硬件工程师培训教程（一）
第一章

 计算机硬件系统概述

　　要想成为一名计算机硬件工程师，不了解计算机的历史显然不行。在本书的第一章中，
我们将带你走进计算机硬件世界，去回顾计算机发展历程中的精彩瞬间。
第一节

 计算机的发展历史

现代电子计算机技术的飞速发展，离不开人类科技知识的积累，离不开许许多多热衷于此
并呕心沥血的科学家的探索，正是这一代代的积累才构筑了今天的

“信息大厦”。从下面这个

按时间顺序展现的计算机发展简史中，我们可以感受到科技发展的艰辛及科学技术的巨大
推动力。

  

一、机械计算机的诞生

　　在西欧，由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革，极大地促进了自然科学技术的发
展，人们长期被神权压抑的创造力得到了空前的释放

 。而在这些思想创意的火花中 ，制造

一台能帮助人进行计算的机器则是最耀眼、最夺目的一朵。从那时起，一个又一个科学家为
了实现这一伟大的梦想而不懈努力着。但限于当时的科技水平，多数试验性的创造都以失败
而告终，这也就昭示了拓荒者的共同命运

: 往往在倒下去之前见不到自己努力的成果。而后

人在享用这些甜美成果的时候，往往能够从中品味出
汗水与泪水交织的滋味

……

　　

1614 年:苏格兰人 John Napier(1550 ～1617 年)发表了一篇论文

 ，其中提到他发明了一

种可以进行四则运算和方根运算的精巧装置。
　　

1623 年:Wilhelm Schickard(1592 ～1635 年)制作了一个能进行 6 位数以内加减法运算，

并能通过铃声输出答案的

“计算钟”。该装置通过转动齿轮来进行操作。

　　

1625 年:William Oughtred(1575 ～1660 年)发明计算尺。

　　

1668 年:英国人 Samuel Morl(1625 ～1695 年)制作了一个非十进制的加法装置，适宜计

算钱币。
　　

1671 年:德国数学家 Gottfried Leibniz 设计了一架可以进行乘法运算，最终答案长度可

达

16 位的计算工具。

　　

1822 年:英国人 Charles Babbage(1792 ～1871 年)设计了差分机和分析机

 ，其设计理论

非常超前，类似于百年后的电子计算机，特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所
采用。
　　

1834 年:Babbage 设想制造一台通用分析机，在只读存储器(穿孔卡片)中存储程序和数

据

 。Babbage 在以后的时间里继续他的研究工作，并于 1840 年将操作位数提高到了 40 位，

并基本实现了控制中心

(CPU)和存储程序的设想，而且程序可以根据条件进行跳转，能在

几秒内做出一般的加法，几分钟内做出乘、除法。
　　

1848 年:英国数学家 George Boole 创立二进制代数学，提前近一个世纪为现代二进制计

算机的发展铺平了道路。
　　

1890 年:美国人口普查部门希望能得到一台机器帮助提高普查效率。 Herman Hollerith 

(后来他的公司发展成了 IBM 公司)借鉴 Babbage 的发明，用穿孔卡片存储数据，并设计了
机器。结果仅用

6 周就得出了准确的人口统计数据(如果用人工方法，大概要花 10 年时间)。

　　

1896 年:Herman Hollerith 创办了 IBM 公司的前身。

　　二、电子计算机问世
　　在以机械方式运行的计算器诞生百年之后，随着电子技术的突飞猛进，计算机开始了
真正意义上的由机械向电子时代的过渡，电子器件逐渐演变成为计算机的主体，而机械部
件则渐渐处于从属位置。二者地位发生转化的时候，计算机也正式开始了由量到质的转变，
由此导致电子计算机正式问世。下面就是这一过渡时期的主要事件

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