机，这些计算机时运不济，命途多舛，要么不被重用，要么被战火吞噬。
祖斯的Z1/Z2/Z3/Z4都很有创造性，比如，Z1验证了机器计算的可行性，Z2是第一台电磁式计算机，Z3可以用二进制控制Z4能用穿孔纸袋输入输出，甚至是处理条件。
在第二次世界大战中，德国不怎么重视计算机， 但美国就不一样了，各类计算机相关的研究如火如荼地进行。也就是从这时开始，美国在信息领域的领先地位开始建立。
史蒂比兹在自己的厨房，用二进制做实验，验证二进制的可行性。很多书上能看到Model K, 这个K就是kitchen，是厨房的意思，他老婆取名Model K，挺有意思的哈。
贝尔实验室的Model是一个系列，有很多不同的机型，比如Model I, 能完成远程通信，毕竟电话与通信是贝尔实验室的强项，这也为后来计算机网络的发展奠定了基础。
哈佛大学也不甘落后，与IBM合作制作了哈佛Mark系列，不过其总设计师艾肯却宣称哈佛Mark I是他一个人搞起来的，IBM的小沃森自然很恼火，最终不得不分道扬镳：
哈佛Mark II是当时最大的继电器是计算机，有13000多个继电器。我们来看看继电器长啥样子。我还记得，在读初三时，物理课上，卢老师深入讲解过继电器：
1947年9月9日，那是一个秋季的九九艳阳天，一个蛾子飞进了哈佛Mark II的一个继电器，导致继电器失效，机器无法正常工作，这就是历史上有名的bug事件。
如今的软件开发中，大家常说的软件bug, 就是指软件缺陷或者漏洞，实际上，其实说的就是1947年的那只该死的蛾子。工作之后，我天天抓bug，抓得不亦乐乎。
四. 电子计算机
电子计算机从20世纪40年代至今，一直方兴未艾。 继电器虽然可以用来做计算机零件，但并不完美，它是机械的，反复移动，容易断裂，而且速度还很慢。
于是出现了电子管，也称真空管，继电器能做的二进制功能逻辑，电子管都能做，而且速度更快，快1000倍。来看看电子管长啥样，我觉得挺好看，颜值不错：
当时，很多机电计算机由继电器构成，但到了1945年，电子管计算机基本上取代了机电计算机，线路乱七八糟，操作计算机的方式就是插电线， 拔电线。
那时的操作员，相当于今天的程序员，都是“编程”。不同之处是，那时工作很繁琐，需要耐心，有很多女孩子加入，于是，男孩子也不愁找不到女朋友了。
不像今天，程序员找个女朋友，费劲得很，可能是因为女程序员太少了。不久之前，有个男程序员就跟我聊天，吐槽这件事情，我就听听，然后乐呵笑了。
电子管计算机固然快，但很昂贵，而且还受到“爱迪生效应”的影响：电子管工作的时候，容易发热，动不动就被烧坏，这对于稳定性来说，是很致命的呢。
比方说，好不容易写好一篇公众号文章，辛辛苦苦花了一周时间，结果某个电子管烧坏了，整个计算机失灵，文章丢失，肯定要骂人，丢过文章的人都知道。
鉴于电子管的缺点，人们开始研究新的器材。1947年，晶体管诞生了，学过模拟电路的朋友，应该很熟悉这个东西，我的专业就与此相关。话不多说，来看下晶体管外形：
1956年，肖克利因发明了晶体管而获得了诺贝尔物理学奖，晶体管改变了世界。肖克利本人名利双收，但想搞更多的钱，于是开始开公司，可是他智商很高，情商太低。
于是，肖克利手下的八个人，先后离开了他。肖克利自然不满，给这八个人扣了一个大帽子，即“八叛逆(The Traitorous Eight)”，这可是很厉害的八个人哦，一起来看看：
1957年，这八个人接受一家公司资助，成立了后来很有名的仙童半导体公司，上图的的字母F, 就是Fairchild, 意思就是仙童。学电子电路的朋友，应该基本都听说过这个公司，它被誉为是硅谷的西点军校。
乔布斯就曾将其比作成熟的蒲公英，只要风一吹，其创新的精神，就像蒲公英的种子那样，四处飞扬，生根发芽。然而，天下没有不散的筵席，他们又陆续离开仙童公司，于是有了Intel和AMD, 是不是很熟悉?
大家电脑中的CPU, 基本都是这两家的搞出来的。这里顺便说一下，摩尔是Intel的创始人之一，他提出了著名的摩尔定律，至今仍有效，并支配着硬件的发展。貌似扯远了，我们来继续看当时的晶体管计算机：
尽管晶体管使计算机简化了很大，但计算机仍然是庞然大物，还能继续进行压缩吗？1958年，就职于德州仪器公司的杰克基尔比，发出疑问：为什么不在一块硅片上，制造多个晶体管呢？这就是集成电路。
1959年，肖克利八弟子之一的罗伯特诺依斯(Intel创始人之一)， 也想到了同样的方法。他们后来为谁先发明集成电路而争论不休，现在普遍的观点是：他们独立发明了集成电路，可以说都是集成电路之父。
说到罗伯特诺依斯，在乔布斯的“Stay Hungry, Stay Foolish”演讲中，他说自己被赶出苹果公司后，曾去找过罗伯特诺依斯和HP创始人之一的戴维帕卡德，估计是一起喝酒吐槽。来看下集成电路芯片吧：
然而，这种集成度还远远不够，能不能在更小的芯片上集成更多的晶体管和电子元件呢？当然可以，这就是大规模和超大规模集成电路。一块芯片，指甲那么大，居然集成了上亿个晶体管和电子器件，而且还要正常稳定工作，每每想到此，就不寒而栗了。
当年占据整个房间大小的计算机，如今竟然被集成得这么小， 而且功能远远超过当时的计算机。这背后是数学、物理、化学、微电子学、电磁学、光学和量子力学等学科的功劳。难怪华为任总说：搞芯片，砸钱是不行的，要砸数学家，物理学家和化学家。
我现在做着跟当时专业基本无关的东西，回想起自己学过的电子通信方面的知识，还是能唤起心中的涟漪。曾经在知乎上看到一个问题：为什么硬件工程师的工资，整体不如软件工程师？里面给了一些很现实的原因，我觉得很有道理。
虽然我现在不做硬件了，但心中始终有些硬件的情怀，拿着单片机开发板，就有种莫名的兴奋，看到FPGA板子，一定要去摸一下，买到了树莓派，玩得不亦乐乎。那些执着在硬件行业，执着于国产芯片研发的公司和人员，值得尊敬。
讲到这里，似乎把计算机发展简史叙述了一遍，但仅仅是从计算机硬件角度进行的，并不是计算机发展历史的全部，甚至只能算作是冰山一角。
从计算机科学上看，居然没有讲到计算机科学之父---阿兰图灵，没有讲到现代计算机之父---冯诺依曼，没有讲到信息论之父---克劳德香农。
从计算机型号上看，居然没有讲到ABC计算机，没有讲到ENIAC计算机, 没有讲到EDVAC计算机，更没有讲到后面各种样琳琅满目的计算机。
从计算机公司上看，居然没有讲到乔布斯创建的苹果，没有讲到比尔盖茨创建的微软，没有讲到坦福大学一对夫妇创建的思科，统统没讲到。
从计算机整体上看，居然没有讲到软件发展，没有讲到操作系统，没有讲到Windows和Linux，没有讲到编译器和各种编程语言和数据库等。
对了，连计算机网络这么的重要东西，也没讲到。所以这篇文章是不完整的，也不可能在一篇文章中把所有的东西介绍完毕，毕竟浩如烟海。
在后续的原创文章中，我会逐渐地讲到上面的一些精彩历史和相关知识点，一起再现计算机发展历史上的璀璨时刻和节点，咱们不见不散哦。