2月14情人節？今天還是電子計算機的生日：關于計算機你知多少

除了情人節，今天還是電子計算機的生日！1946年2月14日，世界上第一臺電子計算機在美國賓夕法尼亞大學誕生，它的名字叫ENIAC，由“莫爾小組”承擔開發任務。隨著科技的發展，如今出現了一些新型計算機：生物計算機、光子計算機、量子計算機等。

電子計算機的定義

電子計算機（electronic computer），通稱電腦，簡稱計算機（computer），是一種根據一系列指令來對數據進行處理的機器。所相關的技術研究叫計算機科學，以數據為核心的研究稱為信息技術。

計算機種類繁多。實際來看，計算機總體上是處理信息的工具。根據圖靈機理論，一部具有最基本功能的計算機應當能夠完成任何其它計算機能做的事情。因此，只要不考慮時間和存儲因素，從個人數碼助理（PDA）到超級計算機都應該可以完成同樣的作業。即是說，即使是設計完全相同的計算機，只要經過相應改裝，就應該可以被用于從公司薪金管理到無人駕駛飛船操控在內的各種任務。由于科技的飛速進步，下一代計算機總是在性能上能夠顯著地超過其前一代，這一現象有時被稱作“摩爾定律”。

計算機在組成上形式不一。早期計算機的體積足有一間房屋大小，而今天某些嵌入式計算機可能比一副撲克牌還小。當然，即使在今天，依然有大量體積龐大的巨型計算機為特別的科學計算或面向大型組織的事務處理需求服務。比較小的，為個人應用而設計的計算機稱為微型計算機，簡稱微機。我們今天在日常使用“計算機”一詞時通常也是指此。不過，現在計算機最為普遍的應用形式卻是嵌入式的。嵌入式計算機通常相對簡單，體積小，并被用來控制其它設備—無論是飛機，工業機器人還是數碼相機。

電子計算的的發展史

第一代電子管計算機：ENIAC（The Electronic Numerical Integrator And Computer），1946年在費城公諸于世，它通過不同部分之間的重新接線編程，還擁有并行計算能力，但功能受限制，速度也慢。ENIAC的問世標志現代計算機的誕生，是計算機發展史上的里程碑。

第二代晶體管計算機：晶體管的發明大大促進計算機的發展，晶體管代替電子管，電子設備體積減小。1956年，晶體管在計算機中使用，晶體管和磁芯存儲器導致了第二代計算機的產生。第二代計算機體積小、速度快、功耗低、性能更穩定。首先使用晶體管技術的是早期的超級計算機，主要用于原子科學的大量數據處理，這些機器價格昂貴，生產數量極少。

第三代集成電路計算機： 晶體管比起電子管進步，但產生的大量熱量損害計算機內部的敏感部分。1958年發明了集成電路（IC），將電子元件結合到一片小小的硅片上，使更多的元件集成到單一的半導體芯片上。于是，計算機變得更小，功耗更低，速度更快。這一時期的發展還包括使用了操作系統，使計算機在中心程序的控制協調下可以同時運行許多不同的程序。1964年，美國IBM公司研制成功第一個采用集成電路的通用電子計算機系列IBM360系統。

第四代大規模集成電路計算機：大規模集成電路（LSI）可以在一個芯片上容納幾百個元件。到了80年代，超大規模集成電路（VLSI）在芯片上容納了幾十萬個元件，后來的ULSI將數字擴充到百萬級�？梢栽谟矌糯笮〉男酒�上容納如此數量的元件使得計算機的體積和價格不斷下降，而功能和可靠性不斷增強�；�于“半導體”的發展，到了一九七二年，第一部真正的個人計算機誕生了。

第五代智能計算機：1981年，在日本東京召開了第五代計算機研討會，隨后制訂出研制第五代計算機的長期計劃。智能計算機主要特征是具備人工智能，能像人一樣思考，并且運算速度極快，其硬件系統支持高度并行和推理，其軟件系統能夠處理知識信息。神經網絡計算機（也稱神經元計算機）是智能計算機的重要代表。但第五代計算機目前仍處在探索、研制階段。真正實現后，將有無量的發展前途，它的前景，必將是光輝誘人的。

第六代生物計算機：半導體硅晶片的電路密集，散熱問題難以徹底解決，影響了計算機性能的進一步突破。研究發現，DNA的雙螺旋結構能容納巨量信息，其存儲量相當于半導體芯片的數百萬倍。一個蛋白質分子就是存儲體，而且阻抗低、能耗小、發熱量極低�；�于此，利用蛋白質分子制造出基因芯片研制生物計算機，已成為當今計算機技術的最前沿。生物計算機比硅晶片計算機在速度、性能上有質的飛躍，被視為極具發展潛力的“第六代計算機”。

新一代電子計算機如何發展？

自問世以來數字計算機在速度和能力上有了可觀的提升，迄今仍有不少課題顯得超出了當前計算機的能力所及。對于其中一部分課題，傳統計算機是無論如何也不可能實現的，因為找到一個解決方法的時間還趕不上問題規模的擴展速度。因此，科學家開始將目光轉向生物計算機技術和量子理論來解決這一類問題，合成生物學的技術發展，產生了另一類以人工設計細胞內信號傳導與基因調控網絡來進行數學計算或完成計算機程序化編碼細胞行為的生物計算機，也稱為“濕”計算機或活體細胞計算機。比如，人們計劃用生物性的處理來解決特定問題（DNA計算）。由于細胞分裂的指數級增長方式，DNA計算系統很有可能具備解決同等規模問題的能力。當然，這樣一個系統直接受限于可控制的DNA總量。

量子計算機，顧名思義，利用了量子物理世界的超常特性。一旦能夠造出量子計算機，那么它在速度上的提升將令一般計算機難以望其項背。當然，這種涉及密碼學和量子物理模擬的下一代計算機還只是停留在構想階段。