計算機硬件的歷史悠久，你都知道哪些呢?以下就是學習啦小編做的整理，跟著學習啦小編一起來看看吧。

　　計算機硬件的簡介

　　計算機硬件是人類處理運算與儲存資料的重要元件，在能有效輔助數(shù)值運算之前，計算機硬件就已經(jīng)具有不可或缺的重要性。最早，人類利用類似符木1的工具輔助記錄，像是腓尼基人使用黏土記錄牲口或谷物數(shù)量，然后藏于容器妥善保存，米諾斯文明的出土文物也與此相似，當時的使用者多為商人、會計師及政府官員。

　　輔助記數(shù)的工具之后逐漸發(fā)展成兼具記錄與計算功能，諸如算盤、計算尺、模擬計算機和近代的數(shù)字電腦。即使在科技文明的現(xiàn)代，老練的算盤高手在基本算數(shù)上，有時解題速度會比操作電子計算機的使用者來得快──但是在復(fù)雜的數(shù)學題目上，再怎么老練的人腦還是趕不上電子計算機的運算速度。

　　計算機硬件的歷史

　　早期的計算工具

　　中國式算盤，用手指克服算數(shù)

　　人類利用工具輔助算數(shù)已有數(shù)千年的歷史，例如利用重量平衡原理所發(fā)明的秤，或是賬房拿方格布以簡易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)原理，按照高度清點錢幣堆疊。

　　歷史上算盤是人類的專門用來計算的工具，在公元前五世紀希臘的希羅多德有紀錄埃及人有使用，后來其希臘字άβακασ成為拉丁文、英文的abacus。

　　齒輪是部分機械裝備的心臟

　　20世紀初期，希臘人在一艘約西元前65年遇難的沉船上，找到已有兩千年歷史的安提凱希拉儀器，據(jù)信用途是計算天體運行周期，協(xié)助古人籌備宗教節(jié)日和提醒谷物收割。此器件由37道青銅齒輪和刻度盤組成，齒輪彼此咬合，有一組齒輪的作用甚至是模擬月球的運動方式。這項技術(shù)工藝失傳后，直到1600年后人類才有能力發(fā)明出復(fù)雜度旗鼓相當?shù)挠嬎銠C械。

　　計算尺是基本的手動計算器，易于乘除

　　1614年，蘇格蘭數(shù)學家納皮爾發(fā)現(xiàn)利用加減計算乘除的方法，依此發(fā)明對數(shù)，納皮爾在制作第一張對數(shù)表的時候，必需進行大量的乘法運算，而一條物理線的距離或區(qū)間可表示真數(shù)，于是他設(shè)計出計算器納皮爾的骨頭協(xié)助計算。到1633年，英國牧師奧特雷德利用對數(shù)基礎(chǔ)，發(fā)明出一種圓形計算工具比例環(huán)(Circles of Proportion)，后來逐漸演變成近代熟悉的計算尺。直到口袋型計算器發(fā)明之前，有一整個世代的工程師，以及跟數(shù)學沾上邊的專業(yè)人士都使用過計算尺。美國阿波羅計劃里的工程師甚至利用計算尺就將人類送上了月球，其精確度達到3或4位的有效數(shù)字。

　　巴斯卡的滾輪式加法器

　　1623年，德國科學家施卡德建造出世界已知的第一部機械式計算器，成為計算機世代之父，這部機械改良自時鐘的齒輪技術(shù)，能進行六位數(shù)的加減，并經(jīng)由鐘聲輸出答案，因此又稱為“算數(shù)鐘”，可惜后來毀于火災(zāi)，施卡德也因戰(zhàn)禍而逝。

　　1642年法國數(shù)學家帕斯卡為稅務(wù)所苦的稅務(wù)員父親發(fā)明了滾輪式加法器，可透過轉(zhuǎn)盤進行加法運算。1673年德國數(shù)學家萊布尼茨使用階梯式圓柱齒輪加以改良，制作出可以四則運算的步進計算器，可惜成本高昂，不受當代重視。

　　直到1820年之后，機械式計算器才被廣為使用。法國人湯瑪斯以萊布尼茨的設(shè)計為基礎(chǔ)，率先成功量產(chǎn)可作四則運算的機械式計算器，后來命名為湯瑪斯計算器(Thomas Arithmometer)，此后機械式計算器風行草偃，直到1970年代的150年間，有十進制的加法機、康普托計算器、門羅計算器以及科塔計算器等相繼面市。萊布尼茨還倡導過現(xiàn)代電腦的核心理論──二進制系統(tǒng)，不過直到1940年代(從1800年代的巴貝奇，到1946年誕生的埃尼阿克)，大部分的設(shè)計連小數(shù)點都未能兼顧。

　　1801年：卡片時期

　　19世紀的雅卡爾提花織布機

　　1725年，法國紡織工人魯修為便于轉(zhuǎn)織圖樣，在織布機套上穿孔紙帶，他的合作伙伴則在1726年著手改良設(shè)計，將紙帶換成相互串連的穿孔卡片，以此達到僅需手工進料的半自動化生產(chǎn)。1801年，法國人雅卡爾發(fā)明提花織布機，利用打孔卡控制織花圖樣，與前者不同的是，這部織布機變更連串的卡片時，無需更動機械設(shè)計，此乃可編程化機器的里程碑。

　　何樂禮在1880年代利用打孔卡發(fā)明制表機

　　美國憲法規(guī)定每十年必須進行一次人口普查，1880年排山倒海的普查資料就花費了8年時間處理分析，因此美國統(tǒng)計學家赫爾曼·何樂禮在1890年開發(fā)出一種排序機，利用打孔卡儲存資料，再由機器感測卡片，協(xié)助美國人口調(diào)查局對統(tǒng)計資料進行自動化制表，結(jié)果不出3年就完成戶口普查工作。

　　何樂禮在1896年成立制表機器公司，幾經(jīng)并購，后來成為國際商業(yè)機器有限公司(IBM)的一部分。到了1950年，IBM的卡片已在業(yè)界與政府機構(gòu)廣泛使用，為了讓卡片可作為證明文件重復(fù)使用，卡片上都印有“請勿折疊、卷曲或毀損”的警告字樣，這行警語后來還成為后二次大戰(zhàn)時期的流行標語。

　　FORTRAN程式打孔卡

　　直到1970年代為止，不少電腦設(shè)備仍以卡片作為處理媒介，世界各地都有科學系或工程系的大學生拿著大疊卡片到當?shù)氐碾娔X中心遞交作業(yè)程式，一張卡片代表一行程式，然后耐心排隊等著自己的程式被電腦中心的大型電腦處理、編譯并執(zhí)行。一旦執(zhí)行完畢，就會印出附有身份識別的報表，放在電腦中心外的文件盤里。如果最后印出一大串程式語法錯誤之類的訊息，學生就得修改后重新再跑一次執(zhí)行程序。打孔卡直到今日仍未絕跡，其特殊的尺寸(80行的長度)在世界各地仍使用在各式表格、記錄和程式用途上。

　　1835到1900年代：程式化計算機

　　可編程化是通用計算機的重要定義，意即只要變更指令的儲存序列，通用計算機就能模擬其它形式的計算機。

　　查爾斯·巴貝奇的素描畫像

　　1823年，英國數(shù)學家巴貝奇在政府的支持下，開始建造以蒸汽引擎驅(qū)動的差分機，用來比較數(shù)字間的差異，經(jīng)歷10年未能竟功，巴貝奇遂轉(zhuǎn)而研究設(shè)計得更為完整，直接利用打孔卡輸入和儲存資料的分析機，可惜最后巴貝奇窮其畢生精力都未能造出任一完整的差分機或分析機。

　　巴貝奇在1835年提到，分析機是一部一般用途的可編程化計算機，同樣是以蒸汽引擎驅(qū)動，吸收提花織布機的優(yōu)點，使用打孔卡輸入資料，其中的重要創(chuàng)新是用齒輪模擬算盤的算珠。他最初的計劃是打算利用打孔卡控制機器進行運算，印出高精確度的對數(shù)表(特殊用途計算機)，后來才轉(zhuǎn)而開發(fā)一般用途的可編程化計算機。

　　盡管巴貝奇的設(shè)計健全，方向正確(至少是僅需部分修正)，計劃仍因各種大小問題而阻擾不斷。一來巴貝奇難以共事，任何人不合其意便起爭端，加上他的機器全是手工打造，上千個零件只要一個零件有一點小差錯，就會引起重大錯誤，因此需要遠超尋常的制造公差。英國政府也因差分機的經(jīng)驗，不愿繼續(xù)資助如此先進的科技，于是資金告馨后，這項計劃就在與技工的吵吵鬧鬧中告終。

　　倫敦科學博物館重建的差分機

　　英國著名詩人拜倫之女愛達曾經(jīng)翻譯意大利人所寫的《分析機概論》一書，并加以注解，后來與巴貝奇發(fā)展出相當深的關(guān)系，她曾說：“分析機所織者，是代數(shù)的連續(xù)花紋”。后來愛達為分析機的打孔卡安排指令順序，因此有人認為她是世界首位程序員，不過也有人不以為然，關(guān)于愛達的貢獻在計算機科學上的重要性尚有不少爭論。

　　倫敦科學博物館在1991年成功重建巴貝奇的差分機，其間只做過一些無關(guān)緊要的修改，差分機依照巴貝奇的原樣設(shè)計運作，證明他的理論完全正確。館方使用電腦操作機床建造重要零件，以達到機工時期的制造公差，也有人認為當時的技術(shù)無法制造出如此精確的零件，因此這樣算是作弊，巴貝奇的失敗不僅僅歸因政治與財政，他無止盡開發(fā)越來越復(fù)雜先進的計算機也是主因之一。今日電腦界將這種不斷為產(chǎn)品添加功能因而延誤發(fā)表日期或為后續(xù)工作造成瓶頸的行為稱作“蔓延危機”。

　　1930到1960年代：桌上型計算器

　　當年NASA飛行研究中心的“電腦室”

　　1900年代初期，機械式計算器、收銀機、記賬機等都被重新設(shè)計，改用電動馬達，配合變檔齒輪使其更加靈活。1930年代，四則運算已經(jīng)是桌上型機械計算器的基本功能，當時電腦的英文單字“Computer”指的是一群以操作數(shù)學計算器為業(yè)的“計算師”。在曼哈頓計劃時期，許多精通微分方程式的女性數(shù)學家都擠在房間里當起計算師報效祖國，后來的諾貝爾獎得主物理學家費曼先生還當過計算師主管。即使是名聞遐邇的波蘭數(shù)學家烏拉姆，在戰(zhàn)后也曾被利用來求取氫彈的數(shù)學似近值。

　　科塔計算器

　　1948年，科塔計算器面市，這款機械式計算器造型輕便小巧，大小約莫有如一個胡椒粉研磨器。之后整個1950年代到1960年代，各種品牌相繼面市，爭奇斗艷，好不熱鬧。

　　第一部全電子化的桌上型計算器是英國人研發(fā)的ANITA Mk.VII，以數(shù)字管和177個微型閘流管來顯示數(shù)字。1963年6月，佛萊登計算機公司發(fā)表EC-130型計算器，這款計算器是全晶體管設(shè)計，配備一個5吋大的陰極射線管(CRT)，可顯示13位數(shù)字，采用后置波蘭表示法，當時售價2200美元。EC-132型計算器則新增平方根和倒數(shù)功能。1965年，王安實驗室研發(fā)LOCI-2型計算器，是一款可顯示10位數(shù)字的晶體管桌上型計算器，使用數(shù)字管顯示，并可執(zhí)行對數(shù)運算。

　　最后隨著集成電路(IC)和微處理器的開發(fā)，昂貴笨重的計算器后來逐漸為輕薄小巧的電子器件所取代。

　　前1940年代：模擬計算機

　　電腦在這個時代仍屬稀有，人們對于問題的解決方案通常是寫死在表格紙上(像是曲線圖和列線圖解)，用來一并解決相似的問題，比如說暖氣機里的溫度和壓力分布。

　　卡方分布的列線圖解

　　二次大戰(zhàn)之前，當時的最高科技是機械式和電動式的模擬計算機，也被認為是前途光明的計算機趨勢。模擬計算機使用連續(xù)變化的物理量，像是電勢、流體壓力、機械運動等，處理表示待解問題中相應(yīng)量的器件。例如在1936年制作得相當精巧的水流積算器。跟現(xiàn)代的數(shù)字電腦比起來，模擬計算機相當不具彈性，必須手動裝配(像是重新改編程序)才能處理下一個待解問題，不過早期的數(shù)字電腦能力有限，無法解決太過復(fù)雜的問題，所以當時的模擬計算機還是占有優(yōu)勢。直到數(shù)字電腦越來越快，擁有越來越強的記憶能力(像是RAM)之后，模擬計算機就迅速受到淘汰，程序設(shè)計從此成為人類另一項專業(yè)技能。

　　諾頓轟炸機瞄準器

　　部分類比電腦廣泛應(yīng)用在軍事瞄準用途，像是美軍轟炸機上的諾頓轟炸機瞄準器和火力控制系統(tǒng)，有些器件甚至直到二戰(zhàn)結(jié)束數(shù)十年后仍未退役，其中一個例子就是由美國海軍開發(fā)的馬克一號火力控制電腦，從驅(qū)逐艦到戰(zhàn)列艦都看得到它的影子。

　　1930年，現(xiàn)代電腦之父萬尼瓦爾·布希發(fā)明微分分析器，模擬計算機科技至此達到頂峰，大部分的零件都已經(jīng)被制造出來，終于，賓夕法尼亞大學的摩爾電機工程研究所打造出最具影響力的數(shù)字電子計算機──電子數(shù)值積分計算器(埃尼阿克)。埃尼阿克的誕生終結(jié)了大部分模擬計算機的生路，不過從1950年代到1960年代，由數(shù)字電子學控制的混合型模擬計算機依然活躍，之后模擬計算機就應(yīng)用在部分專業(yè)用途上。

　　早期的數(shù)字電腦

　　1930年代后期到1940年代，受到二次大戰(zhàn)影響，此一時期被認為是計算機發(fā)展史中的混亂時期，戰(zhàn)爭開啟了現(xiàn)代電腦的時代，電子電路、繼電器、電容及真空管相繼登場，取代機械器件，就連類比計算器也被數(shù)字計算器所代替。阿塔那索夫貝理電腦(ABC)、Z3電腦、巨像電腦和埃尼阿克也在手工精心打造下誕生，使用包含繼電器或真空管的電路，以打孔卡或打孔帶作為輸入和主要(非短期)儲存媒介。

　　在這個時期，功能各異的電腦陸續(xù)生產(chǎn)，穩(wěn)定發(fā)展。剛開始的時候，沒人能想像現(xiàn)代電腦的存在，除了為世人遺忘的巴貝奇計劃和艾倫·圖靈的數(shù)學理論。到了這個時代的后期，電子離散順序自動計算機登場，成為第一部可儲存程式的數(shù)字電腦。此一期間的電腦系統(tǒng)，暫存內(nèi)存使用延遲線存儲器迅速崛起，直到1970年代中期，幾乎取代其它形式成為最主要的暫存內(nèi)存。

　　1936年，圖靈發(fā)表的研究報告對計算機和計算機科學領(lǐng)域造成巨大沖擊，這篇報告主要是為了證明循環(huán)處理程式的死角，亦即停機問題的存在。圖靈也以算法概念為通用計算機(純理論器件)作出定義，后來稱為圖靈機，取代哥德爾漸趨累贅的通用語言。除了內(nèi)存限制，現(xiàn)代電腦已經(jīng)具備圖靈完全的條件，也就是說，現(xiàn)代電腦的算法執(zhí)行力已與通用圖靈機相當。內(nèi)存限制有時也被視為一般用途電腦與特殊用途電腦的差別。

　　一部計算機要實際成為一般用途的電腦，就必須要有像是打孔帶之類便于使用的讀寫器件，而為了要達到多功能多用途，馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)下的內(nèi)存可一并儲存程式和資料，當時的電腦差不多都是使用這種架構(gòu)。理論上這種架構(gòu)可以應(yīng)用在全機械的計算機上(像巴貝奇的設(shè)計)，加上電子學，使得現(xiàn)代電腦的特征──執(zhí)行速度加快和微型化成為可能。

　　二次大戰(zhàn)時期的電腦發(fā)展分為三道平行方向，其中有兩方不是被大為忽略，就是被慎重的隱瞞起來，一個是德國科學家楚澤的作品，再則是英國秘密開發(fā)的巨像電腦，兩者對美國的各項計算機計劃都沒有太多影響。戰(zhàn)后英美計算機科學家在一些將計算機器件實用化方面則有著重要的合作經(jīng)驗。

　　楚澤Z系列

　　楚澤Z1電腦的重制機

　　1936年，在德國獨力研發(fā)的楚澤，開始打造以記憶能力和可編程化為特色的Z系列計算器。1938年，楚澤在柏林父親的公寓中完成Z1電腦，完全機械制造，使用二進位制，但是由于部分零件精確度的問題，運作并不穩(wěn)定。

　　楚澤后續(xù)機種Z3電腦完成于1941年，使用打孔膠卷作為輸入程式的媒介，以電話型繼電器為基礎(chǔ)，運作順利，因此成為首部可編程控制的功能性電腦。Z3電腦在許多方面都跟現(xiàn)代電腦相當類似，比如說使用了浮點數(shù)，是多項先進功能中的先鋒。楚澤揚棄不好用的十進位制(巴貝奇早期設(shè)計皆使用十進位制)取簡單的二進位制，以當時的科技工藝來說，此舉使得他的機種易于制造，較為可靠，也有人認為這是楚澤比巴貝奇成功的主要原因之一。Z3電腦雖然被人忽略，不過已在1990年代證實合乎通用電腦定義(忽略其物理儲存容量限制)。

　　楚澤在1936年提出兩項發(fā)明專利，并且預(yù)言記憶儲存器件將可同時儲存電腦指令和資料，這項遠見后來發(fā)展出馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)，1949年為英國EDSAC電腦所應(yīng)用。楚澤也主張第一款電腦高階編程語言是他所設(shè)計(Plankalkül，1945年完成，1948年發(fā)表)，雖然這款編程語言直到2000年才在柏林自由大學首度成功執(zhí)行──當時楚澤已經(jīng)過世5年。

　　二次大戰(zhàn)時期，楚澤的部分發(fā)明遭到盟軍轟炸，摧毀殆盡。直到很久以后，英美工程師對他的發(fā)明仍有大片未知，IBM認識到這點，因此資助楚澤在戰(zhàn)后成立的公司，作為使用楚澤專利的交換。

　　巨像電腦

　　二戰(zhàn)期間用來破譯德國密碼的巨像電腦

　　二次大戰(zhàn)期間，英國在布萊切利園成功破解了部分德國軍事通訊密碼，在電機設(shè)計的炸彈機協(xié)助下，德軍的恩尼格瑪密碼機大受威脅，炸彈機是艾倫·圖靈與高登·威奇曼仿造1938年的波蘭解密機炸彈機所設(shè)計，運用一連串的電子邏輯演繹器件找出可能是恩尼格瑪密碼機的密碼。

　　德國還發(fā)展出一系列與恩尼格瑪密碼機全然不同的電傳打字機加密系統(tǒng)，像是用于高階軍事通訊的勞倫茲密碼機，英軍代號為“金槍魚”。1941年，勞倫茲密碼機的密碼首度遭到攔截，麥斯·紐曼教授及其同僚作為破解“金槍魚”團隊的一分子，負責詳細指揮巨像電腦的操作方法。巨像電腦“馬克一號”機是1943年的3月到12月之間，由湯米·佛勞斯其同僚建造于倫敦多利士山的郵政研究局。

　　巨像電腦是第一部全然電子化的電腦器件，使用了數(shù)量龐大的真空管，以紙帶作為輸入器件，能夠執(zhí)行各種布爾邏輯的運算，但仍未具備圖靈完全的標準。巨像電腦建造到第9部“馬克二號”，但是其實體器件、設(shè)計圖樣和操作方法，直到1970年代都還是一個謎。后來溫斯頓·丘吉爾親自下達一項銷毀命令，將巨像電腦全都拆解成巴掌大小的廢鐵，巨像電腦才因此在許多計算機歷史里都未留下一紙紀錄。英國布萊切利園目前展有巨像電腦的重建機種。

　　美國的發(fā)展

　　1937年，美國數(shù)學家兼工程師克勞德·香農(nóng)在麻省理工學院發(fā)表他的碩士論文，是史上首度將布爾代數(shù)應(yīng)用在電子繼電器和電閘上的人。論文題為《中繼和交換電路的符號分析》(A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits)，是數(shù)字電路設(shè)計的實踐基礎(chǔ)。

　　1937年11月，在貝爾實驗室工作的喬治·史提比茲在他家廚房組裝出一部以繼電器表示二進位制的電腦“K模型機”。貝爾實驗室后來在1938年通過史提比茲提出的所有研究計劃，1940年1月8日，復(fù)數(shù)計算器完工。1940年9月11日，在達特茅斯學院召開的美國數(shù)學學會會議上，作為示范，史提比茲透過電話線向復(fù)數(shù)計算器傳送遠端指令，這是電腦遠端遙控的首度實例。參與會議的目擊者包括約翰·馮·諾伊曼、約翰·莫克利和諾伯特·維納都在回憶錄里提過這件事。

　　1939年，愛荷華州立大學的約翰·阿塔納索夫和克里夫·貝理開發(fā)出阿塔納索夫-貝瑞計算機(ABC)，為一特殊用途的電子計算機，用以解決一次方程的問題。ABC使用超過300個真空管提高運算速度，以固定在機械旋轉(zhuǎn)磁鼓上的電容器作為記憶器件，雖然不可編程化，但是采用二進位制和電子線路等各方面，都使其成為第一部現(xiàn)代電腦的先驅(qū)。

　　阿塔納索夫-貝瑞計算機的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

　　1941年6月，埃尼阿克發(fā)明人之一約翰·莫克利短暫拜訪了阿塔納索夫，參觀過建造期間的ABC，之后是否對埃尼阿克的設(shè)計產(chǎn)生影響，計算機史學家曾進行過廣泛的討論。ABC誕生后一度汲汲無名，直到一件對上埃尼阿克的專利訴訟漢威對史派瑞案才浮上臺面，多次庭辯后，在許多復(fù)雜的因素下，埃尼阿克原有的專利保護遭到取消，電子計算機的發(fā)明被歸功于愛荷華州立大學。

　　馬克一號右半邊

　　1939年，馬克一號在IBM安迪卡特(Endicott)實驗室起手開發(fā)，其正式名稱為自動化循序控制計算器(ASCC)， 是為一般用途的電動機械計算機，由哈佛大學數(shù)學家霍華·艾肯總籌指揮，IBM贊助人力資金。馬克一號參考巴貝奇分析機，使用十進位制、轉(zhuǎn)輪式儲存器、旋轉(zhuǎn)式開關(guān)以及電磁繼電器，由數(shù)個計算單元平行控制，經(jīng)由打孔紙帶進行程式化(改良后改由紙帶讀取器控制，并可依條件切換讀取器)。雖然馬克一號被認為是第一部通用計算機，但其實并沒達到圖靈完全的條件。馬克一號后來移至哈佛大學，于1944年5月開機啟用。

　　埃尼阿克

　　正以160千瓦電力作彈道運算的埃尼阿克

　　美國制造的埃尼阿克(全名為電子數(shù)值積分計算器)一般被認為是世上第一部一般用途的電子計算機，公認是有效利用電子學的大型電腦。埃尼阿克是現(xiàn)代計算機發(fā)展史上重要的里程碑，由約翰·莫克利和約翰·伊克特指導建造，起初它以運算速度震驚世人，表現(xiàn)超越同期設(shè)計千倍之譜，后來更以微型化潛力留名千古。

　　埃尼阿克的發(fā)展建造，始于1943年，1945年完工。設(shè)計剛發(fā)表時，不少研究人員認為這上千件脆弱的零件(像是真空管)會承受不住壓力損毀殆盡，導致埃尼阿克整天下線修整，一無事處。這也的確，但是每秒數(shù)千次的運算速度，只要零件故障前能跑上幾個鐘頭也算值回票價了。埃尼阿克是符合圖靈完全的器件，“程式”對埃尼阿克來說，是一段電子程式儲存器到主機的距離，之間是由電纜和開關(guān)拼湊連接出來的運作狀態(tài)，不過在當時，光是能夠獨立運算這點，就已被認為是一大勝利。

　　約翰·馮·諾伊曼寫過一篇廣為流傳的文章《EDVAC獨家報告》(First Draft of a Report on the EDVAC)，內(nèi)容描述EDVAC將程式和計算中的資料，設(shè)計儲存在同一內(nèi)存內(nèi)，于是莫克利和艾克特認知到埃尼阿克的局限后，便又著手進行改良。馮·諾伊曼的這項設(shè)計后來被稱為馮·諾伊曼架構(gòu)，成為發(fā)展第一部真正具有運作彈性、一般用途數(shù)字電腦的設(shè)計基礎(chǔ)。

　　首代馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)及其機種

　　英國曼徹斯特科學工業(yè)博物館的“寶貝”

　　第一部成功運作的馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)電腦是1948年曼徹斯特大學的小規(guī)模實驗機，又稱“寶貝”。隨后在1949年，曼徹斯特馬克一號電腦登場，功能完整，以威廉管和磁鼓作為內(nèi)存媒介，并且引進變址寄存器的功能。

　　競逐“第一部數(shù)字儲存程式電腦”名號的還有在劍橋大學設(shè)計建造的延遲存儲電子自動計算器(簡稱EDSAC)，EDSAC比曼徹斯特的“寶貝”年輕一個年頭，但是解決問題的能力不遑多讓，然而實際上，啟發(fā)EDSAC的就是埃尼阿克的繼任者──離散變數(shù)自動電子計算機(簡稱EDVAC)。不像平行處理的埃尼阿克，EDVAC只使用單一的處理單元，此一設(shè)計簡單好用，走在后來微型化趨勢的前端，還增加了可靠的程度。近代電腦結(jié)構(gòu)多取經(jīng)自曼徹斯特馬克一號、EDSAC和EDVAC，有些人也將其視為電腦界的“夏娃”。

　　歐洲大陸第一部通用型可編程化電腦是小型電子計算機(簡稱МЭСМ)，由蘇聯(lián)基輔電機學會的瑟吉·亞歷塞維奇·列別捷夫帶領(lǐng)一組科學家團隊所建造，МЭСМ在1950年開始運作，使用6000根真空管，25千瓦的電力，每秒可作3000次運算。其它早期電腦還有澳洲設(shè)計的科學與工業(yè)研究議會自動計算機(簡稱CSIRAC)，在1949年作首次程式測試。

　　1947年，一家以飲料起家的英國餐飲公司約瑟·里昂公司，對新式的辦公室管理技術(shù)產(chǎn)生莫大的興趣，決定積極參與電腦的商業(yè)開發(fā)。到了1951年，里昂一號電腦起跑，執(zhí)行了世上第一個辦公室電腦的例行指令。

　　陳列在維也納科技博物館的UNIVAC。

　　1951年6月，通用自動計算機(簡稱UNIVAC I)送抵美國人口調(diào)查局，這部電腦由雷明頓蘭德公司制造，卻常被誤認為是“IBM的UNIVAC”。雷明頓蘭德公司后來以每臺百萬美金以上的售價，賣出46部。UNIVAC是第一部量產(chǎn)的電腦，使用5200根真空管，125千瓦電力，所使用的水銀延遲線存儲器能儲存11個正十位數(shù)字組1000個(72位元字組)，UNIVAC不像IBM的電腦，配備有打孔卡讀卡機，1930年代風行的金屬磁帶(即UNISERVO)導入后，結(jié)果與有些商用資料儲存器件并不相容。那個年代，其它電腦都用高速的打孔帶和現(xiàn)代的磁帶作為輸出輸入設(shè)備。

　　1951年11月，約瑟·里昂公司開始每周定期在里昂一號上，運作一支糕餅評估程式，這是第一支在程式儲存電腦上的商業(yè)應(yīng)用程序。

　　1952年，IBM公開IBM 701電子資料處理器，是IBM 700/7000型系列的前鋒，也是IBM的第一部大型電腦。1954年推出IBM 704，所使用的磁芯內(nèi)存后來成為大型電腦的標準配備。第一套可執(zhí)行的一般用途高階編程語言FORTRAN也是在1955年到1956年間，IBM為IBM 704所開發(fā)的，并在1957年初發(fā)表。

　　1954年，IBM推出一款電腦體積較小，價格和善，后來廣受歡迎。這款I(lǐng)BM 650重達900公斤，附屬的電力供應(yīng)器件也有1350公斤左右，兩者各安置在與人等高的櫥柜里。這款電腦要價50萬美金，或可以每月00塊美金的代價出租。原本其磁鼓內(nèi)存只能保存2000個十位數(shù)字組，還需要晦澀難明的編程程序才能有效運作，諸如此類的內(nèi)存限制在之后的十年間主宰了編程程序，直到編程模組一番革命性的改變后，軟件開發(fā)才有了較人性化的轉(zhuǎn)變。

　　1955年，莫里斯·威爾克斯發(fā)明微程式設(shè)計，將基礎(chǔ)指令的程式內(nèi)建，方便定義或延伸的工作，廣泛運用在大型計算機(和其它諸如IBM 360系列的電腦)的中央處理器和浮點運算單元上。1956年，IBM首部磁盤儲存器件統(tǒng)計控制隨機存取法(簡稱RAMAC)面市，使用50面24英寸的金屬磁盤，每面100道磁道，總?cè)萘?MB，平均每MB需花費1萬美金。

　　1960年代后：第三波

　　主條目：計算機硬件歷史 (1960年代后)

　　第三波電腦世代來臨，電腦使用度爆炸性的成長，這些全仰賴杰克·基爾比和羅伯特·諾伊斯的獨立發(fā)明集成電路(或微芯片)，引領(lǐng)英特爾的馬辛·霍夫和Federico Faggin佛德里克·法金發(fā)明微處理器。在1960年代，大量的電腦技術(shù)和過去的第二波電腦世代重疊，直到1975年后期，第二波電腦世代的機器仍在持續(xù)量產(chǎn)，像是UNIVAC 494。

　　微處理器的誕生連帶刺激微電腦的發(fā)展，輕便小巧，物廉價美的電腦成為個人及小公司唾手可得的工具，微電腦在1970年代初登場，到了1980年代后就已經(jīng)成為家家戶戶都可看到的產(chǎn)品了。第一款流行的個人電腦據(jù)信是出自蘋果電腦公司的創(chuàng)辦人之一斯蒂夫·沃茲尼亞克，不過他的第一部電腦Apple I出現(xiàn)得比KIM-1和Altair 8800晚，第一部具有圖形音效能力的蘋果電腦也晚于Commodore PET。電腦逐漸成為微電腦架構(gòu)的天下，再加上來自大型電腦的特色后，現(xiàn)如今已主宰大部分的電腦市場。