浅谈计算机和编程语言的发展历史

计算机、操作系统和编程语言

一、计算机的发展历史

  在第二次世界大战中，美国政府寻求计算机以开发潜在的战略价值。这促进了计算机的研究与发展。1944年霍华德·艾肯研制出全电子计算器，为美国海军绘制弹道图。这台简称 Mark Ⅰ 的机器有半个足球场大，内含500英里的电线，使用电磁信号来移动机械部件，速度很慢（3～5秒才能计算1次），并且适应性很差，只用于专门的领域，但是它既可以执行基本算术运算也可以运算一些复杂的等式。

  1946年，2月14日，由美国军方定制的世界上第一台电子计算机——“电子数字积分计算机”（ENIAC Electronic Numerical And Calculator）在美国宾夕法尼亚大学问世。ENIAC是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的，这台计算器使用了17840支电子管，大小为80英尺 x 8英尺，重达28吨，功耗为170kW，其运行速度——每秒可进行5000次的加法运算，造价约为487000美元。

1、第1代：电子管数字机（1946—1958年）

（1）硬件方面，逻辑元件采用的是真空电子管，主存储器采用汞延迟线电子管数字计算机、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器采用的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。

（2）特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般为每秒数千次至数万次）、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础。

2、第2代：晶体管数字机（1958—1964年）

（1）应用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。

（2）特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高（一般为每秒数10万次，可高达300万次）、性能比第1代计算机有很大的提高。

3、第3代：集成电路数字机（1964—1970年）

（1）硬件方面，逻辑元件采用中、小规模集成电路（MSI、SSI），主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。

（2）特点是速度更快（一般为每秒数百万次至数千万次），而且可靠性有了显著提高，价格进一步下降，产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。

4、第4代：大规模集成电路机（1970年至今）

（1）硬件方面，逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路（LSI和VLSI）。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。

（2）特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算领域。

二、UNIX操作系统和C语言的由来

因为计算机的电路中所包含的信息都是来自电信号的，而且为了方便地区分输出的是高电压和低电压，早期的操作人员是通过带有孔的纸带将程序输入电脑进行编译（对纸条打点），点代表1或0，即二进制。后面出现了汇编语言，操作人员每人一个小册子（指令小册子），开发人员非常非常辛苦。

最早的二进制语言，示例：

1、0000,0000,000000010000 代表 LOAD A, 16   ## 表示将16存入A寄存器（可以将寄存器理解为内存或者硬盘）

2、0000,0001,000000000001 代表 LOAD B, 1    ## 表示将1存入B寄存器

3、0001,0001,000000010000 代表 STORE B, 16	 ## 表示将16存入B寄存器

汇编语言示例：

1、UNIX操作系统的产生

  20世纪60年代，贝尔实验室的研究员Ken Thompson（肯·汤普森）发明了B语言，并使用B编写了一个游戏——Space Travel，为了玩自己这个游戏，他背着老板找到了一台空闲的机器——PDP-7（机器编号），但是这台机器没有操作系统（Operating System 简称OS），于是Thompson着手为PDP-7开发OS，后来这个他将自己开发的这个OS命名为——UNIX。

  1971年，Thompson的同事D.M.Ritchie（里奇），也很想玩Space Travel这个游戏，所以他决定跟Thompson合作，两人一起开发UNIX，他当时的主要工作是改进Thompson的B语言。

  最终，在1972年，改进后的B语言诞生了，即C语言，它命名取自BCPL（Base Combined Programming Language）的第二个字母（BCPL也是一门语言，B语言就是对BCPL进行改进而诞生的）。

汤普森（左）和里奇（右）：

2、编程语言的简要历史

C语言、C语言的起源、类似C语言的编程语言，简单总结如下：

1、CPL（Combined Programming Language） - 1963
### CPL是1963年剑桥大学发明的

2、BCPL（Base Combined Programming Language） - 1967
### 剑桥的Matin Richards 对CPL做了简化，推出了BCPL

3、B（B Programming Language） - 1969
### 贝尔实验室的Ken Thompson（肯·汤普森） 对BCPL又做了改进，设计出了简单的且接近硬件的B语言，用B语言写了第一个UNIX OS

3、C（C Programming Language） - 1972
### 贝尔实验室的Dennis MacAlistair Ritchie（D.M.Ritchie - DM里奇）在B的基础上设计出了C语言。C 保持了B的优点（精炼、接近硬件），又克服了他的缺点（过于简单，数据无类型）

4、C++（C plus plus Programming Language） - 1983
### 还是贝尔实验室的人，Bjarne Stroustrup（本贾尼·斯特劳斯特卢普） 在C语言的基础上推出了C++，它扩充和完善了C语言，特别是在面向对象编程方面。一定程度上克服了C语言编写大型程序时的不足。

5、Python - 1989
### 1989年的圣诞节期间，吉多·范罗苏姆（Gudio van Rossum，我们称他为“龟叔”）为了在阿姆斯特丹打发时间，决心开发一个新的解释程序，作为ABC语言的继承，他创造了Python语言，并用C语言写出了Python语言的解释器CPython。之所以选择Python作为这么程序语言的名字，是因为龟叔是BBC电视剧——Monty Python's Flying Circus的粉丝。

6、Java（Java Programming Language） - 1995
### Sun公司的Patrick Naughton的工作小组研发了Java语言，主要成员是James Gosling（詹姆斯·高斯林）

7、C#（C Sharp Programming Language） - 2000
### Microsoft公司的Anders Hejlsberg（安德斯·海尔斯伯格）发明了C#，他也是Delphi语言之父。